DD284388A7 - Tastsonde fuer ambulante schwingungsmessungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung dient der Unterstuetzung der ambulanten Schwingungsueberwachung von Rotor-Lager-Systemen, insbesondere zur Massendiagnose von Waelzlagern nach dem * Erfindungsgemaesz verwendet die Tastsonde einen Schalleiter, vorzugsweise aus keramischem Werkstoff, der als zylindrischer Stab mit halbkugelfoermigem Abschlusz ausgefuehrt ist und dessen Laenge das 1 bis 2fache seines Durchmessers nicht ueberschreitet. Durch die konstruktive Gestaltung der Anordnung genuegt die Schwingungsuebertragungscharakteristik bereits mit geringen Anpreszkraeften den mesztechnischen Anforderungen an die Waelzlagerdiagnostik nach dem *{Schalleiter; Schwingungsmessung; Waelzlager; piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer}

Description

einer elektrisch isolierenden Schicht, z. B. Epoxydharz, erreicht. Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß die Tastsonde unter Verzicht auf lange Signalübertragungswege bei Berücksichtigung einer minimalen Signalabschwächung im für Wälzlager schädigungsrelevanten Frequenzbereich von 1-1OkHz ausgelegt ist. Durch die konstruktive Gestaltung des Schalleiters genügt die Schwingungsübertragungscharakteristik der Tastsonde bereits mit geringen Anpreßkräften den meßtechnischen Anforderungen der Wälzlagerdiagnostik nach dem K(t)-Verfahren.

Fig. 1 zeigt die Abhängigkeit der Signalleistung aufgenommener Wälzlagerschwingungen von der Anpreßkraft der verwendeten Anordnungen zur Ankopplung des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers an die Lagerstelle. Mit der erfindungsgemäßen Tastsonde 1.1 ist im Vergleich zur industriellen Tastspitze 1.2 die Signalleistung größer und von der Anpreßkraft F(N) nahezu unabhängig. Aus diesen Gründen sollte die Länge des Schalleiters das 1 bis 2fache seines Durchmessers nicht überschreiten und der bis zur Auflage des Gehäusevorderteils auf die Meßstellenoberfläche verschiebbare Weg des Schalleiters ¹A bis Ѵг seiner Länge entsprechen.

Mit dieser Anordnung werden mehrfache vorteilhafte Wirkungen gegenüber anderen Schallübertragungsanordnungen erzielt wie

- Gewährleistung ambulanter routinemäßiger Serienmessungen für die Diagnose von Rotor-Lager-Systemen, insbesondere zur Massendiagnose von Wälzlagern nach dem K(t)-Verfahren mit großer Reproduzierbarkeit der Meßwerte ohne Meßstellenvorbereitung und mit minimalem Zeitbedarf für die Meßwertaufnahme

- Bedienungsfreundlichkeit der Tastsonde aufgrund geringer Anpreßkraft bei wesentlicher Verbesserung der Schwingungsübertragungscharakteristik

- bauliche Einfachheit der Tastsonde unter Verwendung industriell gefertigter Teile

- praxisgerechte Ausführung mit großer Haltbarkeit.

Die hohe technische Wirksamkeit der Erfindung, verbunden mit einer praxisgerechten bedienungsfreundlichen Ausführung schafft eine wesentliche Voraussetzung für die Massendiagnose von Wälzlagern unter Industriebedingungen.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Tastsonde wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert:

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Tastsonde. Ein industriell gefertigter piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer 2.1 ist mit einem als zylindrischer Stab mit halbkugelförmigem Abschluß ausgeführten Schalleiter 2.2 verschraubt. Eine Kunststoffhülse 2.3 umschließt den piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer 2.1 und dient zur Führung und Schwingungsdämpfung des Aufnehmersystems im Gehäusevorderteil 2.4. Das Gehäusehinterteil 2.5 ist mit dem Gehäusevorderteil 2.4 verschraubt, stützt eine vorgespannte Druckfeder 2.6 ab und enthält die Durchführung für das Meßkabel 2.7. Druckfeder und Länge des Gehäusehinterteils sind so bemessen, daß im montierten und betriebsbereiten Zustand der Tastsonde die erforderliche Anpreßkraft des Schalleiters gegen die Meßstelle aufgebracht und die Reproduzierbarkeit der Meßwerte garantiert wird. Zur Meßwertaufnahme wird die Tastsonde mit dem halbkugelförmigen Abschluß des Schalleiters senkrecht auf die Meßstelle gesetzt und das Gehäuse der Tastsonde entgegen der Federkraft der Druckfeder in Richtung der Meßstelle so weit verschoben, bis das Gehäusevorderteil der Tastsonde an der Meßstellenoberfläche aufliegt.

Claims (2)

1. Tastsonde für ambulante Schwingungsmessungen an Rotor-Lager-Systemen zur Massendiagnose νοη Wälzlagern nach dem K(t)-Verfahren mit einem zylindrischen Schalleiter mit halbkugelförmigem Abschluß, der mit einem Beschleunigungsaufnehmer verschraubt ist, diese in einem Gehäusevorderteil beweglich gelagert sind und zwischen einem piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer und einer an sich bekannten Druckfeder eine Kunststoffhülse angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Länge des Schalletters (2.3) das 1-2fache seines Durchmessers beträgt, der verschiebbare Weg des Schalleiters (2.2) Ул bis V2 seiner Länge entspricht und das Gehäusevorderteil (2.4) während des Meßvorganges an der Meßstellenoberfläche aufliegt.

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ambulante Schwingungsmessungen an Rotor-Lager-Systemen, insbesondere zur Massendiagnostik von Wälzlagern nach dem K(t)-Verfahren.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Für die Wälzlagerdiagnostik nach dem K(t)-Verfahren ist der Körperschall am Lagergehäuse zu messen. Zum Einsatz gelangt ein piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer, der bei ambulanten Messungen mittels Schraub-, Tast- oder Magnetverbindung bzw. Schnellkupplung für den Zeitraum der Messung am Lagergehäuse angekoppelt wird. Schraubverbindungen besitzen im Vergleich zu anderen Verbindungsarten das beste Schwingungsübertragungsverhalten. Entscheidender Nachteil ist aber der notwendige Aufwand zur Vorbereitung der Meßstelle, zur Befestigung des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers und zum Schutz des Gewindestückes vor Korrosion und Verschmutzung. Eine sog. Schnellkupplung (Applikationsschrift vom VEB ROBOTRON Meßelektronik „Otto Schön", Dresden, 1987) kombiniert gute Schwingungsübertragungseigenschaften mit minimalem Aufwand zur Ankopplung des Beschleunigungsaufnehmers. Von Nachteil ist der im Vergleich zur Schraubverbindung nicht geringe Aufwand für die Meßstellenvorbereitung. Eine Magnetverbindung des piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmers setzt eine plangeschliffene Meßstellenoberfläche voraus. Die Qualität des Planschliffs verringert sich mit der Zeit durch Korrosion und Verschmutzung, so daß die Schwingungsübertragungseigenschaften unkontrolliert schlechter werden und diese Ankopplungsart für zyklische Messungen im Rahmen der Wälzlagerdiagnose ausscheidet. Die industriell gefertigte Tastspitze ist für Schwingungsmessungen zur Wälzlagerdiagnostik wegen einem unzureichenden Schwingungsübertragungsverhalten im geforderten Frequenzbereich von 1-1OkHz nicht einsetzbar. Eine Tastvorrichtung mit verbessertem Signalübertragungsverhalten für Frequenzen bis 1OkHz(DD-PS Nr. 219570) verwendet Druckluft für die kraftschlüssige Ankopplung der Tastspitze am Meßobjekt und ist für automatische Messungen ausgelegt. Eine andere Tastvorrichtung (DE-PS Nr. 3439546) verstärkt breitbandig das Körperschallsignal mittels Helmholtz-Resonator, um geeignete Bedingungen für eine Leckdetektion zu ermöglichen. Eine Einrichtung zur Aufnahme von Körperschallschwingungen (AT-PS Nr. 379898) besitzt einen im Gehäuse verschiebbaren und mittels Federkraft vorgespannten Aufnahmedorn, der zur Messung auf das Meßobjekt aufgesetzt wird. Mit der vorgeschlagenen Anordnung läßt sich eine definierte Anpreßkraft des Aufnahmedoms am Meßobjekt nicht oder nur mit besonderer Sorgfalt realisieren. Damit sind aber die Meßbedingungen nicht in jedem Falle reproduzierbar. Weitere Anordnungen unterscheiden sich im wesentlichen nur durch konstruktive Details, wie Anordnung und Aufbau des Piezokristall, Einbau von elektrischen Isolationsschichten usw. (SU-PS Nr. 1270680). Für ambulante routinemäßige Schwingungsmessungen zur Wälzlagerdiagnostik nach dem K(t)-Verfahren sind die bekannten Anordnungen zur Körperschallübertragung vom Meßobjekt zum piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer hinsichtlich Übertragungscharakteristik, technischem Aufwand und Bedienbarkeit nicht den Anforderungen entsprechend ausgelegt.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, die Aufwendungen für die Meßstellenvorbereitung und Meßwerteaufnahme für ambulante routinemäßige Schwingungsmessungen für die Diagnose von Rotor-Lager-Systemen, insbesondere zur Massendiagnose von Wälzlagern nach dem K(t)-Verfahren bei Einhaltung der meßtechnischen Anforderungen zu minimieren.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung darzustellen, die es ermöglicht, ohne Meßstellenvorbereitung einen piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer für den Zeitraum der Meßwertaufnahme zum Zwecke der Diagnose von Rotor-Lager-Systemen, insbesondere zur Massendiagnose von Wälzlagern nach dem K(t)-Verfahren an die Meßstelle kraftschlüssig anzukoppelo. Erfindungsgemäß verwendet die Anordnung einen elektrisch isolierten Schalleiter aus sehr hartem Material in der Ausführung eines zylindrischen Stabes mit halbkugelförmigem Abschluß. Der Stab ist mit einem an sich bekannten piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer verschraubt, in einem speziellen Gehäuse geführt und mittels einer Druckfeder vorgespannt. Eine elektrische Isolation des Schalleiters wird durch Verwendung keramischer Werkstoffe oder durch Einbringen