SPM HD

Technische Beschreibung: Überwachung des Lagerzustands

Dank der fortschrittlichen Digitaltechnik und der drehzahlbasierten Abtastfrequenz eignet sich das SPM HD besonders gut für Messungen bei Anwendungen mit niedrigen Drehzahlen. Hochentwickelte mathematische Algorithmen machen die Messtechnik unempfindlicher gegenüber Störungen durch andere Signale. Die außergewöhnliche Signalqualität und die 24-Bit-A/D-Wandlung sorgen für eine messerscharfe Auflösung und außergewöhnliche Details in den Spektren und Zeitsignalen. Die Zeitsignale sind sehr leicht zu interpretieren, so dass Art und Ausmaß des Schadens einfach zu bestimmen sind. Das SPM HD kann zur Überwachung von Anwendungen im Bereich von 0,1 bis 20 000 U/min eingesetzt werden.

Während ihrer gesamten Lebensdauer erzeugen die Lager Stöße an der Schnittstelle zwischen dem belasteten Wälzkörper und der Laufbahn. Diese Stöße lassen den Stoßimpulsaufnehmer "klingeln", der elektrische Impulse proportional zur Größe des Stoßes ausgibt. Im Gegensatz zu Schwingungsaufnehmern spricht der Stoßimpulsaufnehmer bei seiner sorgfältig abgestimmten Resonanzfrequenz von etwa 32 kHz an, was eine kalibrierte Messung der Stoßimpulsamplituden ermöglicht. Die Stoßimpulsamplitude ist auf drei grundlegende Faktoren zurückzuführen:

• Abrollgeschwindigkeit (Lagergröße und Drehzahl).
• Ölfilmdicke (Abstand zwischen den Metalloberflächen an der Rollfläche). Der Ölfilm hängt von der Schmierstoffzufuhr sowie von der Ausrichtung und Belastung ab.
• Der mechanische Zustand der Lageroberflächen (Rauheit, Spannung, Beschädigung, lose Metallpartikel).

Eingabedaten

Die Auswirkung der Abrollgeschwindigkeit auf das Signal wird neutralisiert, indem Drehzahl und Wellendurchmesser mit "angemessener Genauigkeit" als Eingangsdaten eingegeben werden. Damit wird ein Anfangswert (HDi) festgelegt, der den Beginn der "normalisierten" Zustandsskala darstellt.

Signalverarbeitung

Rauschfilter: Zufällig auftretende hohe Messwerte, die zu Fehlalarmen führen können, werden mit Hilfe des Algorithmus zur Unterdrückung von Zufallseinflüssen herausgefiltert.
Drehzahlschwankungen werden mit HD Order Tracking behandelt, siehe unten.
Der Algorithmus zur Symptomverbesserung sucht nach sich wiederholenden Einflüssen im Zeitbereich. Als Ergebnis werden zufällige Signale unterdrückt und sich wiederholende Signale verstärkt.

Ausgabedaten

• HDm: Ein skalarer Wert, ausgedrückt in Dezibel. Er ist der wichtigste Wert zur Bestimmung der Schwere des Lagerschadens. Er repräsentiert die höchsten Stoßimpulse, die während des Messzyklus festgestellt wurden. Dieser Wert wird auch für die Auslösung von Alarmen verwendet.
• HDc: Ein skalarer Wert, ausgedrückt in Dezibel. Dieser Wert stellt den Pegel dar, bei dem 200 Stöße/Sekunde auftreten. Er ist hilfreich, um den Zustand der Schmierung zu bestimmen.

• Zeitsignal HD: Äußerst nützlich, um festzustellen, wo im Lager sich der potenzielle Schaden befindet. In vielen Fällen ist es auch möglich, die Art des Schadens zu bestimmen (gerissener Innenring mit Abplatzungen rundherum oder ein einzelner Riss, usw.). Das Zeitsignal HD ist das Ergebnis sehr fortschrittlicher digitaler Algorithmen, bei denen sich wiederholende Stöße verstärkt und Zufallssignale unterdrückt werden.

• SPM Spectrum HD: Das Ergebnis der Anwendung von FFT-Algorithmen auf das Zeitsignal HD. Das SPM HD-Spektrum hilft bei der Bestimmung, wo sich der potenzielle Lagerschaden befindet. Es ist auch hilfreich für Trending-Zwecke (Anwendung von Symptom- und Bandwerten).

Auswertung

Durch die Prüfung von Lagern unter variablen Betriebsbedingungen wurden der Ausgangswert und der Bereich der drei Zustandszonen (grün-gelb-rot) empirisch ermittelt. Der Maximalwert ordnet das Lager in die Zustandszone ein. Die Höhe des Teppichwertes und das Delta (HDm minus HDc) weisen auf die Qualität der Schmierung oder auf Probleme beim Einbau und der Ausrichtung des Lagers hin.

HD Order Tracking

Bei Maschinen, die mit variabler Drehzahl betrieben werden, liefert die Analyse mit High Definition Order Tracking zuverlässige Daten und kristallklare Messergebnisse, selbst wenn die Drehzahl im Verlauf der Messung stark schwankt. Immer mehr Maschinen sind drehzahlgeregelt, z. B. Kompressoren mit drehzahlvariablem Antrieb (VSD), bei denen sich die Drehzahl sehr schnell ändert. Order Tracking ist in einem großen Drehzahlbereich einsetzbar, von wenigen bis zu Tausenden von Umdrehungen pro Minute.

HD Order Tracking ist etwa zehnmal besser als herkömmliche Algorithmen zur Auftragsverfolgung, wenn die Drehzahl nicht vollkommen stabil ist.

Die Methode verwendet Vielfache der Drehzahl (Ordnungen) anstelle der absoluten Frequenz (Hz). Der Zweck der Verwendung von Ordnungen besteht darin, die Anzeige an die Drehzahl (1X) und ihre Vielfachen zu binden, was bedeutet, dass die geordneten Komponenten im Spektrum immer an der gleichen Stelle bleiben, auch wenn sich die Drehzahl während der Messung ändert.

Zwei oder mehrere Spektren derselben Maschine mit variabler Drehzahl können daher leichter verglichen werden, wenn sie in Ordnungen ausgedrückt sind. Bei der Ordnungsnachführung deckt der Frequenzbereich immer die interessierenden Symptome ab, unabhängig von der Drehzahl der Maschine.