MASCHINENDIAGNOSE

---

Angefangen bei Motoren und Antrieben, über Getriebe und Lager, bis hin zu Turbinen und Turboladern, sind viele auftretende Geräusche und Schwingungen drehzahlabhängig. Daher bietet OROS eine Reihe von Analysen speziell für Untersuchungen bei sich ändernden und stationären Drehzahlen.

Alle Anwendungen in der Maschinendiagnose benötigen ein oder mehrere präzise Drehzahlsignale. OROS Analysatoren haben daher immer 1-2 Drehzahl/Trigger-Eingänge zusätzlich zu den Eingangskanälen. Zusätzliche Eingänge sind optional erhältlich, um bis zu 6 Drehzahlen zu messen. Weitere Drehzahlen können mit festen Übersetzungsverhältnissen einer Getriebestufe aus den Messwerten eines Kanals berechnet werden. Die Drehzahleingänge werden sehr hoch abgetastet, so dass selbst bei über 100.000 Umdrehungen pro Minute eines Turboladers noch eine genaue Drehzahlmessung möglich ist.

---

Schwingungsanalyse und Diagnose an Turbomaschinen 



approved by BASF

Turbomaschinen benötigen in besonderer Weise Schwingungsanalysen zur Überprüfung der Funktionen von Rotoren und deren hydrodynamischen Lagern. Mit ORBIGate bietet OROS hierfür eine umfangreiche aber einfach zu bedienende Softwarelösung an, um alle wichtigen Schwingungsdaten an Turbomaschinen zu messen. Hierzu gibt es speziell angepasste Messverfahren, z.B. zur Bestimmung der Wellenposition und Bewegung, wie Gap, Shaft Center Line oder Orbit, auch für ausgewählte Ordnungen. Darstellungen als Vektor Daten (Amplitude & Phase) und Spektren sind ebenso verfügbar wie Bode und Nyquist Diagramme. Das Zeitsignal kann über den Drehwinkel der Welle dargestellt werden. Zur Berichterstellung werden die Messergebnisse einfach an eine angepasste Excel Vorlage übergeben, oder als TXT Dateien zur Verwendung in anderen Programmen exportiert. 

	Vector data: DC Gap voltage, Peak-Peak, nX values (Amplitude & Phase) for up to 6 selectable orders including subharmonics.
	Orbits and nX Orbits: Shaft dynamic motion for each of the machine train bearings.
	Shaft Center Line: Shaft position displayed during a machine start-up at different times and RPMs ticks.
	Bode and Nyquist Diagram: Amplitude and Phase of each vector values can be displayed as a function of time or RPM.
	Shaft view: Displays time domain data as a function of the angle of machine rotation.
	Frequency spectra
	Raw time domain continuous recording

Alle Online-Analysen sind vielkanalig durchführbar und die aufgezeichneten Rohdaten können auch offline nachbearbeitet werden. Hierzu dient die bewährte Recorder Funktion der OR3-Serie Multi-Analysatoren mit 60 GB Wechselfestplatte, die für sehr lange Aufzeichnungen der Rohdaten auch ohne PC (Stand alone) betrieben werden können.

Die neue ORBIGate Software erweitert die bereits vorhandenen, vielfältigen Analysemöglichkeiten der tragbaren OR3-Serie Multi-Analysatoren und schließt die "Lücke" zwischen strukturellen Messungen und Messungen an Turbomaschinen. OROS empfiehlt den MOBI-PACK All-In-One Analysator als Hardware Platform für ORBIGate.

Die Entwicklung der ORBIGate Software erfolgte in enger Zusammenarbeit mit Anwendern der OR3-Serie Multi-Analysatoren, deren praktische Erfahrungen in das neue Produkt eingeflossen sind.  OROS bedankt sich ganz besonders bei der BASF SE in Ludwigshafen für die freundliche und fachmännische Unterstützung.

Datenblatt hier Downloaden

---

Kurtosis, Cepstrumanalyse, Hüllkurvenverfahren

Die Berechnung der Kurtosis ergibt einen einzelnen skalaren Wert, der stoßartige Anregungen im Zeitbereich anzeigt. Typischerweise wird Kurtosis für die Beurteilung von beispielsweise Rollenlagerschäden oder Zahndefekten in Getrieben verwendet.

Die Cepstrumanalyse wird für die Untersuchung von Signalen mit vielen Familien von harmonischen verwendet, beispielsweise an Getrieben und Lagern. Jede Familie von Harmonischen ergibt in der Cepstrumanalyse nur einen Peak, der die Fundamentalfrequenz der Anregung anzeigt.

Das Hüllkurvenverfahren (Envelope Demodulation) wird immer für einen ausgewählten und gezoomten Frequenzbereich angewendet. Das Signal wird vor der FFT- Analyse gleichgerichtet. Im Ergebnis lassen sich Harmonische, die von der Drehfrequenz stammen, und Seitenbänder unterscheiden. Diese Seitenbänder stammen von Modulationen der Drehfrequenz, die beispielsweise durch Schäden an Wälzlagerringen entstehen.

All diese Analysen sind für den OR24 und OR25 als Advanced Diagnostics Paket in der Standardsoftware des Analysators integriert erhältlich, das auch noch Constant Band Tracking umfasst. Für den OR34, OR35, OR36 und OR38 sind Hüllkurvenverfahren, Kurtosis und Zoomanalyse als serienmäßige Funktionen der FFT lieferbar.

---

Ordnungsanalysen

Für die Ordnungsanalyse an rotierenden Maschinen, d.h. die Untersuchung drehzahlabhängiger Signale, werden verschiedene Verfahren verwendet. Im einfachsten Fall können die Ordnungen als diagonale Linien in einem FFT-Wasserfall über der Drehzahl erkannt und als Schnitte extrahiert werden.

Automatisch erledigt diese Extraktion das Constant Band Tracking, das für viele Hoch-/Runterläufe, Getriebeuntersuchungen usw. verwendet wird. Dieses Verfahren extrahiert die gewählten Ordnungen aus einem Band gewählter Breite um die aus der Drehzahl berechneten Vielfachen der Drehfrequenz. Das Constant Band Tracking ist Bestandteil des Advanced Diagnostics Paket für den OR24 und OR25. Beim OR34, OR35, OR36 und OR38 ist es serienmäßig in der FFT-Analyse integriert.

Die Synchrone Ordnungsanalyse als leistungsfähigstes Verfahren ergibt genaue Ergebnisse auch bei sehr schnellen Drehzahländerungen und weiten zu untersuchenden Drehzahlbereichen. Dabei wird das im Zeitbereich digitalisierte Signal auf eine konstante Anzahl von Abtastwerten je Umdrehung resampelt. Ein daraus berechneter Wasserfall zeigt die Ordnungen als parallele Linien zur Drehzahlachse. Ein „Verschmieren“ der Ordnungen, das die Einsatzbereiche des Constant Band Tracking begrenzt, tritt nicht auf. Angeboten wird die Synchrone Ordnungsanalyse für alle OROS Analysatoren als Option der Standardsoftware.

Alle Verfahren sind in Echtzeit möglich, also beispielsweise bis 32 Kanäle Echtzeit Synchrone Ordnungsanalyse im OR38. Zusätzlich können der OR34, OR35, OR36 und OR38 als Multianalysatoren mehrere Analysen gleichzeitig ausführen, also z.B. Synchrone Ordnungsanalyse auf zwei verschiedene Drehzahlen gleichzeitig oder Mischungen aus den verschiedenen Ordnungsanalyseverfahren.

Schwingungsanalysen an rotierenden Maschinen / Ordnungsanalyse Verfahren

---

Betriebswuchten

Das Ein- und Zwei-Ebenen-Betriebswuchten bietet OROS mit den Analysatoren OR24, OR25, OR34, OR35, OR36 und OR38 an. Diese sind mit ihrer Größe und Gewicht, sowie serienmäßigem Drehzahleingang und Versionen ab zwei Eingangskanälen optimal geeignet, auch für den mobilen Einsatz im Service. Dabei wird das Synchrone Resampling verwendet, welches perfekte Phaseninformationen selbst bei nicht perfekt stationärer Drehzahl garantiert. Sie wuchten damit immer mit der kleinst möglichen Anzahl von Maschinenläufen.

Benötigt werden zwei Läufe für das Ein-Ebenen-Wuchten und ein einziger weiterer für das Zwei-Ebenen-Wuchten. Um regelmäßig mit nur einem neuen Maschinenlauf erneut zu Wuchten, können die Daten der ersten Läufe einer Maschine abgespeichert werden.

Spezifikationen:

• Kompakte Hardware OR34, OR35, OR36 und OR38 
• Algorithmus basierend auf Synchroner Ordnungsanalyse 
• Verwendung der gemittelten Phase der 1. Ordnung
• Zwei Maschinenläufe für Ein-Ebenen-Wuchten, drei Läufe für Zwei-Ebenen-Wuchten
• Nur ein neuer Maschinenlauf für wiederholtes Wuchten (Trim Balancing)
• Aufteilen von Korrekturmassen
• Integrierter Bericht

Datenblatt hier Downloaden