WO2007101432A2 - Method for the analysis of bearing damage - Google Patents

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WO2007101432A2
WO2007101432A2 PCT/DE2007/000416 DE2007000416W WO2007101432A2 WO 2007101432 A2 WO2007101432 A2 WO 2007101432A2 DE 2007000416 W DE2007000416 W DE 2007000416W WO 2007101432 A2 WO2007101432 A2 WO 2007101432A2
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Inventor
Rupert Stitzinger
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Schaeffler Kg
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/04Bearings
    • G01M13/045Acoustic or vibration analysis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2233/00Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration

Definitions

  • the present invention relates to a method for examining bearing damage and in particular bearing damage in rolling bearings or linear guides.
  • the inventive method is applicable to a variety of rolling bearing types such as ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings or spherical roller bearings.
  • the rolling bearings to be examined can be used, for example, in electric motors, railway wheel sets, gearboxes, paper machine test stands and the like.
  • Rolling bearings can cause various damage as a result of wear.
  • An example of such damage are so-called "pittings", ie material breakages of the inner or outer ring or the rolling elements, as well as surface damage, since such pittings or damage as a result of further use quickly lead to rapid deterioration of the rolling bearing.
  • pittings ie material breakages of the inner or outer ring or the rolling elements
  • surface damage since such pittings or damage as a result of further use quickly lead to rapid deterioration of the rolling bearing
  • the prior art discloses various methods for investigating conditions of a rolling bearing.
  • Such a diagnostic method is, for example, the so-called envelope analysis with subsequent Fourier transformation.
  • a so-called envelope demodulation signal (HKD signal) is evaluated to evaluate the bearing condition.
  • the recording of such signals is possible, for example, with piezoelectric sensor devices which can be screwed, glued or held by magnetic holders to the bearing housing.
  • envelope analysis and subsequent Fourier transformer for example, periodic repeats of bumps, as generated by pittings in rolling bearings, can be detected and monitored, thus inferring damage.
  • periodic repeats of bumps as generated by pittings in rolling bearings
  • no recognition of a wide variety of damage factors is possible.
  • envelope amplitude modulation signals have hitherto been evaluated by an observer, especially at speeds that are not exactly known, and this can be concluded with the aid of certain experience of the existence of specific damage.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a method that allows the detection of several different damage and their size in bearings.
  • a characteristic threshold value is determined from the envelope amplitude modulation signal in one method step, this threshold value depending on the existence of bearing damage and in a further method step at least one first calculation value taking into account the characteristic value. formed terist threshold value, this first calculation value allows conclusions on existing bearing damage.
  • the threshold is a value dependent on the type of damage. According to the nature and extent of exceeding or falling short of the value, the damage can be deduced.
  • a second calculation value is formed taking into account the characteristic threshold value, and particularly preferably a third calculation value independent of the threshold value. Based on these three values, a more detailed classification into different types of damage and sizes can be made.
  • the first calculation value is a value determined from the ratio of an effective value above the threshold value to a total effective value.
  • mean values could also be evaluated.
  • This first calculation value is also referred to below as the threshold factor.
  • the second calculation value which is also referred to below as the sum pulse width, is a percentage total pulse width based on a predetermined measurement interval, for example a measurement interval of 5 seconds. In this case, the pulses considered are formed from the signal components above the threshold or the threshold value and their widths are measured and added up.
  • the third calculation value is a ratio of a moving peak value and an overall effective value, whereby the DC component is not taken into account here.
  • CF may be formed taking into account a total mean value.
  • a result value is determined from a mathematical relationship between the calculation values, which for the presence Of bearing damage and the type of bearing damage is characteristic.
  • This result value is also referred to below as the damage factor.
  • the mathematical relationship is preferably the weighted product of the abovementioned calculation values.
  • the three calculation values it is also possible for the three calculation values to be plotted in a three-dimensional coordinate system.
  • a clear separation between intact rolling bearings, rolling bearings with inner ring damage, rolling bearings with massive outer ring damage and roller bearings with surface damage is possible.
  • a plot in a three-dimensional coordinate system a separation between light and area damage possible.
  • the threshold value is preferably determined with the aid of an RMS value of the HKD signal, this RMS value being determined from that portion of the HKD signal which is greater than an overall RMS value of the HKD signal. This means that first a total RMS value or overall mean value of the HKD signal within a predetermined Time window is determined. In this case, the DC component of the HKD signal is also taken into account. For calculating or determining the effective value, only those parts of the HKD signal which are greater than the above-mentioned total RMS value are considered. From these shares, the effective value is calculated. The calculation is preferably carried out by time averaging.
  • the threshold value is preferred according to the mathematical relationship
  • V is a gain factor
  • Korr is a correction factor. More specifically, V is a variable gain factor and may be 18, for example, for a particular measurement made. Since the amount within the bracket of Equation (1) shown above can mathematically also assume values smaller than 0, but this is not technically meaningful, the minimum value for the threshold value is set to 0.
  • the correction factor is determined from its sum of RMS values that lie within predetermined amplitude bands of the HKD signal, these amplitude bands being determined as a function of the RMS value and the overall RMS value. More specifically, two positive voltages B + and B + and two equal but negative voltages B ' and B. are generated from the total RMS value and the RMS value. To generate this voltage are the relationships
  • the threshold is determined.
  • the determined threshold depends, as mentioned above, on the type of damage of the rolling bearing.
  • the present invention is further directed to a computer program for carrying out a method of the type described above.
  • this computer program causes an HKD signal, which can also be formed by this computer program, to be read in a predefined time window and, based on this signal, first of all to calculate a threshold value and then, using the threshold value, to calculate the individual calculation values shown above.
  • FIG. 1 shows an HKD time signal for an intact bearing
  • FIG. 1 shows an example of an HKD time signal for an intact rolling bearing.
  • the horizontal line 3 denotes the above threshold.
  • the horizontal line 5 refers to the positive voltage B + , the reference numeral 7 to the corresponding negative voltage B " (which coincides in magnitude with the voltage B + ), the reference numeral 4 to the second positive voltage B + and the reference numeral 6 to the second negative voltage B- which coincides in magnitude with B +
  • reference numeral 2 refers to the HKD time signal taken in the temporal window shown in Fig. 1, that is, time t is plotted on the X coordinate and on the Y-coordinate voltage values are plotted, which here range from -500 to +500 mV, the reference numeral 8 designating the zero axis.
  • the present invention thus provides a method to this inference by machine d. H. without allowing the user to monitor the signal.
  • the threshold value 3 which, as mentioned above, is needed to determine the two individual quantities SF and IS, must be set automatically, ie without knowledge of the respective HKD signal characteristic. Also should not be necessary intervention by the user.
  • the threshold for intact bearings must be so high that at most the (rare) highest signal peaks exceed this threshold. In the case of the illustration shown in FIG. 1, this is the case only for the voltage peak 9. In this way, small calculation values for the Threshold factor SF and the sum pulse width IS achieved. Conversely, in the case of bearings with area damage, the threshold should be as low as possible to reach maximum values of SF and IS.
  • FIG. 2 shows an HKD time signal for a bearing with a planar damage.
  • the threshold value 3 is much lower than in the representation shown in FIG. It can be seen that in this case, a large number of voltage peaks exceeds the threshold value.
  • the effective value RMSDC of the HKD signal is calculated in a first method step, wherein the DC component HKDDC is also taken into account. Subsequently, that part of the HKDDC signal is considered which is higher than the effective value RMSDC and from which in turn its effective value RMS pos is calculated.
  • the threshold is determined according to the relationship (1). Furthermore, as mentioned above, a clamp diode is used to prevent the threshold voltage from taking values less than 0 volts.
  • the described procedure is a primarily empirical procedure, that is to say that in the course of the development, the abovementioned values were determined in a large number of experimental steps in order to split the representations into the greatest possible degree to achieve different damage classes.
  • other quantities derived from the HKD signal such as the HKD DC component, the RMS negative of the HKD 30 signal, or the crest factor, could be used to generate the threshold.
  • combinations of these values could be used.
  • various methods are suitable for determining the above threshold. However, all of these methods are equal in that each threshold is calculated from characteristics of the HKD time signal.
  • the symmetry of the HKD 30 signal with respect to the zero axis 4 is utilized. This symmetry depends on the condition of the bearing. While the HKD 30 signal of an intact bearing is almost zero-symmetric, this signal of a damaged bearing lies predominantly in the positive amplitude range. In the case of an intact bearing, the rms values of the signal components in the positive and negative range almost cancel each other out so that only a small correction margin is generated. For damaged bearings, the effective value of the positive wall portion of the negative wall portion far exceeds. This allows a high correction voltage to be generated, which can significantly reduce and sometimes even exceed the above-mentioned RMS pos signal component. This could even lead to a negative threshold voltage. However, as mentioned above, this is prevented by clamping the threshold voltage to zero.
  • FIG. 3 shows an HKD time signal for a roller bearing, which has outer ring fittings. It can be seen that here, at periodic intervals, the threshold value 3, which is just above the noise, is exceeded.
  • the regions 9a marked in gray are those regions of the HKD time signal which exceed the voltage value B + . As mentioned above, these values, or the RMS value from these values, are used to calculate the value Korr, which in turn is used to calculate the threshold.
  • the time signal shown in FIG. 3 thus leads to a comparatively high value for Korr and thus to a very low threshold value. Due to the strong asymmetry of the time signal, in particular in the time signal shown in FIG. 3, the effective value RMS pos is also very high.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional coordinate system on whose axes the values for the threshold factor SF, the CF and the sum pulse width IS have been plotted.
  • the reference I designates intact bearings.
  • the damage factor SF which results from a product of the values IS, CF and SF, lies between 0 and 3.
  • the group of rolling bearings marked Il it can be seen that their value is significantly higher for both SF, CF, and IS than for the group marked I. This group identifies the rolling bearings with slight damage.
  • the damage factor SF is between 4 and 10.
  • the reference numeral III denotes bearings with flat damage.
  • the damage factor here lies between 10 and 30.
  • Reference numeral IV denotes roller bearings with heavy inner ring damage, the damage factor here being between 1 and 8.
  • the reference symbol V denotes bearings with heavy outer ring damage, whereby the damage factor lies between 40 and up to 200 here.
  • rolling bearings show damage factors between 0 and 2, rolling bearings with slight damage damage factors between 40 and 10, rolling bearings with massive inner ring damage or inner ring cracks damage factors between 1 and 8, rolling bearings with massive outer ring fittings damage factors between 40 and 200 and rolling bearings with area damage damage factors between 10 and 30.
  • a significant advantage of the method described here is that it is essentially independent of rotational speed and can be used both at very low rotational speeds and at high rotational speeds.
  • a separation monitoring can be performed, or it is the absolute RMS levels used to better distinguish these types of damage can.
  • the method is independent of the exact transfer function of the machine because it does not use absolute values. This is especially important if you are not constantly monitoring because you do not have to look at changing absolute sizes.

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Abstract

The invention relates to a method for analyzing bearing damage with the aid of an envelope demodulation (HKD) signal. A threshold value (SW) that is characteristic of a bearing damage is determined in one step of said method while at least one first calculated value (SF) is formed in a second step by taking into account the characteristic threshold value (SW), said calculated value making it possible to draw conclusions about a damaged bearing.

Description

Schaeffler KG Industriestraße 1 - 3, 91074 Herzogenaurach Schaeffler KG Industriestraße 1 - 3, 91074 Herzogenaurach
Bezeichnung der ErfindungName of the invention
Verfahren zum Untersuchen von LagerschädenMethod for investigating bearing damage
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Untersuchen von Lagerschäden und insbesondere von Lagerschäden in Wälzlagern oder Linearführungen.The present invention relates to a method for examining bearing damage and in particular bearing damage in rolling bearings or linear guides.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf die unterschiedlichsten Wälzlagertypen wie Kugellager, Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager oder Pendelrollenlager anwendbar. Die zu untersuchenden Wälzlager können beispielsweise in Elektromotoren, Eisenbahnradsätzen, Getrieben, Papiermaschinen- prüfständen und dergleichen Anwendung finden.The inventive method is applicable to a variety of rolling bearing types such as ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings or spherical roller bearings. The rolling bearings to be examined can be used, for example, in electric motors, railway wheel sets, gearboxes, paper machine test stands and the like.
An Wälzlagern kann es infolge Abnutzung zu diversen Schäden kommen. Ein Beispiel für derartige Schäden sind so genannte „Pittings", das heißt Materialausbrüche des Innen- beziehungsweise Außenrings oder der Wälz- körper. Daneben können auch flächige Schäden auftreten. Da derartige Pittings bzw. Schäden infolge weiterer Benutzung sehr schnell zu einer rapiden Verschlechterung des Wälzlagers führen können, besteht ein Bedürfnis, derartige Schäden mit geeigneten Messverfahren zu untersuchen. Aus dem Stand der Technik sind diverse Verfahren zur Untersuchung von Zuständen eines Wälzlagers bekannt. Ein derartiges Diagnoseverfahren ist beispielsweise die so genannte Hüllkurven-Analyse mit anschließender Fouriertrans- formation. Dabei wird ein so genanntes Hüllkurvendemodulationssignal (HKD - Signal) zur Beurteilung des Lagerzustandes ausgewertet. Die Aufnahme derartiger Signale ist beispielsweise mit piezoelektrischen Sensoreinrichtungen möglich, die an das Lagergehäuse geschraubt, geklebt oder per Magnethalter gehalten werden können.Rolling bearings can cause various damage as a result of wear. An example of such damage are so-called "pittings", ie material breakages of the inner or outer ring or the rolling elements, as well as surface damage, since such pittings or damage as a result of further use quickly lead to rapid deterioration of the rolling bearing There is a need to investigate such damage using appropriate measurement techniques The prior art discloses various methods for investigating conditions of a rolling bearing. Such a diagnostic method is, for example, the so-called envelope analysis with subsequent Fourier transformation. In the process, a so-called envelope demodulation signal (HKD signal) is evaluated to evaluate the bearing condition. The recording of such signals is possible, for example, with piezoelectric sensor devices which can be screwed, glued or held by magnetic holders to the bearing housing.
Mit Hilfe der Hüllkurvenanalyse und anschließender Fouriertrafo können beispielsweise periodische Stoßwiederholungen, wie sie von Pittings in Wälzlagern erzeugt werden, detektiert und überwacht und damit auf einen Schaden rückgeschlossen werden. Allerdings ist mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren noch keine Erkennung unterschiedlichster Schadens- faktoren möglich. Derartige Hüllenkurvendemodulationssignale werden bislang vorallem bei nicht genau bekannter Drehzahl von einem Beobachter ausgewertet, und dieser kann mit einer gewissen Erfahrung auf das Vorliegen bestimmter Schäden rückschließen.With the help of the envelope analysis and subsequent Fourier transformer, for example, periodic repeats of bumps, as generated by pittings in rolling bearings, can be detected and monitored, thus inferring damage. However, with the method known from the prior art, no recognition of a wide variety of damage factors is possible. Such envelope amplitude modulation signals have hitherto been evaluated by an observer, especially at speeds that are not exactly known, and this can be concluded with the aid of certain experience of the existence of specific damage.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Erkennung mehrerer unterschiedlicher Schäden und deren Größe in Wälzlagern erlaubt.The present invention is therefore an object of the invention to provide a method that allows the detection of several different damage and their size in bearings.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This is achieved according to the invention by a method according to claim 1. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Untersuchen von Lagerschäden mit Hilfe eines Hüllkurvendemodulationssignals wird in einem Verfahrensschritt aus dem Hüllenkurvendemodulationssignal ein charakteristischer Schwellenwert bestimmt, wobei dieser Schwellenwert von dem Vorhandensein von Lagerschäden abhängt und in einem weiteren Verfahrensschritt wenigstens ein erster Berechnungswert unter Berücksichtigung des charak- teristischen Schwellenwerts gebildet, wobei dieser erste Berechnungswert Rückschlüsse auf vorhandene Lagerschäden ermöglicht. Bei dem Schwellenwert handelt es sich um einen von der Art der Schäden abhängigen Wert. Nach der Art und dem Umfang des Über- oder Unterschreitens des Stellen- wertes kann auf die Schäden rückgeschlossen werden.In the method according to the invention for examining bearing damage with the aid of an envelope demodulation signal, a characteristic threshold value is determined from the envelope amplitude modulation signal in one method step, this threshold value depending on the existence of bearing damage and in a further method step at least one first calculation value taking into account the characteristic value. formed terist threshold value, this first calculation value allows conclusions on existing bearing damage. The threshold is a value dependent on the type of damage. According to the nature and extent of exceeding or falling short of the value, the damage can be deduced.
Vorzugsweise wird ein zweiter Berechnungswert unter Berücksichtigung des charakteristischen Schwellenwertes gebildet sowie besonders bevorzugt ein dritter von dem Schwellenwert unabhängiger Berechnungswert. Durch die Zugrundelegung dieser drei Werte kann eine genauere Eingruppierung in verschiedene Schadensarten und Größen erfolgen.Preferably, a second calculation value is formed taking into account the characteristic threshold value, and particularly preferably a third calculation value independent of the threshold value. Based on these three values, a more detailed classification into different types of damage and sizes can be made.
Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Berechnungswert um einen Wert, der aus dem Verhältnis eines Effektivwerts oberhalb des Schwellenwerts und einem Gesamteffektivwert bestimmt wird. Anstelle von Effektivwerten könnten jedoch auch Mittelwerte ausgewertet werden. Dieser erste Berechnungswert wird im Folgenden auch als Schwellenfaktor bezeichnet. Bei dem zweiten Berechnungswert, der im Folgenden auch als Summenpulsbreite bezeichnet wird, handelt es sich um eine prozentuale Summenpulsbreite bezogen auf ein vorgegebenes Messintervall beispielsweise ein Messintervall von 5 Sekunden. Dabei werden die betrachteten Pulse aus den Signalanteilen oberhalb der Schwelle bzw. des Schwellenwerts gebildet und ihre Breiten gemessen und aufsummiert.Preferably, the first calculation value is a value determined from the ratio of an effective value above the threshold value to a total effective value. Instead of RMS values, mean values could also be evaluated. This first calculation value is also referred to below as the threshold factor. The second calculation value, which is also referred to below as the sum pulse width, is a percentage total pulse width based on a predetermined measurement interval, for example a measurement interval of 5 seconds. In this case, the pulses considered are formed from the signal components above the threshold or the threshold value and their widths are measured and added up.
Bei dem dritten Berechnungswert, der im Weiteren auch als CF bezeichnet wird, handelt es sich um ein Verhältnis aus einem gleitenden Spitzenwert und einem Gesamteffektivwert wobei hier der Gleichanteil nicht berücksichtigt wird. Anstelle eines Gesamteffektivwerts kann CF jedoch auch unter Berücksichtigung eines Gesamtmittelswerts gebildet werden.The third calculation value, also referred to below as CF, is a ratio of a moving peak value and an overall effective value, whereby the DC component is not taken into account here. However, instead of an overall rms value, CF may be formed taking into account a total mean value.
Bevorzugt wird aus einem mathematischen Zusammenhang zwischen den Berechnungswerten ein Ergebniswert ermittelt, der für das Vorhandensein von Lagerschäden und die Art von Lagerschäden charakteristisch ist. Dieser Ergebniswert wird im Folgenden auch als Schadensfaktor bezeichnet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem mathematischen Zusammenhang um das gewichtete Produkt der oben genannten Berechnungswerte. In aufwen- digen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass der Ergebniswert eine sehr gute Eingruppierung in unterschiedliche Schadenskategorien erlaubt. Da wesentliche Berechnungswerte bei höheren Schäden ansteigen, steigt auch deren Produkt an.Preferably, a result value is determined from a mathematical relationship between the calculation values, which for the presence Of bearing damage and the type of bearing damage is characteristic. This result value is also referred to below as the damage factor. The mathematical relationship is preferably the weighted product of the abovementioned calculation values. Extensive research has shown that the result value allows a very good classification into different damage categories. Since significant calculation values increase with higher damage, their product also increases.
Bei einer weiteren bevorzugten Darstellung ist es auch möglich, dass die drei Berechnungswerte in einem dreidimensionalen Koordinatensystem aufgetragen werden wobei innerhalb dieses Diagramms eine deutliche Trennung zwischen intakten Wälzlagern, Wälzlagern mit Innenringschäden, Wälzlagern mit massiven Außenringschäden und Wälzlager mit flächigen Schäden möglich ist. Auch ist durch eine derartige Auftragung in ein dreidimensionales Koordinatensystem eine Trennung zwischen leichten und flächigen Schäden möglich. Zur Auswertung der einzelnen Berechnungswerte kann vorteilhaft ein Programm in Baumstruktur verwendet werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, zur Auswertung Fuzzy logic zu verwenden, da die Übergän- ge zwischen den einzelnen Schadensarten in deren Auswirkungen auf die Berechnungswerte fließend sind und andererseits auch unterschiedliche Schadensarten gleichzeitig auftreten können.In a further preferred representation, it is also possible for the three calculation values to be plotted in a three-dimensional coordinate system. Within this diagram, a clear separation between intact rolling bearings, rolling bearings with inner ring damage, rolling bearings with massive outer ring damage and roller bearings with surface damage is possible. Also, such a plot in a three-dimensional coordinate system, a separation between light and area damage possible. To evaluate the individual calculation values, it is advantageous to use a program in a tree structure. In particular, it is advantageous to use fuzzy logic for the evaluation, since the transitions between the individual types of damage are blurred in their effects on the calculation values and, on the other hand, different types of damage can occur simultaneously.
Anstelle des oben angegebenen Produkts als mathematischen Zusammen- hang können jedoch auch die einzelnen Berechnungswerte innerhalb eines mathematischen Zusammenhangs unterschiedlich gewichtet werden.Instead of the above-mentioned product as a mathematical relationship, however, the individual calculation values within a mathematical relationship can be weighted differently.
Bevorzugt wird der Schwellenwert mit Hilfe eines Effektivwerts des HKD- Signals ermittelt, wobei dieser Effektivwert aus demjenigen Anteil des HKD- Signals ermittelt wird, der größer ist als ein Gesamteffektivwert des HKD- Signals. Dies bedeutet, dass zunächst ein Gesamteffektivwert beziehungsweise Gesamtmittelwert des HKD-Signals innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters ermittelt wird. Dabei wird auch der Gleichanteil des HKD-Signals berücksichtigt. Zur Berechnung beziehungsweise Ermittlung des Effektivwerts werden lediglich diejenigen Teile des HKD-Signals betrachtet, die größer sind als der oben erwähnte Gesamteffektivwert. Aus diesen Anteilen wird der Effektivwert berechnet. Dabei erfolgt die Berechnung bevorzugt durch zeitliche Mittelung.The threshold value is preferably determined with the aid of an RMS value of the HKD signal, this RMS value being determined from that portion of the HKD signal which is greater than an overall RMS value of the HKD signal. This means that first a total RMS value or overall mean value of the HKD signal within a predetermined Time window is determined. In this case, the DC component of the HKD signal is also taken into account. For calculating or determining the effective value, only those parts of the HKD signal which are greater than the above-mentioned total RMS value are considered. From these shares, the effective value is calculated. The calculation is preferably carried out by time averaging.
Bevorzugt wird der Schwellenwert nach der mathematischen BeziehungThe threshold value is preferred according to the mathematical relationship
SW = (RMSp0S - αx Korr) x V (1 )SW = (RMSp 0S -αx corr) x V (1)
ermittelt, wobei α ein Gewichtungsfaktor, V ein Verstärkungsfaktor und Korr ein Korrekturfaktor ist. Genauer handelt es sich bei V um einen variablen Verstärkungsfaktor und beispielsweise für eine spezielle durchgeführte Mes- sung den Wert 18 aufweisen kann. Da der Betrag innerhalb der Klammer der oben gezeigten Gleichung (1) mathematisch auch Werte annehmen kann, die kleiner als 0 sind, dies jedoch technisch nicht sinnvoll ist, wird der Minimalwert für den Schwellenwert auf 0 gesetzt.where α is a weighting factor, V is a gain factor, and Korr is a correction factor. More specifically, V is a variable gain factor and may be 18, for example, for a particular measurement made. Since the amount within the bracket of Equation (1) shown above can mathematically also assume values smaller than 0, but this is not technically meaningful, the minimum value for the threshold value is set to 0.
Bevorzugt wird der Korrekturfaktor aus seiner Summe von Effektivwerten ermittelt, die innerhalb vorgegebener Amplitudenbänder des HKD-Signals liegen, wobei diese Amplitudenbänder in Abhängigkeit von dem Effektivwert und dem Gesamteffektivwert bestimmt werden. Genauer gesagt werden zwei positive Spannungen B+ und B+ und zwei gleich große aber negative Spannungen B' und B. aus dem Gesamteffektivwert und dem Effektivwert erzeugt. Zur Erzeugung dieser Spannung werden die BeziehungenPreferably, the correction factor is determined from its sum of RMS values that lie within predetermined amplitude bands of the HKD signal, these amplitude bands being determined as a function of the RMS value and the overall RMS value. More specifically, two positive voltages B + and B + and two equal but negative voltages B ' and B. are generated from the total RMS value and the RMS value. To generate this voltage are the relationships
B+ = a x (RMSDC + RMSpos), B-= B+ (2) und,B + = ax (RMSDC + RMSpos), B = B + (2) and,
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verwendet. Die Werte für a und b wurden hierbei empirisch ermittelt und im Rahmen der durchgeführten Messungen haben sich Werte für a zwischen 1 und 5 und für b zwischen 1 und 4 als besonders günstig erwiesen. Der Wert RMSDc kenn- zeichnet den Gesamteffektivwert: und der Wert RMSp0S kennzeichnet den Effektivwert. Anschließend werden diejenigen Korrektureffektivwerte Korr ermittelt, die innerhalb der Amplitudenbänder liegen, die einerseits von B+ und B+ und andererseits von B. und B' gebildet werden, dass heißt, die Effektivwerte der Spannung, die innerhalb dieses Spannungsbereichs liegen.used. The values for a and b were determined empirically and values of a between 1 and 5 and between 1 and 4 were found to be particularly favorable within the scope of the measurements carried out. The value RMS D c denotes the total RMS value: and the value RMS p0S indicates the RMS value. Subsequently, those correction effective values Korr are found which lie within the amplitude bands which are formed on the one hand by B + and B + and on the other hand by B. and B ' , that is to say the effective values of the voltage which lie within this voltage range.
Unter Zugrundelegung der Gleichungen (1) - (3) wird der Schwellenwert ermittelt.Based on the equations (1) - (3), the threshold is determined.
Der ermittelte Schwellenwert hängt, wie oben erwähnt, von der Art der Schäden des Wälzlagers ab.The determined threshold depends, as mentioned above, on the type of damage of the rolling bearing.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens der oben beschriebenen Art gerichtet. Vorzugsweise bewirkt dieses Computerprogramm, dass ein HKD-Signal, das auch durch dieses Computerprogramm gebildet werden kann, in einem vorgegebenen Zeitfenster eingelesen wird und anhand dieses Signals zunächst ein Schwellenwert berechnet wird und anschließend anhand des Schwellenwertes die einzelnen oben dargestellten Berechnungswerte.The present invention is further directed to a computer program for carrying out a method of the type described above. Preferably, this computer program causes an HKD signal, which can also be formed by this computer program, to be read in a predefined time window and, based on this signal, first of all to calculate a threshold value and then, using the threshold value, to calculate the individual calculation values shown above.
Weitere Vorteile und Varianten diese erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich aus den beigefügten Zeichnung. Hierbei zeigen:Further advantages and variants of these methods of the invention will become apparent from the accompanying drawings. Hereby show:
Fig. 1 ein HKD-Zeitsignal für ein intaktes Lager;FIG. 1 shows an HKD time signal for an intact bearing; FIG.
Fig. 2 ein HKD-Zeitsignal für ein Lager mit flächigen Schäden;2 shows an HKD time signal for a bearing with surface damage;
Fig. 3 ein HKD-Zeitdiagramm für ein Lager mit Außenringpittings; und3 is a HKD timing chart for a bearing with outer ring fittings; and
Fig. 4 eine Auswertung der unterschiedlichen Lager mit Hilfe eines dreidimensionalen Koordinatensystems.4 shows an evaluation of the different bearings with the aid of a three-dimensional coordinate system.
Figur 1 zeigt ein Beispiel für ein HKD-Zeitsignal für ein intaktes Wälzlager. Dabei bezeichnet die waagerechte Linie 3 den oben genannten Schwellenwert. Die waagrechte Linie 5 bezieht sich auf die positive Spannung B+, das Bezugszeichen 7 auf die entsprechende negative Spannung B" (die dem Betrag nach mit der Spannung B+ übereinstimmt), das Bezugszeichen 4 auf die zweite positive Spannung B+ und das Bezugszeichen 6 auf die zweite negative Spannung B-, die dem Betrag nach mit B+ übereinstimmt. Das Bezugszeichen 2 bezieht sich auf das HKD-Zeitsignal, aufgenommen in dem in Figur 1 gezeigten zeitlichen Fenster, dass heißt auf der X-Koordinate ist die Zeit t aufgetragen und auf der Y-Koordinate sind Spannungswerte aufgetragen, die hier von -500 bis +500 mV reichen. Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet die Nullachse.FIG. 1 shows an example of an HKD time signal for an intact rolling bearing. In this case, the horizontal line 3 denotes the above threshold. The horizontal line 5 refers to the positive voltage B + , the reference numeral 7 to the corresponding negative voltage B " (which coincides in magnitude with the voltage B + ), the reference numeral 4 to the second positive voltage B + and the reference numeral 6 to the second negative voltage B- which coincides in magnitude with B + , reference numeral 2 refers to the HKD time signal taken in the temporal window shown in Fig. 1, that is, time t is plotted on the X coordinate and on the Y-coordinate voltage values are plotted, which here range from -500 to +500 mV, the reference numeral 8 designating the zero axis.
Wie eingangs erwähnt, ist es für den Fachmann möglich, aus dem Zeitsignal zumindest grob auf die Art eines eventuell vorhandenen Schadens rückzuschließen. Die vorliegende Erfindung stellt damit ein Verfahren dar, um diesen Rückschluss auch maschinell d. h. ohne Beobachtung des Signals durch den Benutzer zu ermöglichen. Der Schwellenwert 3, der, wie oben erwähnt, zur Bestimmung der beiden Einzelgrößen SF und IS benötigt wird, muss sich automatisch einstellen, dass heißt ohne Kenntnis der jeweiligen HKD-Signal- Charakteristik. Auch soll insoweit kein Eingriff durch den Benutzer nötig sein.As mentioned above, it is possible for the skilled person to infer at least roughly from the time signal in the manner of any damage that may be present. The present invention thus provides a method to this inference by machine d. H. without allowing the user to monitor the signal. The threshold value 3, which, as mentioned above, is needed to determine the two individual quantities SF and IS, must be set automatically, ie without knowledge of the respective HKD signal characteristic. Also should not be necessary intervention by the user.
An diesen Schwellenwert 3 sind zwei Hauptanforderungen zu stellen. Einerseits muss der Schwellenwert bei intakten Lagern so hoch liegen, dass allen- falls die (seltenen) höchsten Signalspitzen diesen Schwellenwert überschreiten. Dies ist bei der in Figur 1 gezeigten Darstellung nur für die Spannungsspitze 9 der Fall. Auf diese Weise werden kleine Berechnungswerte für den Schwellenfaktor SF und die Summenpulsbreite IS erzielt. Umgekehrt sollte bei Lagern mit flächigen Schäden der Schwellenwert möglichst niedrig werden, um maximale Werte von SF und IS zu erreichen.At this threshold 3, two main requirements have to be met. On the one hand, the threshold for intact bearings must be so high that at most the (rare) highest signal peaks exceed this threshold. In the case of the illustration shown in FIG. 1, this is the case only for the voltage peak 9. In this way, small calculation values for the Threshold factor SF and the sum pulse width IS achieved. Conversely, in the case of bearings with area damage, the threshold should be as low as possible to reach maximum values of SF and IS.
Diese an sich gegenläufigen Forderungen, lassen sich durch die Erzeugung einer Korrekturspannung lösen, die bei intakten Lagern klein und bei stark geschädigten Lagern groß ist.These contradictory requirements can be solved by generating a correction voltage that is small in intact bearings and large in heavily damaged bearings.
Figur 2 zeigt ein HKD-Zeitsignal für ein Lager mit einem flächigen Schaden. In diesem Falle liegt der Schwellenwert 3 wesentlich geringer als bei der in Figur 1 gezeigten Darstellung. Man erkennt, dass in diesem Fall eine Vielzahl von Spannungsspitzen über dem Schwellenwert hinausragt.FIG. 2 shows an HKD time signal for a bearing with a planar damage. In this case, the threshold value 3 is much lower than in the representation shown in FIG. It can be seen that in this case, a large number of voltage peaks exceeds the threshold value.
Zur Berechnung des Schwellenwerts wird in einem ersten Verfahrensschritt der Effektivwert RMSDC des HKD-Signals berechnet, wobei auch der Gleichanteil HKDDC berücksichtigt wird. Anschließend wird derjenige Teil des HKDDC - Signals betrachtet, der höher liegt als der Effektivwert RMSDC und hieraus wiederum dessen Effektivwert RMSpos berechnet.To calculate the threshold value, the effective value RMSDC of the HKD signal is calculated in a first method step, wherein the DC component HKDDC is also taken into account. Subsequently, that part of the HKDDC signal is considered which is higher than the effective value RMSDC and from which in turn its effective value RMS pos is calculated.
Aus diesen beiden Effektivwerten RMSDC und RMSpos werden zwei positive Spannungen B+ und B+ sowie zwei gleich große aber negative Spannungen B' und B. nach den obigen Gleichungen (2) und (3) berechnet.From these two effective values RMSDC and RMS pos , two positive voltages B + and B + and two equal but negative voltages B ' and B are calculated according to the above equations (2) and (3).
In einem letzten Verfahrensschritt wird die Summe der Effektivwerte Korr derjenigen Anteile des HKD-Signals ohne den Gleichanteil (HKDac) berechnet, die innerhalb der Amplitudenbänder liegen, die von B+, B+ einerseits und B-, B" andrerseits gebildet werden. In den Figuren 1 - 3 sind dies die mit 11 und 12 bezeichneten Bereiche.In a last method step, the sum of the RMS values Korr of those parts of the HKD signal without the DC component (HKD ac ) are calculated, which lie within the amplitude bands which are formed by B + , B + on the one hand and B-, B " on the other hand In FIGS. 1-3 these are the areas denoted by 11 and 12.
Schließlich wird die Schwelle nach der Beziehung (1) ermittelt. Weiterhin wird, wie oben erwähnt, eine Klemmdiode verwendet, um zu verhindern, dass die Schwellenspannung kleinere Werte als 0 Volt einnimmt. Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei der beschriebenen Vorgehensweise um eine in erster Linie empirische Vorgehensweise handelt, dass heißt im Laufe der Entwicklung wurden in einer Vielzahl von Versuchsschrit- ten die oben genannten Werte ermittelt, um eine möglichst deutliche Aufspaltung der Darstellungen in die unterschiedlichen Schadensklassen zu erreichen. Zu der Erzeugung der Schwelle könnten jedoch auch andere aus dem HKD-Signal abgeleitete Größen verwendet werden, wie beispielsweise der HKD-Gleichanteil, der Effektivwert des negativen HKD30 Signals oder auch der Crestfaktor. Schließlich könnten auch Kombinationen aus diesen Werten herangezogen werden. Damit ist es für den Fachmann ersichtlich, dass sich verschiedene Methoden eignen, um den oben erwähnten Schwellenwert zu bestimmen. Allen diesen Methoden ist jedoch gleich, dass jeweils die Schwelle aus Charakteristika des HKD-Zeitsignals berechnet wird.Finally, the threshold is determined according to the relationship (1). Furthermore, as mentioned above, a clamp diode is used to prevent the threshold voltage from taking values less than 0 volts. It should be noted that the described procedure is a primarily empirical procedure, that is to say that in the course of the development, the abovementioned values were determined in a large number of experimental steps in order to split the representations into the greatest possible degree to achieve different damage classes. However, other quantities derived from the HKD signal, such as the HKD DC component, the RMS negative of the HKD 30 signal, or the crest factor, could be used to generate the threshold. Finally, combinations of these values could be used. Thus, it will be apparent to those skilled in the art that various methods are suitable for determining the above threshold. However, all of these methods are equal in that each threshold is calculated from characteristics of the HKD time signal.
Bei der hier vorliegenden Vorgehensweise wird die Symmetrie des HKD30- Signals bezüglich der Nullachse 4 ausgenutzt. Diese Symmetrie ist vom Zustand des Lagers abhängig. Während das HKD30 Signal eines intakten Lagers fast nullsymmetrisch ist, liegt dieses Signal eines geschädigten Lagers überwiegend im positiven Amplitudenbereich. Im Falle eines intakten Lagers heben sich damit die Effektivwerte der Signalanteile im positiven und negativen Bereich fast auf, sodass nur eine kleine Korrekturspanne erzeugt wird. Bei geschädigten Lagern übersteigt der Effektivwert des positiven Wandbereichs des negativen Wandbereichs bei weitem. Damit kann eine hohe Kor- rekturspannung erzeugt werden, die den oben erwähnte RMSpos-Signalanteil deutlich verkleinern und manchmal sogar übersteigen kann. Damit könnte rechnerisch sogar eine negative Schwellenspannung entstehen. Dies wird jedoch, wie oben erwähnt, dadurch verhindert, dass die Schwellenspannung auf 0 geklemmt wird.In the present approach, the symmetry of the HKD 30 signal with respect to the zero axis 4 is utilized. This symmetry depends on the condition of the bearing. While the HKD 30 signal of an intact bearing is almost zero-symmetric, this signal of a damaged bearing lies predominantly in the positive amplitude range. In the case of an intact bearing, the rms values of the signal components in the positive and negative range almost cancel each other out so that only a small correction margin is generated. For damaged bearings, the effective value of the positive wall portion of the negative wall portion far exceeds. This allows a high correction voltage to be generated, which can significantly reduce and sometimes even exceed the above-mentioned RMS pos signal component. This could even lead to a negative threshold voltage. However, as mentioned above, this is prevented by clamping the threshold voltage to zero.
Figur 3 zeigt ein HKD-Zeitsignal für ein Wälzlager, welches Außenringpittings aufweist. Man erkennt, dass hier in periodischen Abständen der Schwellen- wert 3, der hier knapp über dem Rauschen liegt,, überschritten wird. Die grau gekennzeichneten Bereiche 9a sind diejenigen Bereiche des HKD- Zeitsignals, welche den Spannungswert B+ übersteigen. Wie oben erwähnt, werden diese Werte beziehungsweise der Effektivwert aus diesen Werten herangezogen, um den Wert Korr zu berechnen, der wiederum für die Berechnung des Schwellenwertes verwendet wird.FIG. 3 shows an HKD time signal for a roller bearing, which has outer ring fittings. It can be seen that here, at periodic intervals, the threshold value 3, which is just above the noise, is exceeded. The regions 9a marked in gray are those regions of the HKD time signal which exceed the voltage value B + . As mentioned above, these values, or the RMS value from these values, are used to calculate the value Korr, which in turn is used to calculate the threshold.
Das in Figur 3 gezeigte Zeitsignal führt damit zu einem vergleichsweise hohen Wert für Korr und damit zu einem sehr niedrigen Schwellenwert. Bedingt durch die starke Asymmetrie des Zeitsignals ist insbesondere bei dem in Figur 3 gezeigten Zeitsignal auch der Effektivwert RMSpos sehr hoch.The time signal shown in FIG. 3 thus leads to a comparatively high value for Korr and thus to a very low threshold value. Due to the strong asymmetry of the time signal, in particular in the time signal shown in FIG. 3, the effective value RMS pos is also very high.
Figur 4 zeigt ein dreidimensionales Koordinatensystem, an dessen Achsen die Werte für den Schwellenfaktor SF, den CF sowie die Summenpulsbreite IS aufgetragen wurden. Man erkennt insgesamt vier Gruppen von Wälzlagern, die jeweils durch unterschiedliche Schraffuren dargestellt wurden. Das Bezugszeichen I kennzeichnet intakte Lager. Man erkennt, dass hier der Schadensfaktor SF der sich aus einem Produkt der Werte IS, CF und SF ergibt, zwischen 0 und 3 liegt. Bei der mit Il gekennzeichneten Gruppe von Wälzlagern, erkennt man, dass deren Wert es sowohl für SF, als auch für CF, als auch IS erheblich höher liegen, als bei der mit I gekennzeichneten Gruppe. Diese Gruppe kennzeichnet die Wälzlager mit leichten Schäden. Der Schadensfaktor SF liegt hier zwischen 4 und 10.FIG. 4 shows a three-dimensional coordinate system on whose axes the values for the threshold factor SF, the CF and the sum pulse width IS have been plotted. One recognizes a total of four groups of rolling bearings, each represented by different hatchings. The reference I designates intact bearings. It can be seen that here the damage factor SF, which results from a product of the values IS, CF and SF, lies between 0 and 3. In the group of rolling bearings marked Il, it can be seen that their value is significantly higher for both SF, CF, and IS than for the group marked I. This group identifies the rolling bearings with slight damage. The damage factor SF is between 4 and 10.
Das Bezugszeichen III kennzeichnet Lager mit flächigen Schäden. Der Schadensfaktor liegt hier zwischen 10 und 30. Das Bezugszeichen IV kennzeichnet Wälzlager mit schweren lnnenringschäden, wobei der Schadensfaktor hier zwischen 1 und 8 liegt. Das Bezugszeichen V kennzeichnet Lager mit schweren Außenringschäden, wobei hier der Schadensfaktor zwischen 40 und bis zu 200 liegt. Damit ist durch die in Figur 4 gezeigte Auftragung in einem 3D-Diagramm mit drei Raumachsen eine deutliche Trennung zwischen intakten Wälzlagern, Wälzlagern mit lnnenringschäden, Wälzlager mit massiven Außenringschä- den, Wälzlager mit flächigen Schäden möglich. Auch ist eine Trennung zwischen Wälzlagern mit leichten und Wälzlagern mit flächigen Schäden möglich. Der oben erwähnte Schadensfaktor eignet sich zumindest als grobes Mittel zur Klassifikation. So weisen intakte Wälzlager Schadensfaktoren zwischen 0 und 2 auf, Wälzlager mit leichten Schäden Schadensfaktoren zwi- sehen 40 und 10, Wälzlager mit massiven lnnenringschäden oder Innenring- rissen Schadensfaktoren zwischen 1 und 8, Wälzlager mit massiven Außen- ringpittings Schadensfaktoren zwischen 40 und 200 und Wälzlager mit flächigen Schäden Schadensfaktoren zwischen 10 und 30.The reference numeral III denotes bearings with flat damage. The damage factor here lies between 10 and 30. Reference numeral IV denotes roller bearings with heavy inner ring damage, the damage factor here being between 1 and 8. The reference symbol V denotes bearings with heavy outer ring damage, whereby the damage factor lies between 40 and up to 200 here. Thus, by the application shown in FIG. 4 in a 3D diagram with three spatial axes, a clear separation between intact rolling bearings, rolling bearings with inner ring damage, rolling bearings with massive outer ring damage, rolling bearings with surface damage is possible. A separation between rolling bearings with light and rolling bearings with surface damage is possible. The above-mentioned damage factor is at least suitable as a crude means of classification. Thus intact rolling bearings show damage factors between 0 and 2, rolling bearings with slight damage damage factors between 40 and 10, rolling bearings with massive inner ring damage or inner ring cracks damage factors between 1 and 8, rolling bearings with massive outer ring fittings damage factors between 40 and 200 and rolling bearings with area damage damage factors between 10 and 30.
Dennoch ist eine Differenzierung der einzelnen Schäden unter Verwendung auch der einzelnen Größen sinnvoll. Dies lässt sich besonders vorteilhaft durch ein Programm mit Baumstruktur erreichen, wobei sich beispielsweise so genannte Fuzzy logic eignet, da die Übergänge zwischen den einzelnen Schadensarten fließend sind und auch Wälzlager mit mehreren unterschied- liehen Schadensarten auftreten können.Nevertheless, a differentiation of the individual damage using the individual sizes makes sense. This can be achieved particularly advantageously by a program with a tree structure, whereby, for example, so-called fuzzy logic is suitable since the transitions between the individual types of damage are fluid and rolling bearings with a plurality of different types of damage can occur.
Ein wesentlicher Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens ist, dass es im Wesentlichen drehzahlunabhängig ist und sich sowohl bei sehr geringen Drehzahlen als auch bei hohen Drehzahlen anwenden lässt. Vorteilhafter- weise kann, um die Trennschärfe zwischen ganz leichten und flächigen schweren Schäden zu verbessern, eine Trennüberwachung durchgeführt werden, beziehungsweise es werden die absoluten Effektivwertpegel herangezogen, um auch diese Schadensgattungen besser unterscheiden zu können. Weiterhin ist das Verfahren von der genauen Übertragungsfunktion der Maschine unabhängig, da es keine absoluten Werte verwendet. Dies ist v.a. wichtig, wenn nicht ständig überwacht wird, da man nicht auf die Änderung absoluter Größen schauen muß.A significant advantage of the method described here is that it is essentially independent of rotational speed and can be used both at very low rotational speeds and at high rotational speeds. Advantageously, in order to improve the selectivity between very light and area heavy damage, a separation monitoring can be performed, or it is the absolute RMS levels used to better distinguish these types of damage can. Furthermore, the method is independent of the exact transfer function of the machine because it does not use absolute values. This is especially important if you are not constantly monitoring because you do not have to look at changing absolute sizes.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. All disclosed in the application documents features are claimed as essential to the invention, provided they are new individually or in combination over the prior art.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
2 HKD - Zeitsignal2 HKD - time signal
3 Schwellenwert3 threshold
4 zweite positive Spannung B+ 4 second positive voltage B +
5 Spannung B+ 5 voltage B +
6 zweite negative Spannung B.6 second negative voltage B.
7 negative Spannung B" 7 negative voltage B "
8 Nullachse8 zero axis
9 Spannungsspitze9 voltage peak
9a Bereich des HKD - Signals9a Range of the HKD signal
11 , 12 Bereich innerhalb der Amplitudenbänder11, 12 area within the amplitude bands
SF SchwellenfaktorSF threshold factor
IS SummenpulsbreiteIS sum pulse width
SW SchwellenwertSW threshold
I - V Wälzlagergruppen I - V rolling bearing groups

Claims

Schaeffler KG Industriestraße 1-3, 91074 HerzogenaurachPatentansprüche Schaeffler KG Industriestraße 1-3, 91074 HerzogenaurachPatent claims
1. Verfahren zum Untersuchen von Lagerschäden mit Hilfe eines Hüll- kurvendemodulations (HKD)- Signals, wobei in einem Verfahrensschritt aus dem HKD-Signal ein für charakteristischer Schwellenwert (SW) bestimmt wird wobei dieser Schwellenwert (SW) von dem Vorhandensein von Lagerschäden abhängt und in einem weiteren Verfahrensschritt wenigstens ein erster Berechnungswert (SF) unter Berücksichtigung des charakteristischen Schwellenwerts (SW) gebildet wird wobei dieser Berechnungswert Rückschlüsse auf vorhandene Lagerschäden ermöglicht.1. A method for examining bearing damage by means of an envelope detection (HKD) - signal, wherein in one step of the HKD signal for a characteristic threshold (SW) is determined, this threshold (SW) depends on the presence of bearing damage and in a further method step, at least one first calculation value (SF) is formed taking into account the characteristic threshold value (SW), whereby this calculation value makes it possible to draw conclusions about existing bearing damage.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Berechnungswert (IS) unter Berücksichtigung des charak- teristischen Schwellenwerts (SW) gebildet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a second calculation value (IS) is formed taking into account the characteristic threshold value (SW).
3. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter von dem Schwellenwert (SW) unabhängiger Berechnungs- wert (CF) gebildet wird. 3. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a third of the threshold value (SW) independent calculation value (CF) is formed.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s aus einem mathematischen Zusammenhang zwischen den Berech- nungswerten (SF , IS , CF) ein Ergebniswert ermittelt wird, der für das4. The method according to claim 3, wherein a result value is determined from a mathematical relationship between the calculation values (SF, IS, CF), which is used for the
Vorhandensein und die Art von Lagerschäden charakteristisch ist.Presence and the type of bearing damage is characteristic.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mathematische Zusammenhang das Produkt der Berechnungswerte (SF , IS , CF) ist.5. The method according to claim 4, characterized in that the mathematical relationship is the product of the calculation values (SF, IS, CF).
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Berechnungswert (SF) ein Schwellenfaktor ist, der aus dem6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first calculation value (SF) is a threshold factor, which from the
Verhältnis des Effektivwerts oberhalb des Schwellenwerts und dem Gesamteffektivwert ermittelt wird.Ratio of the RMS value above the threshold and the total RMS value.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Berechnungswert (IS) eine Summenpulsanteil von Pulsanteilen oberhalb des Schwellenwertes (SW) ist.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second calculation value (IS) is a sum pulse component of pulse components above the threshold value (SW).
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Berechnungswert (CF) aus dem Verhältnis zwischen einem gleitenden Spitzenwert und einem Gesamteffektivwert gebildet ist. 8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the third calculation value (CF) is formed from the ratio between a sliding peak value and a total RMS value.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (SW) mit Hilfe eines Effektivwertes (RMSpos ) des HKD - Signals ermittelt wird, wobei der Effektivwert (RMSpos ) aus demjenigen Anteil des HKD - Signals ermittelt wird, der größer ist als ein Gesamteffektivwert (RMSDC) des HKD - Signals.9. Method according to claim 1, characterized in that the threshold value (SW) is determined with the aid of an effective value (RMS pos ) of the HKD signal, wherein the effective value (RMS pos ) is determined from that portion of the HKD signal which is greater than a total rms value (RMSDC) of the HKD signal.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dad u rc h g e ke n n ze i c h ne t , dass der Schwellenwert (SW) nach der mathematischen Beziehung10. The method of claim 6, wherein the threshold value (SW) is determined according to the mathematical relationship
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0001
ermittelt wird, wobei αein Gewichtungsfaktor, V ein Verstärkungsfaktor und Korr ein Korrekturfaktor ist.where α is a weighting factor, V is a gain factor, and Korr is a correction factor.
11.Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 911.A method according to at least one of the preceding claims. 9
-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalwert für den Schwellenwert 0 ist.-10, characterized in that the minimum value for the threshold is 0.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor aus einer Summe von Effektivwerten ermittelt wird, die innerhalb vorgegebener Amplitudenbänder des HKD - Signals liegen, wobei diese Amplitudenbänder in Abhängigkeit von den Effektivwerten RMSp0S und RMSDC bestimmt werden.12. The method according to claim 11, characterized in that the correction factor is determined from a sum of RMS values which lie within predetermined amplitude bands of the HKD signal, these amplitude bands being determined as a function of the RMSp 0 S and RMSDC rms values.
13. Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche. 13. Computer program for carrying out a method according to at least one of the preceding claims.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010015208A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-20 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Method for monitoring a linear guide
CN108204897B (en) * 2016-12-16 2020-05-22 唐智科技湖南发展有限公司 Method for judging correctness of bearing parameters and automatically diagnosing and matching multiple parameters
CN108645569B (en) * 2018-03-27 2019-11-08 江苏希西维轴承有限公司 A kind of oscillating bearing dust cover waterproof tester

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58127142A (en) * 1982-01-26 1983-07-28 Nippon Seiko Kk Detector for bearing defect
JPS59212512A (en) * 1983-05-17 1984-12-01 Sumitomo Metal Ind Ltd Watching for plain bearing
JPS62270820A (en) * 1986-05-16 1987-11-25 Nippon Kokan Kk <Nkk> Method and device for bearing failure diagnosis by vibratory sound
JPH02205727A (en) * 1989-02-03 1990-08-15 Nippon Seiko Kk Apparatus for detecting abnormality of bearing
JP2000146762A (en) * 1998-11-06 2000-05-26 Nsk Ltd Abnormality diagnostic system for rolling bearing
JP2001021453A (en) * 1999-07-09 2001-01-26 Nsk Ltd Method and device for diagnosing anomaly in bearing
WO2002073150A2 (en) * 2001-03-13 2002-09-19 Ab Skf System and method for analyzing vibration signals
WO2004109250A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-16 Metso Paper Inc. Machine and/or process monitoring
EP1548419A1 (en) * 2002-08-30 2005-06-29 NSK Ltd. Method and device for monitoring status of mechanical equipment and abnormality diagnosing device
EP1598569A1 (en) * 2003-02-28 2005-11-23 Thk Co., Ltd. Condition-detecting device, method, and program, and information-recording medium

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5852793A (en) * 1997-02-18 1998-12-22 Dme Corporation Method and apparatus for predictive diagnosis of moving machine parts

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58127142A (en) * 1982-01-26 1983-07-28 Nippon Seiko Kk Detector for bearing defect
JPS59212512A (en) * 1983-05-17 1984-12-01 Sumitomo Metal Ind Ltd Watching for plain bearing
JPS62270820A (en) * 1986-05-16 1987-11-25 Nippon Kokan Kk <Nkk> Method and device for bearing failure diagnosis by vibratory sound
JPH02205727A (en) * 1989-02-03 1990-08-15 Nippon Seiko Kk Apparatus for detecting abnormality of bearing
JP2000146762A (en) * 1998-11-06 2000-05-26 Nsk Ltd Abnormality diagnostic system for rolling bearing
JP2001021453A (en) * 1999-07-09 2001-01-26 Nsk Ltd Method and device for diagnosing anomaly in bearing
WO2002073150A2 (en) * 2001-03-13 2002-09-19 Ab Skf System and method for analyzing vibration signals
EP1548419A1 (en) * 2002-08-30 2005-06-29 NSK Ltd. Method and device for monitoring status of mechanical equipment and abnormality diagnosing device
EP1598569A1 (en) * 2003-02-28 2005-11-23 Thk Co., Ltd. Condition-detecting device, method, and program, and information-recording medium
WO2004109250A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-16 Metso Paper Inc. Machine and/or process monitoring

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