Schwingungsüberwachung an einem Verzahnungsprüfstand
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Schwingungsüberwachung an einem Verzahnungsprüfstand
Für die Schwingungsüberwachung einer Maschine oder eines Prüfstandes ist die Definition eines Schwingstärkenschwellwertes erforderlich. Dabei wird nach DIN ISO 10816 die Schwingstärke als der höchste Schwingungsmesswert an den nicht-rotierenden Teilen einer Maschine bezeichnet, unabhängig ob dies der Schwingweg, die Schwinggeschwindigkeit (Schnelle) oder die Beschleunigung ist. Es gilt eine geeignete Messposition (den Ort), den für diesen Ort gültigen Schwellwert sowie den Frequenzbereich bzw. die Frequenzen alternativ die Ordnungsnummern zu ermitteln. Sollte die Überwachung anhand eines Schwingstärkenschwellwertes nicht möglich sein, dann ist es erforderlich ein anderes, qualitativ geeignetes Merkmal, zu finden.
Betrachtet wird ein Stirnrad-Verzahnungsprüfstand, der in dieser Anwendung dazu dient Lebensdaueruntersuchungen für Kunststoffzahräder durchzuführen. Dabei werden zwei parallele Wellen an deren einen Ende die Prüfritzel angebracht sind und am anderen Ende ein Verzahnungsgleiches Übertragungsgetriebemiteinander verbunden ist. Die Wellen werden gegeneinander verspannt, so dass auf der zu prüfenden Verzahnung ein konstantes Drehmoment übertragen werden muss. Der Vorteil dieses Prüfstandes ist, dass trotz hoher Prüfleistung, welche über den Verspannkreis aufgebracht wird nur geringe Maschinenleistung für den Betrieb des Prüfstands erforderlich ist. Geprüft wird mit unterschiedlichen Verspannmomenten bei einer definierten Prüfstandsdrehzahl, jeweils bis zum Bruch der Verzahnung.
Der Verzahnungsbruch soll rechtzeitig und zuverlässig über eine Schwingungsüberwachung detektiert werden und zur Abschaltung des Prüfstands führen. Die Sensorik besteht aus einem Beschleunigungsaufnehmer auf der blanken Fläche des Prüfgetriebes sowie einem Impulsgeber mit z = 60 Impulsen je Umdrehung für die Wellendrehzahl.