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Lagerüberwachung (SPM-Methode) Stoßimpulsmessung

SPM ist eine Abkürzung für Stoßimpulsmethode (Shock Pulse Method), die eine patentierte Technik zum Messen der Signale von Wälzlagern, zur effizienten Zustandsüberwachung von Maschinen, ist. Seit der Erfindung der Methode 1969, wurde sie ständig weiter entwickelt und ist heute eine weltweit anerkannte Methode für die Zustandsüberwachung von Wälzlagern.

Unterschied zwischen Stoßimpuls und Schwingung

Was passiert wenn eine Metallkugel auf einen Metallstab fällt? Im Moment des Aufpralles breitet sich eine Druckwelle, die sehr schnell abklingt durch beide Körper aus (1). Trifft die Druckwelle auf den Stoßimpulsaufnehmer wird eine gedämpfte Schwingung erzeugt. Die Amplitude (A) ist eine Funktion der Aufprallgeschwindigkeit (v).
Während der nächsten Phase des Aufpralles beginnen beide Körper zu schwingen (2). Die Frequenz der Schwingung ist eine Funktion der Masse der aufeinander prallenden Körper.

Verarbeiten des Stoßimpuls-Signals

Ein Stoßimpulsaufnehmer reagiert mit einer großen Amplitude auf schwache Stoßimpulse, da er auf seiner Resonanzfrequenz von 32 kHz angeregt wird. Niederfrequente Maschinenschwingungen werden ausgefiltert.

Der erste Rahmen zeigt das Symbol für einen Aufnehmer und darunter das Schwingungssignal von der Maschine, das mit Transienten (hervorgerufen durch Stöße) überlagert ist. Der zweite Rahmen zeigt einen elektrischen Filter, durch den nur Transienten mit 32 kHz durchkommen. Die Amplituden sind abhängig vom Energiegehalt der Stoßimpulse.
Die Transienten werden in analoge, elektrische Impulse umgewandelt. Der letzte Rahmen zeigt das umgewandelte Stoßimpuls-Signal eines Lagers, bestehend aus eine Folge von stärkeren und schwächeren Impulsen.

 

Stoßimpulsmuster

Das gefilterte Aufnehmersignal gibt die Druckänderungen in der Abrollzone des Lagers wieder. Ist der Schmierfilm dick, ist der Stoßimpulspegel niedrig und hat keine markanten Spitzen. Die Intensität nimmt zu, wenn der Schmierfilm zwischen den metallischen Oberflächen abnimmt, hat aber noch immer keine markanten Spitzen. Schäden verursachen hohe Spitzen in unregelmäßigen Intervallen.

Messen der Betriebsbedingungen

Das Stoßimpulsmessgerät misst zwei Pegel des Signals in Dezibel. Ein Mikroprozessor bewertet das Signal. Die benötigten Eingabedaten sind die Lagertype (ISO Lagernummer) und die Abrollgeschwindigkeit (U/min und Lagerdurchmesser).
Oberflächenschäden in einem Lager verursachen einen starken Anstieg der Stoßimpulse, kombiniert mit einer starken Änderung in der Charakteristik von starken und schwachen Impulsen. Stoßimpulse können daher direkt in ein Maß für die relative Schmierfilmdicke oder einen Oberflächenschaden umgewandelt werden (welches auch immer zutrifft).