Rotormodell

Alle von uns angebotenen Schwingungsmessgeräte ermöglichen die Messung der Schwinggeschwindigkeit im normierten Frequenzbereich 10 Hz bis 1 kHz zur Maschinenüberwachung nach DIN/ISO 10816. Diese repräsentiert den Energiegehalt der auftretenden Vibrationen, die durch rotierende Unwuchten verursacht werden, z. B. infolge loser Schrauben, verbogener Teile, verschlissener Lager mit großem Spiel oder Ablagerungen auf Lüfterflügeln. Zur Erkennung von Wälzlagerschäden ist dieses Verfahren jedoch nur sehr bedingt geeignet.

Wälzlagerschäden erzeugen nämlich hochfrequente Signale mit kurzer Impulsdauer. Um diese zu erkennen, sind zumindest hochfrequente Beschleunigungs-Messungen erforderlich. Bei Messungen an Maschinen lässt sich z. B. im Frequenzbereich von 1 kHz bis10 kHz vorwiegend das Laufgeräusch von Wälzlagern betrachten, während Unwuchtvibrationen unterdrückt werden.
Gleichzeitig erzeugen die hochfrequenten Signale mit kurzer Impulsdauer im Verhältnis zum Effektivwert größere Spitzenwerte; dieses Verhältnis lässt sich im Crestfaktor ablesen.
Verschiedene Messgeräte bieten weitere, spezialisierte Funktionen zum frühzeitigen Erkennen von Wälzlagerschäden.

Zur Verdeutlichung der verschiedenen Messgeräte und Messmethoden haben wir eine Versuchsreihe an einem Rotormodell durchgeführt.

 

Vergleichsmessungen an einem unbeschädigten Lager (linker, einzeln stehender Lagerbock) und einem Lager mit leichtem, jedoch bereits hörbaren Außenringschaden (Lagerbock rechts außen), jeweils in horizontaler und vertikaler Achse. Der Schaden befindet sich an der unteren, mit einem roten Kreis markierten Position und tritt daher überwiegend in vertikaler Messrichtung auf.

Rotormodell  Lager

 

Eine Vorprüfung erfolgte mittels eines VibroMetra Systems: Wälzlagerdiagnose mittels Hüllkurvendemodulation und Einblendung der Überrollfrequenz des Außenrings und ihrer Vielfachen, Drehzahl 3000 U/min.
Der Außenringschaden ist eindeutig erkenn- und belegbar.

Hüllkurve Ausschnitt

 

Ergebnis der Versuchsreihe:

Messungen im normierten Frequenzbereich 10 Hz bis 1 kHz zeigen bei Wälzlagerschäden meist nur geringe Unterschiede, zumindest bei einem Lager mit einem nur leichten Schaden.
Hochfrequente Beschleunigungs-Messungen sowie einige spezialisierte Funktionen zeigen dagegen deutlich erkennbare Unterschiede, wie in der nachfolgenden Tabelle grün hervorgehoben.


Je nach Position des Lagerschadens, speziell am üblicherweise feststehenden Außenring, weichen die Messwerte evtl. nur in einer Messachse (horizontal oder vertikal) erkennbar ab; es ist daher ratsam, möglichst in zwei um 90 ° versetzten Achsen zu messen.

 

Lagerdiagnose


Verschiedene Messgeräte bieten zusätzliche Funktionen zum Erkennen von Wälzlagerschäden an:

  • VM25:
    Die hochfrequenten Signale mit kurzer Impulsdauer eines Wälzlagerschadens erzeugen im Verhältnis zum Effektivwert größere Spitzenwerte; dieses Verhältnis lässt sich im Crestfaktor ablesen. Beim VM25 lassen sich alle Messgrößen (Beschleunigung, Geschwindigkeit und Weg) als Effktivwert, Spitzenwert oder Crestfaktor ablesen.
    Der Wälzlagerkennwert K(t) setzt die aktuell gemessenen Effektiv- und Spitzenwerte mit den Effektiv- und Spitzenwerten zu einem Startzeitpunkt ins Verhältnis. Durch regelmäßige Messungen unter gleichbleibenden Drehzahlen und Betriebsbedingungen (Lastzuständen) und Trendbeobachtung lässt sich hiermit eine weitere Aussage über den Wälzlagerzustand treffen.

 

  • N200:
    Das Feature namens CBA (CEMB Bearing Analysis) basiert auf der Hüllkurve des Beschleunigungssignals in einem hohen Frequenzbereich; niedrige Frequenzanteile wie Unwuchten werden hierbei ausgeblendet. Das Ergebnis wird in der Einheit gE angezeigt (Beschleunigung berechnet mit einem Hüllkurven-Alghorithmus). Auch der CBA Wert kann nicht absolut beurteilt werden, sondern liefert erst bei Trendbetrachtung eine Aussage über den Wälzlagerzustand, wobei  auf gleichbleibende Drehzahlen und Betriebsbedingungen (Lastzustände) zu achten ist.

 

Zu den Schwingungsmessgeräten

 

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