Fraunhofer-Gesellschaft

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Schwingungsdiagnose elliptisch verformter Wälzlager

Schwingungstechnische Auswirkungen von Schäden in Lagern von Gleitkeilgetrieben
 
: Skowronek, Adam; Bös, Joachim; Hanselka, Holger; Kuhl, Steffen

VDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung -GPP-, Fachbereich Schwingungstechnik:
Maschinenakustik 2012. Wettbewerbsvorteil durch geräuscharme Produkte : 5. VDI-Fachtagung; Karlsruhe, 13. und 14. November 2012
Düsseldorf: VDI-Verlag, 2012 (VDI-Berichte 2170)
ISBN: 978-3-18-092170-9
ISSN: 0083-5560
S.55-62
Fachtagung Maschinenakustik <5, 2012, Karlsruhe>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer LBF ()
Schwingungsdiagnose; Wälzlager; Schwingung

Abstract
Die Schwingungsdiagnose ist ein bewährtes Werkzeug zur Schadensfrüherkennung bei Wälzlagern. Sie nutzt die Tatsache, dass sich Schäden einzelner Bauteile bereits in einem frühen Stadium stark auf deren Schwingungserregung auswirken. Die Schwingungen werden dabei an angrenzende Komponenten übertragen und können schließlich als Oberflächenschwingungen oder Schalldrucksignale mit relativ geringem Aufwand messtechnisch erfasst werden. Mittels bekannter Analyseverfahren ist anschließend häufig die Identifikation der beschädigten Bauteile während des Betriebs möglich. Voraussetzung hierfür sind allerdings genaue Kenntnisse über die Auswirkungen bestimmter Schäden auf die Schwingungserregung. Während diese für klassische Lageranwendungen vorliegen, ist das bei Lagern in Gleitkeilgetrieben bislang nicht der Fall. Hierbei handelt es sich um Wälzlager, deren Lageraußenring aufgrund der speziellen Getriebefunktion umlaufend elliptisch verformt wird. In diesem Beitrag werden Untersuchungen der Schwingungserregung an solchen Lagern vorgestellt. In diese wurden gezielt Schäden in einzelne Lagerbauteile eingebracht und ihren Auswirkungen auf radiale Beschleunigungssignale sowohl beim unverformten als auch beim elliptisch verformten Betrieb verglichen. Dabei wurden bekannte Analyse-Algorithmen wie die Fast-Fourier-Transformation oder auch die Bildung des Hüllkurvenspektrums auf die erfassten Messdaten angewendet.

 

Vibration diagnosis is an established tool for early fault detection in bearings, as already in their early stages, defects of single components have an impact on the excited vibrations. These are transmitted in adjacent structures and can finally be measured as surface vibrations or even sound pressure signals with relatively small effort. By applying approved analysis methods defective parts can often be identified under operating conditions without having to dismount the bearing, provided that the faults' effects on the vibration signals are known. In contrast to conventional bearings, this is not the case for bearings in Harmonic Drive gearings, where the outer ring is deformed continuously into the shape of a rotating ellipse. In this paper, a study of the vibration excitation in such bearings is presented. Specific defects were driven in several bearing parts. Subsequently, the effects on radial acceleration signals were analyzed, both with and without the elliptic deformation. Therefore, applied analysis methods such as the fast Fourier transform and evaluation of the envelope spectrum were used.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-242022.html