Elektromaschinen-Diagnosemit Kennwerten und FFT-Analyse

Thema Seite1. Einführung ................................................................................... 22. Schwingungsspektrum eines Abluftventilators .............................. 43. Zustandsbeschreibung von Maschinen ......................................... 64. Level 1 / Level 2 - Strategie in der Zustandsüberwachung .............. 85. Klassifizierung der Schwingstärke nach ISO-Normen .................. 106. Schadensbilder an Motoren........................................................ 127. Unwucht / Ausrichtfehler ................................................................. 148. Feldasymmetrie am Stator .......................................................... 169. Feldasymmetrie am Rotor ........................................................... 18

10. Praxis Schwingunsdiagnose: Unwucht ............................................. 2011. Praxis Schwingunsdiagnose: Wellenfehlausrichtung ................... 2212. Praxis Schwingunsdiagnose: Feldasymmetrie .............................. 2413. Praxis Schwingunsdiagnose: lose Teile ........................................ 2614. Kenngrößen zur Wälzlagerbeurteilung ....................................... 2815. Normierung der Stoßimpulsmessung .......................................... 3016. Wälzlagerschäden erkennen: Hüllkurvenanalyse .............................. 3217. Praxis Wälzlagerdiagnose: Innenringschaden .............................. 34

Inhalt

1. Einleitung

Die Schwingungsüberwachung und Schwing-ungsdiagnose von Maschinen und Anlagenhat in den letzten Jahren an Bedeutungenorm gewonnen. Zunehmend werden auchmittlere und kleinere Aggregate in die Über-wachung mit einbezogen, weil das inzwi-schen niedrige Preisniveau bei Schwing-ungsmeßgeräten deren Einsatz auch hier wirt-schaftlich werden läßt.

In den letzten Jahren ist das schwingungs-technische Interesse und der erfolgreiche Ein-satz von Schwingungsmeßtechnik auch imBereich des Elektromaschinen-Handwerksdeutlich angestiegen. Einerseits fordern Be-treiber schon bei Neuaufstellungen und nachReparaturen die Protokollierung des erreich-ten Schwingungszustandes, andererseits bie-tet die Schwingungsüberwachung undSchwingungsdiagnose die Möglichkeit eineszusätzlichen Service-Geschäftes, da vor allem

kleinere Betreiber selbst keine Schwingungs-meßtechnik anschaffen wollen. Nicht zuletztist die Schwingungsdiagnose ein phantasti-sches Hilfsmittel, um Fehler und Schadensur-sachen an Maschinen und Analgen zu lokali-sieren und u.U. auch ungerechtfertigte Ge-währleistungsforderungen abzuwenden.

Ausgabe Mai 2010Bestellnummer VIB 9.619D

Der Inhalt dieser Fibel basiert auf einem Vortragsmanuskript vonM. Luft, PRÜFTECHNIK AG.© Copyright 1998 PRÜFTECHNIK AG. Alle Rechte vorbehalten.

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2. Schwingungsspektrum eines Abluftventilators

Ein einfaches Beispiel zeigt die Möglichkeiten,die dieses Verfahren zu bieten hat:

Ein Ventilatorantrieb war durch zu hoheSchwingstärkewerte aufgefallen. Da die hö-heren Werte am Antriebsmotor gemessenwurden, suchte man zunächst dort nach derUrsache. Eine Schwingungsdiagnose ergabjedoch, daß die hohen Schwingstärkewertevon 15,2 mm/s am Motor durch einen Fre-quenzanteil verursacht wurden, der vom Ven-tilator über den Riementrieb in den Motoreingetragen wurde (13,67 Hz). Ein Auswuch-ten der Keilriemenscheibe am Ventilator redu-zierte die Schwingstärke auf 2,3 mm/s amVentilator und auf 3,2 mm/s am Antriebsmo-tor und somit auf akzeptable Werte.

Dieses Beispiel zeigt bereits das prinzipielleVorgehen. Die Messung des allgemeinenSchwingungszustandes dient zur Bewertung

des Maschinenzustandes in „gut - brauchbar -noch zulässig - unzulässig“. Werden aberGrenzwerte überschritten, sollte man durcheine Schwingungsdiagnose die Fehlerursachegenauer lokalisieren.

In diesem Fall lieferte die Analyse des FFT-Spektrums eindeutig die Ursache für die er-höhten Schwingwerte.

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Abluftventilator in Lackieranlage (P = 37 kW)

1. Kennwerte-Messung

Schwingstärke, vertikal,jeweils A-Lager

Motor: 1475 U/min. = 24.58 HzVentilator:820 U/min. = 13.67 Hz

15.2 mm/s

11.3 mm/s

Ventilator, A-Lager, radial/vertikal

fvert = 13.67 Hz

fvert = 13.67 Hz

Motor. A-Lager, radial/vertikal

2. Signalanalyse

FFT-Spektrum des Schwingungssignals

Schwingungsspektrum eines Abluftventilators

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3. Zustandsbeschreibung von Maschinen

Die Basis für eine effektive und erfolgreicheMaschinenüberwachung bildet die Messunggeeigneter Zustandskenngrößen über einenlängeren Zeitraum ('trending'). Aus der Auf-zeichnung der Meßwerte in einem Diagrammzeigt sich deren Lage zu voreingestelltenWarn- und Alarmschwellen. Werden dieseGrenzen überschritten (und nur dann), lieferteine Schwingungsdiagnose die Fehlerursache,so daß geeignete Instandhaltungsmaßnah-men gezielt eingeleitet werden können. Imfolgenden soll nun auf Verfahren der Schwin-gungsüberwachung und Schwingungsdiag-nose näher eingegangen werden, die speziellfür Elektromotoren Bedeutung haben.

7

Ereignisorientiert

■■■■■ Trendverfolgung von Kenngrößen

■■■■■ Alarm bei Grenzwertüberschreitung

■■■■■ Referenzspektren (Gutzustand)

■■■■■ nach Warnung oder Alarm:Tiefendiagnose / Vor-Ort-Analyse

Zustandsbeschreibung von Maschinen

Offline-SpektrumGutzustand

SpektrumWarnung

Offline SignalanalyseTiefendiagnose / Vor-Ort-Analyse

Alarm

Warnung

Schwingungs-kenngröße

Zeit

SpektrumAlarm

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4. Level 1 / Level 2 - Strategie in der Zustandsüberwachung

Die „Level 2“ - Schwingungsdiagnose erfor-dert die Messung von Schwingungssignalenmit einem FFT-Schwingungsanalysator undvor allem geschultes Personal mit Erfahrung inder Interpretation der Schwingungsspektren.

Zur Zustandsüberwachung von Maschinenwerden geeignete Kenngrößen erfaßt, mitdenen der allgemeine Schwingungszustandder Maschine eingeschätzt werden kann. DieTrendentwicklung dieser Größen zeigt Zu-standsverschlechterungen, d.h. sich anbah-nende Schädigungen an. In der Abbildungrechts wird diese Art von Schwingungsmes-sungen als „Level 1“ - Messungen charakteri-siert. Sie ermöglichen die Überwachung vielerAggregate mit relativ wenig meßtechnischenund personellem Aufwand.

Für eine genaue Fehlerlokalisierung reichenKenngrößenmessungen allerdings nicht aus.Hierzu muß das Schwingbild der Maschinenäher analysiert werden. Die meisten Scha-densarten sind im Spektrum am Auftretentypischer Schadensfrequenzen bzw. typischerMuster von Schadensfrequenzen erkennbar.

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Level 2: Schwingungsdiagnose nachGrenzwertüberschreitung- punktuell- einmalig- nur durch Spezialisten

MaschinenüberwachungSchwingungsbelastungWälzlagerzustand

KenngrößenSchwingstärke, -weg, -beschleunigungStoßimpulse zur WälzlagerbeurteilungTemperaturDrehzahlKavitation im Pumpen

FehlerlokalisierungUnwuchten, Ausrichtfehler, Getriebeschäden,Turbulenzen, Feldfehler, Lagerdiagnose, etc.

SignalanalyseAmplituden-SpektrenHüllkurven-SpektrenZeitsignaleOrdnungsanalyse / Bode-DiagrammCepstrum

Level 1 / Level 2 - Strategie in der Zustandsüberwachung

Level 1: Grenzwertüberwachungmit Kenngrößen-Trend- flächendeckend- lange Zeiträume- angelerntes Personal

10

8

6

4

2

00 500 1000 1500

amm/s2

veffmm/s

Zeit

10

8

6

4

2

0

f in Hz

10

5. Klassifizierung der Schwingstärke nach ISO-Normen

Die DIN ISO 10816-3 spielt beider Beurteilung von Maschi-nenschwingungen für In-standhalter eine sehr wichtigeRolle.

Der für Condition Monitoringwichtige Teil 3 der Norm istnun überarbeitet worden. Diedort bislang für Pumpen zu-ständige Gruppe 3 und 4 sindentfallen. Dafür wurde dieNorm um den Teil 7 erweitert– also DIN ISO 10816-7. Die-ser neue Teil 7 befasst sichjetzt eigens mit Schwingun-gen an Kreiselpumpen.

Die neue DIN ISO 10816-7 istseit August 2009 gültig.

11

Klassifizierung der Schwingstärke nach ISO-Normen

12

6. Schadensbilder an Motoren

Die Abbildung gibt einen Überblick über dieLage der wichtigsten Schadensfrequenzen aneinem Elektromotor. Alle diese Frequenzantei-le sind grundsätzlich immer im Schwingbildenthalten, entscheidend für eine Bewertungist der Pegel des betreffenden Frequenz-anteils.

Für einige Schadensarten gibt es typischeSchwingungsspektren, die im folgenden ge-nauer betrachtet werden.

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Schadensbilder an Motoren

Lagerschäden

Rotorschäden Statorschäden

Kupplungsschäden

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³ ISO 3945Mechanical vibration of large rotating machines with speed rangefrom 10 to 200 rev/s; Measurement and evaluation of vibrationseverity in situ, 12/1985

4 OPTALIGN® PLUSBedienungsanleitung und Handbuch zum Ausrichten;PRÜFTECHNIK AG, Ismaning, 03.1997

7. Unwucht / Ausrichtfehler

Unter Unwucht versteht man eine außermitti-ge Masseverteilung an einem Rotor. Wird einunwuchtiger Rotor in Drehung versetzt, er-zeugen die umlaufenden Fliehkräfte zusätzli-che Kräfte in den Lagerungen und Schwing-ungen des Rotors exakt mit der Drehfrequenz.Damit ist das Frequenzbild einer Unwuchtcharakterisiert, d.h. man findet die Drehfre-quenz des Motorrotors mit erhöhtem Pegel.Der Schwingungszustand der Maschine kanndurch Unwuchten erheblich verschlechtertwerden. Ein Auswuchten des ausgebautenMotorrotors auf der Wuchtbank oder einBetriebswuchten vor Ort bringt den erforderli-chen Massenausgleich. Hinweise bzgl. zulässi-ger Restunwuchten starrer Rotoren enthält³.

Bei direkt gekuppelten Maschinen bewirkteine fehlerhafte Wellenausrichtung eine Pe-gelerhöhung der doppelten Drehfrequenz.

Überwiegt der radiale Ausrichtfehler, also derParallelversatz der Wellen, findet man diesesFehlerbild hauptsächlich in radialer Meß-richtung, also lotrecht zur Wellenachse ge-messen. Überwiegt dagegen der axiale Aus-richtfehler, d.h. die Klaffung an der Kupplung,so wird sich der Fehler vor allem im axialenFrequenzspektrum zeigen. Zur Korrektur einerfehlerhaften Wellenausrichtung setzen vieleElektromaschinenbauer inzwischen modernelaseroptische Wellenausrichtsysteme wie dasOPTALIGN® PLUS ein. Eine Empfehlung zuAusrichttoleranzen sind in der zugehörigenBedienungsanleitung zu finden4.

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Unwucht / Ausrichtfehler

Unwucht

Amplitude von fn zu hoch

■■■■■ Drehfrequenz fn = Drehzahl (n)/60■■■■■ Beurteilungsmaßstab: ISO 2372, ISO/DIS 10816-3

fehlerhafte Wellenausrichtung

Doppelte Drehfrequenz 2fn

■■■■■ Radial: radialer Ausrichtfehler■■■■■ Axial: axialer Ausrichtfehler

f in Hzfn2fn

mm/s

f in Hz

mm/s

fn

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8. Feldasymmetrie am Stator

Feldasymmetrien an Elektromotoren könnendurch Fehler am Stator oder am Rotor verur-sacht werden. Die häufigsten Fehler am Statorsind

• Blechpaketkurzschlüsse nach Rotoran-streifen

• außermittige Rotorlage,

• asymmetrische Wicklung und

• asymmetrische Netzeinspeisung.

Bei Feldfehlern am Stator findet man einenerhöhten Pegel der doppelten Netzfrequenzim Schwingungsspektrum.

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E-Maschinen: Feldasymmetrie am Stator

2fNetz

Schadensbild:2-fache Netzfrequenz 2fNetz sichtbar

Netzfrequenz fNetz = 50 HzAusnahme: Umrichterantriebe

Bereich um 2fNetz vergrößert: keine Seitenbänder

2-polige Maschinen:2-fache Drehfrequenz 2fn liegt knapp unter 2fNetz

99.0 101.0f in Hzfn

mm/s

f in Hz2fn 2fNetz

mm/s

Ursachen

■■■■■ Eisenbrand / Blechpaketkurzschluß■■■■■ außermittige Rotorlage■■■■■ asymmetrische Netzeinspeisung■■■■■ asymmetrische Wicklung

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9. Feldasymmetrie am Rotor

Feldasymmetrien am Rotor werden verursachtdurch Fehler an den

• Fehler an den Kurzschlußstäben (Bruch,Riß, lose Stäbe),

• Fehler an den Kurzschlußringen (Bruch,Riß)

• Kurzschluß der Läuferpakete durch un-sachgemäßes Überdrehen

Erkennbar sind diese Fehler im Schwingungs-spektrum an der

• Stabpassierfrequenz mit Seitenbändernder doppelten Netzfrequenz, und an der

• Netzfrequenz mit Seitenbändern derSchlupffrequenz.

Abhilfe schafft hier nur ein kompletter Tauschdes Rotors.

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E-Maschinen: Feldasymmetrie am Rotor

Schadensbild: Stabpassierfrequenz fStab mitSeitenbändern im Abstand 2fNetz sichtbar

Stabpassierfrequenz fStab = fn • nStabfn : DrehfrequenznStab : Anzahl der Rotorstäbe

Netzfrequenz: fNetz = 50 Hz

Bereich um 2fNetz vergrößert: Seitenbänder im Abstandder Schlupffrequenz fSchl sichtbar

Schlupffrequenz fSchl = 2fNetz/p - fnp: Polanzahl im Stator

99.0 101.0 f in Hz2fn 2fNetz

(100 Hz)

mm/s

fStab f in Hzfn 2fNetz

mm/s

Ursachen

■■■■■ Stabbruch■■■■■ Stabriß■■■■■ Stab lose

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10. Praxis Schwingungsdiagnose: Unwucht

Das Schwingungsspektrum zeigt das typischeBild einer Unwucht.

An der Höhe der Schwingstärke an den ver-schiedenen Meßpunkten erkennt man dieLage der Erregung im Bereich der Kupplung.Ein einfaches Betriebswuchten an der Brems-scheibe hat die Schwingstärke am Motor auf3,5 mm/s und am Getriebe auf 3,1 mm/sverringert.

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Praxis Schwingungsdiagnose: Unwucht

Getriebe GurtbandfördererP = 600 kWn = 996 U/min (fn = 16.6 Hz)

Schwingstärke Motor GetriebeA, RH in mm/s 3.1 -A, RV 7.8 9.2A, AX 5.3 6.2B, RH 4.4 -B, RV 6.8 -

Befund: Unwucht an der Bremsscheibe

Getriebe, A-Lager, vertikal Getriebe, A-Lager, axial

GetriebeBrems-scheibe

Motor

fn = 16.6 Hz (Unwucht)

fn = 16.6 Hz (Unwucht)

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11. Praxis Schwingungsdiagnose: Wellenfehlausrichtung

Im Schwingungsspektrum ist die doppelteDrehfrequenz deutlich sichtbar, ein eindeuti-ger Hinweis auf eine fehlerhafte Wellenaus-richtung. Nach der Beseitigung des Ausricht-fehlers ist die doppelte Drehfrequenz ver-schwunden, es bleibt die vorher schonvorhandene Restunwucht, die nun durch Be-triebswuchten beseitigt werden muß.

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Praxis Schwingungsdiagnose: Wellenfehlausrichtung

Generator einer WasserturbineP = 55 kWn = 1000 U/min (fn = 16.67 Hz)

Schwingstärke Generator Getriebe

A-Lager, RH 9.5 1.5 mm/sA-Lager, RV 4.1 -A-Lager, AX 4.4 -

Ausrichtung vertikal vorher nachher

Klaffung (Ø = 170 mm) 0.42 mm - 0.02 mmVersatz 0.44 mm 0.05 mm

Befund: fehlerhafte Wellenausrichtung

Generator, A-Lager, Schadensbild Ausrichtfehler beseitigt

fn

2fn ⇒⇒⇒⇒⇒ Ausrichtfehlerfn

2fn = Ausrichtung gut

GetriebeGenerator

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12. Praxis Schwingungsdiagnose: Feldasymmetrie

Der Motor war durch erhöhte Schwingstärke-werte aufgefallen, die auch im ungekuppeltenZustand auftraten. Der außergewöhnlich star-ke Pegel der doppelten Netzfrequenz ließeinen Statorschaden vermuten. Der Befundzeigte schließlich Eisenbrand am Statorpaket,also einen örtlich begrenzten Blechpaketkurz-schluß. Der Motor mußte verschrottet wer-den.

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Praxis Schwingungsdiagnose: Feldasymmetrie

Lüftermotor StahlwerkP = 250 kWn = 2999 U/min (fn = 50 Hz)

Schwingstärke

A-Lager, RH 4.8 mm/s

Befund: Eisenbrand am Stator

Motor, A-Lager, radial horizontal Zoom-Ausschnitt, keine Seitenbänder bei 100 Hz

2fNetz

Feldasymmetrie

2fNetz

Feldasymmetrie

MotorLüfter

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13. Praxis Schwingungsdiagnose: lose Teile

Der Pressenantriebsmotor war durch erhöhteSchwingstärke und merkwürdige Geräuscheaufgefallen, die sich von Tag zu Tag verstärk-ten. Im Schwingungsspektrum ist völlig außer-gewöhnlich die Drehfrequenz praktisch nichtzu sehen, wohl aber sehr deutlich die Vielfa-chen der Drehfrequenz. Ein Lauf des Motorsmit abgenommenen Flachriemen zeigte diegleiche Schwingungserscheinung. Ursachewar schließlich ein loser Sitz der Flachriemen-scheibe auf der Motorwelle. Nach dem Über-drehen der Motorwelle und dem Ausbuchsender Riemenscheibe war der Schaden beho-ben.

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Praxis Schwingungsdiagnose: lose Teile

PressenantriebP = 200 kWMotor: 1486 U/min = 24.77 Hz

Schwingstärke

Motor, A-Lager 6.9 mm/sMotor, B-Lager 7.1 mm/s

Befund:Sitz der Flachriemenscheibeauf der Motorwelle hatte Spiel

Motor, A-Lager, vor der Reparatur nach der Reparatur

fMotor = 24.77 Hz

Schwungscheibe

Flachriemen

fMotor = 24.77 Hz

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14. Kenngrößen zur Wälzlagerbeurteilung

mit dem Stoßimpuls-Spitzenwert dBm bewer-tet man die „Spitzenhaftigkeit“ des Abrollge-räusches im Wälzlager. Ein Anstieg diesesParameters zeigt beginnende Laufbahnschä-den an. Der Stoßimpuls-Teppichwert dBc er-faßt den Grundgeräuschpegel des Wälzlagers.Ursache für Pegelanstiege bei diesem Parame-ter sind in der Regel Schmierungsprobleme,allgemeiner Laufbahnverschleiß, zu wenig La-gerluft oder verspannter Lagereinbau.

Typisch für alle Wälzlagerkenngrößen ist, daßder Signalpegel von verschiedenen Faktorenbeeinflußt wird: Lagergröße, Drehzahl, Signal-dämpfung, Lagerbelastung, Schmiermittel,....Aus diesem Grunde ist praktisch immer eineVergleichsmessung im Gutzustand oder eineNormierung bezüglich des Gutzustandes er-forderlich.

Laufbahnschäden an Wälzlagern zeigen erstbei stark fortgeschrittenem Schaden einenAnstieg der niederfrequenten Schwingungs-kenngrößen. Der Grund hierfür ist, daß beimÜberrollen von Laufbahnschäden eine Stoßan-regung erfolgt, die zunächst nur in höherenFrequenzbereichen nachweisbar ist. Für dieWälzlagerüberwachung sind daher spezielleKenngrößen entwickelt worden, die Schädenschon in einem frühen Stadium erkennenlassen. Hier gibt es im Moment noch keinenationale oder internationale Normung, undes werden eine Reihe unterschiedlicher Wälz-lagerkennfaktoren angeboten.

In Deutschland hat sich in den letzten 25Jahren die Stoßimpulsmessung als einfachhandhabbares und treffsicheres Meßverfahrenzur Wälzlagerüberwachung durchgesetzt. ImGegensatz zu allen anderen Wälzlagerkenn-größen werden hier 2 Parameter bestimmt:

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■■■■■ Stoßimpuls-Wert

■■■■■ K(t)-Methode

■■■■■ Spike-Energie

■■■■■ BCU-Wert

■■■■■ Kurtosisfaktor

■■■■■ GSE-Faktor

■■■■■ SEE-Faktor

■■■■■ Beschleunigung-Scheitelfaktor

Kenngrößen zur Wälzlagerbeurteilung

Zu jeder Kenngröße sind weitere Angaben erforderlich:

Anfangswert - Grenzwerte

?

Anstieg pro Zeit

?

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15. Normierung der Stoßimpulsmessung

Die Abbildung zeigt das Normierungsver-fahren, wie es bei PRÜFTECHNIK-Meßgerätenfür die Stoßimpulsmessung angewendet wird.Durch eine Vergleichsmessung im Gutzustandwerden die Anfangspegel bestimmt und da-mit der angepaßte Initialwert dBia. Er bildetden Bezugspunkt für die relative Pegelmes-sung des Stoßimpuls-Spitzenwertes dBm unddes Stoßimpuls-Teppichwertes dBc. Auf dieseWeise können Messungen an verschiedenenWälzlagern einer einheitlichen Pegelbewer-tung zugeführt werden und Grenzwerte müs-sen nicht für jeden Meßpunkt individuell ein-gestellt werden.

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Normierung der Stoßimpulsmessung

Nicht normierte Messung

Stoßimpuls-Spitzenwert dBm und Stoßimpuls-wert-Teppichwert dBc als absolute Pegel in dBsv

Normierte Messung

Stoßimpuls-Spitzenwert dBm und Stoßimpulswert-TeppichwertdBc als relative Pegel in dBn , bezogen auf den dBia -Wert

■■■■■ Einstellung der Grenzwertindividuell für jeden Meßpunkt

dBM

dBC

Normierung

dBM

dBC

dBia

Alarm

Warnung

Alarm

Warnung

■■■■■ dBia-Wert erfaßt individuelle Einflußfaktoren wie Abroll-geschwindigkeit, Signaldämpfung, Lagerbelastung

■■■■■ Grenzwerte sind an dBia-Wert gekoppelt

dBndBsv

0

0

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16. Wälzlagerschäden erkennen: Hüllkurvenanalyse

Ähnlich wie das Frequenzspektrum zur Analy-se von Maschinenschwingungen angewendetwird, gibt es auch bei der Wälzlagerüber-wachung die Möglichkeit einer tiefergehen-den Diagnose durch Analyse der sogenannten‘Hüllkurve’.

Die Abbildung verdeutlicht das Verfahren derHüllkurvenanalyse. Hierzu wird zunächst eingeeigneter Frequenzbereich herausgefiltert,welcher die Laufgeräusche des Wälzlagersenthält. Dann wird im Signalverlauf nachStößen gesucht, wie sie beim Überrollen vonLaufbahnschäden entstehen. Durch Demodu-lation wird ein „einhüllendes“ Signal über dasWälzlagergeräusch gelegt. Paßt der zeitlicheAbstand der periodisch auftretenden Stöße zueiner der Wälzlagerschadensfrequenzen, liegtder entsprechende Wälzlagerschaden vor.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, eine sehrgenaue Schadensdiagnose am Wälzlagerdurchzuführen, auch in den Fällen, wo durchSignaleinstreuung von außen, beispielsweisedurch Zahneingriffe, das eigentliche Wälzla-gergeräusch überdeckt ist. Dazu benötigtman die Geometriedaten des Wälzlagers,nämlich Lagerdurchmesser, Anzahl undDurchmesser der Wälzkörper sowie den Ab-rollwinkel.

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Wälzlagerschäden erkennen: Hüllkurvenanalyse

Zeitsignal Zeitsignal

Ta

fa 2fa etc. f in Hzf in Hz

Schadensfrequenz fa = 1/Ta

Schadenkein Schaden

m/s²

m/s²

m/s²

Hüllkurve

Hüllkurve

Hüllkurvenspektrum

t in st in s

Hüllkurvenspektrumm/s²

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17. Praxis Wälzlagerdiagnose: Innenringschaden

Die Abbildung zeigt das Beispiel eines fortge-schrittenen Innenringschadens. Die stark an-gestiegenen Stoßimpulspegel, insbesondereder Anstieg des Stoßimpuls-SpitzenwertesdBm von 18 auf 48 dBSV, deuten auf einenernsthaften Wälzlagerschaden hin. Die Hüll-kurvenanalyse zeigt im Hüllkurvenspektrumdas typische Bild eines deutlichen Innenring-schadens. Der Befund nach dem Lagerwech-sel bestätigte dann die Vermutung. Eine derbeiden Laufbahnen des Innenringes zeigt einebereits flächige Schadensmarke von ca. 15 x15 mm.

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Praxis Wälzlagerdiagnose: Innenringschaden

fi: Schadensfrequenz (Innenring) kein Schaden

Ventilator, A-Lager Ventilator, B-LagerHüllkurvenspektrum Hüllkurvenspektrum

Abluftventilator LackieranlageP = 110 kWMotor: 1307 U/min. = 21.78 Hz (Umrichter)Ventilator: 908 U/min. = 35.75 Hz

Lagertyp: Pendelrollenlager 22218

Stoßimpulsmessung dBm dBc

A-Lager 48 29 dBSVB-Lager 18 7 dBSV

Befund: starker Innenringschaden am Ventilator A-Lager

Innenringschaden

A B

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