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Schwingungsmessung und -analyse
Die Breitbandschwingungsmessung ist die am weitesten verbreitete und kostengünstigste Methode zur Diagnose des allgemeinen Maschinenzustands.
Es gibt zwei ISO-Empfehlungen zur Überwachung des Maschinenzustands mit dieser Art von Messung; die häufig verwendete ISO 2372 und die neuere ISO 10816, die die ältere Norm ersetzt.
Eigenschaften
- Zuverlässige Diagnose des allgemeinen Maschinenzustands
- Zustandsüberwachung basierend auf ISO-Empfehlungen
- Messen der Schwingstärke zur Erkennung häufiger Maschinenfehler wie Unwucht, strukturelle Schwäche, lose Teile, usw.
- Ausgewertete Schwingungsanalyse mit drei Sätzen von Maschinenzustandsdaten in unserer Diagnose- und Analysesoftware
Technische Beschreibung
ISO 10816
Die Messungen werden in drei Richtungen durchgeführt (horizontal, vertikal und axial). Der Maschinenzustand wird im Allgemeinen anhand von Breitbandschwingungsmessungen diagnostiziert, die einen Effektivwert liefern. ISO 10816 hält den unteren Frequenzbereich je nach Maschinentyp flexibel zwischen 2 und 10 Hz. Die obere Frequenz beträgt 1000 Hz.
ISO 10816 arbeitet mit dem Begriff Schwingungsgröße, der je nach Maschinentyp ein Effektivwert für Schwingungsgeschwindigkeit, Beschleunigung oder Weg sein kann. Wenn zwei oder mehr dieser Parameter gemessen werden, ist die Schwingstärke der Wert, der den relativ höchsten Effektivwert liefert. Für bestimmte Maschinen erkennt ISO 10816 auch Spitzenwerte als Zustandskriterien.
Die Norm ISO 10816 besteht aus mehreren Teilen, die für jeweils einen bestimmten Maschinentyp gelten. Die Grenzwerttabellen unterscheiden zwischen akzeptablen Schwingungen (grüner Bereich), unbefriedigenden Schwingungen (gelber Bereich) und Schwingungen, die Schäden verursachen, sofern sie nicht verringert werden (roter Bereich).
Schwingungsanalyse (EVAM)
EVAM steht für Evaluated Vibration Analysis Method. Die Methode generiert drei Sätze von Maschinenzustandsdaten:
- Zustandsparameter, die gemessene und berechnete Werte sind, die verschiedene Aspekte der Maschinenschwingungen beschreiben;
- Schwingungsspektren, bei denen signifikante Linienmuster gefunden, hervorgehoben und mit Hilfe voreingestellter Fehlersymptome ausgewertet werden;
- Maschinenspezifische Zustandscodes (grün, gelb, rot) und Zustandswerte, basierend auf einer statistischen Auswertung der Zustandsparameter und Fehlersymptomwerte.
Für jeden Messpunkt kann der Benutzer eine individuelle Auswahl treffen und den Datentyp definieren, der für die Überwachung einer bestimmten Maschine am besten geeignet ist. Alternativen sind:
- Hüllkurve
- zeitsynchrone Mittelung
- Bandalarme und Mittelung der Messergebnisse für eine verbesserte Alarmzuverlässigkeit
- Zeitsignalanalyse für eine detaillierte Bewertung aller Arten von Symptomen direkt aus dem Rohsignal
Zufällig hohe Messwerte, die durch Resonanz oder andere Störquellen verursacht werden, werden herausgefiltert, wodurch die Anzahl der Fehlalarme minimiert wird.
Zeitsignalanalyse
Das Zeitsignal ist die Quelle für alle Auswertungen und Berechnungen der Frequenzen von der Maschine. Das Zeitsignal ist das vom Aufnehmer kommende elektrische Signal. Es spiegelt alle Ereignisse in der Maschine wider. Es zeigt die Zeit zwischen Ereignissen und wie viel Energie aus dem Ereignis erzeugt wird. Es ist möglich zwischen verschiedenen Fehlern zu unterscheiden, die mit demselben Muster in einem FFT-Spektrum auftreten.
Zustandsparameter
Zustandsparameter werden für einen ausgewählten Frequenzbereich gemessen. Sie können einzeln aktiviert werden und werden in Messergebnis-Tabellen und als Diagramme angezeigt. Verfügbare Zustandsparameter sind:
Spitzen- und Spitze-Spitze-Werte werden in der für das Zeitsignal ausgewählten Einheit angezeigt.
Spektrumanalyse mit 'Symptomen'
Für eine einfache Mustererkennung in Spektren liefert EVAM eine Reihe von vordefinierten 'Fehlersymptomen'. Dies sind Anweisungen zum Hervorheben eines Spektrallinienmusters und zum Anzeigen der Summe der Effektivwerte der Linien als Symptomparameter (der ausgewertet und analysiert werden kann). Die meisten Fehlersymptome werden automatisch konfiguriert, indem die Drehzahl als Variable verwendet wird. Einige erfordern eine Eingabe, z.B. die Anzahl der Flügel bei einem Ventilator. Geeignete Symptome und Symptomgruppen werden bei der Einrichtung des Messpunkts aus einem Menü in der Condmaster Analyse- und Diagnosesoftware ausgewählt.
Maschinenspezifische Zustandscodes
In Condmaster können Alarmgrenzen für alle aktiven Parameter festgelegt werden. Sobald die Messergebnisse gesammelt sind, kann ein EVAM-Kriterium erstellt werden, das neue Parameterwerte mit dem statistischen Mittelwert vergleicht und einen dimensionslosen Zustandswert an einer grün-gelb-roten Skala anzeigt.
Phasenmessung
Die Phase ist eine Zeitverzögerung, ausgedrückt in Graden der Drehung. Wir berechnen die Zeitverzögerung zwischen dem Durchgang des Drehzahlmessimpulses und der Spitze der interessierenden Frequenzkomponente vom Schwingungsaufnehmer bei der Drehzahl. Der dargestellte Wert ist ein relativer Winkel, kein absoluter, da die Phasenverzögerung im Aufnehmer oder in den elektronischen Schaltkreisen nicht kompensiert wird.