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Vibrometer - siehe Instrumente zur Messung von Erschütterungen im Angebot von TME

2020-10-01

Vibrometer

Das Verhindern von Fehlern, bevor sie auftreten, ist ein sehr wichtiger Faktor, der die Kosten und die Zeit für den Austausch sowie die Wartung von Maschinen oder deren Teilen beeinflusst. Es ist viel einfacher, solche Aktionen zu planen, als auf plötzliche Störungen zu reagieren. Ein nützliches Gerät, das detaillierte Messungen ermöglicht, um die Diagnose und Prüfung auf Bauteilverschleiß zu erleichtern, ist ein Vibrometer. In diesem Artikel werden wir zeigen, wie es funktioniert, und einige beliebte Modelle vorstellen.

Vibrometer – was soll man darüber wissen?

Die Schwingungsdiagnose, d.h. Das Testen von Schwingungen und Erschütterungen, ist eine der Grundlagen der mechanischen Diagnose von Maschinen. Es ist unverzichtbar bei der Beurteilung des Gleichgewichts der Maschine und ihrer einzelnen Elemente, mit der Beurteilung der Lagerung und Koaxialität im Vordergrund. Darüber hinaus kann man alle Änderungen im Zustand des Maschinenfundaments erfassen. Mechanische Schwingungen sind sehr schnelle oszillierende Bewegungen eines bestimmten mechanischen Systems um seine Gleichgewichtsachse. Ihre Ursache ist eine Trägheitsbewegung einzelner Elemente (Hin- und Herbewegung) oder eine Unwucht (Fehlausrichtung) rotierender Teile. Die Messung von Vibrationen und Schwingungen wird normalerweise an dem Ort durchgeführt, an dem die Maschine installiert ist, und unter Verwendung verschiedener Arten von Messgeräten und Sensoren. Detaillierte Untersuchungen zeigen die Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen von Schwingungen, die Frequenzanalyse der Schwingungen ermöglicht die Zerlegung des Signals in Komponenten. Diese Daten ermöglichen es den Diagnostikern in Kombination mit den Betriebsparametern und dem Design der Maschine, bestimmte Komponenten des Spektrums bestimmten Maschinenelementen zuzuordnen oder ihre Zustände zu einem bestimmten Zeitpunkt zu bestimmen.

Die oben beschriebenen Diagnoseinformationen werden dank der Verwendung von der modernsten Generation von Vibrometern erhalten, die einen wesentlichen Teil des Angebots von TME ausmachen. Die Vielfalt in dieser Gruppe von Zählern ist bret und die Geräte selbst sind soweit interessant, dass sie eine detailliertere Diskussion und Präsentation verdienen.

Was sind Schwingungssensoren (Vibrometer), welche Arten davon sind auf dem Markt erhältlich

Schwingungssensoren, -Messgeräte und -Analysegeräte, am häufigsten als Vibrometer bezeichnet, sind tragbare Geräte, die dank verschiedener Schwingungserkennungsmethoden - basierend auf Beschleunigungsmessern oder Lasertechnologie - den Schwingungspegel einer Maschine oder ihrer Komponenten messen. Es spiegelt den technischen Zustand wider und eine detaillierte Analyse ermöglicht es, Fehler oder Verschleiß von Lagern zu diagnostizieren, mögliche Koaxialitätsfehler festzustellen sowie Spiel und Überpressungen zu erkennen. Durch permanente oder regelmäßig wiederholte Überwachung des Vibrationspegels kann man auch Störungen vorhersagen, bevor sie auftreten.

Die derzeit hergestellten mobilen Vibrometer ähneln häufig typischen Messgeräten für elektrische Parameter: Sie haben eine ähnliche Form und sind mit ähnlichen mehrzeiligen LCD-Anzeigen ausgestattet. Die modernsten Vibrometer verbinden die Funktionen eines Vibrationsmessers und -analysators , eines Drehzahlmessers und einer Balanciermaschine. So kann der Diagnostiker allgemeine Schwingungsmessungen durchführen, den Zustand der Maschine anhand spezifischer Standards beurteilen, den Verschleiß von Wälzlagern prüfen, die Temperatur und Drehzahl des rotierenden Elements bestimmen sowie den Rotor auswuchten. Während dieser Prozesse speichert ein modernes Vibrometer alle Daten in seinem Speicher und sendet sie dann zur Analyse und Archivierung an einen PC oder ein mobiles Gerät, das mit einer gezielten Software ausgestattet ist.

Beschleunigungsmesser-basierte Vibrometer

Auf dem Markt erhältliche Vibrometer gehören meist zu einer von zwei Arten: Vibrometer auf Basis von Beschleunigungsmessern oder Laservibrometern. Ersteres misst sowohl die Verschiebung als auch die Beschleunigung, wodurch der Sensor direkt an der Maschine montiert werden kann und die Stärke der Vibrationen mit hoher Genauigkeit angezeigt wird. Der Sensor kann ein integraler Bestandteil davon sein - ebenso wie ein kleines Zubehörteil, das mit einem speziellen Anschluss am Messgerät verbunden und dann mit einem Magneten an der Maschine befestigt wird, was auf engstem Raum gut funktioniert. Ihr Schlüsselelement - der Beschleunigungsmesser oder vielmehr der darin verwendete Wandler - kann einem von drei verschiedenen Typen angehören: piezoelektrisch, piezoresistiv oder kapazitiv. In piezoelektrischen Wandlern erzeugen ihre Kristalle unter Einfluss mechanischer Last eine elektrische Ladung, in piezoelektrischen Wandlern wird der sich mit der mechanischen Last ändernde elektrische Widerstand gemessen und in kapazitiven Wandlern werden Kapazitätsänderungen in Abhängigkeit von der Position der sich bewegenden Elektroden gemessen.

Laservibrometer

Laservibrometer verwenden eine völlig andere Technologie. Sie erfassen und analysieren Laserstrahlung, die auf einem vibrierenden Maschinenelement verteilt ist. Hier wird ein bekanntes Phänomen namens Doppler-Effekt verwendet: wenn ein Objekt vibriert, ändert sich die Frequenz des Lichts, und die Messung der Frequenzdifferenz liefert die Grundlage für die Berechnung der Bewegungsgeschwindigkeit des getesteten Objekts, der Amplitude seiner Vibrationen oder der Beschleunigung.

Anwendung und Auswahl von Vibrometern

Vibrationen können mit Vibrometern an allen Maschinenteilen gemessen werden, die einer Diagnose unterzogen werden. Die Empfehlungen der einschlägigen Normen geben jedoch zunächst die empfindlichsten Stellen an, bei denen es sich um Lagergehäuse handelt, da das Vibrationsniveau und die Amplitude der auftretenden Kräfte dort normalerweise am höchsten sind. Man sollte sich jedoch an die Grundprinzipien zuverlässiger Schwingungsmessungen erinnern: Den Test immer unter den gleichen Bedingungen am gleichen Ort (Punkt) durchführen und das Schwingungsmessgerät auf die gleiche Weise anlegen. Ohne dies ist es schwierig, die Ergebnisse zwischen einzelnen Messungen zu vergleichen, eine mögliche Verschlechterung des Maschinenzustands im Vergleich zu den vorherigen Ergebnissen zu bewerten, geschweige denn von der Tendenz, dass sich das Vibrationsniveau im Laufe der Zeit ändert.

Die häufigste Anwendung von Vibrometern ist die Beurteilung des Lagerverschleißgrades. Ein solcher Verschleiß nimmt immer infolge eines radialen oder axialen Spiels oder infolge von Defekten im Käfig, der die Wälzkörper trägt, zu. Wenn sich der Zustand des Lagers weiter verschlechtert, steigt der Bewegungswiderstand und Reibung sowie die Temperatur an, was den Prozess des Bauteilabbaus zusätzlich beschleunigt. Eine weitere typische Anwendung von Vibrometern ist die Diagnose von Zahnrädern, die durch die Erzeugung übermäßiger Vibrationen ihren Verschleiß aufgrund des Abplatzens (Lochfraß) signalisieren. Es besteht in der Bildung von Mikrorissen beim Kontakt zweier metallischer Oberflächen, deren Lösen und schließlich Abreißen der Materialpartikeln von der Oberfläche des Zahnrads. Die dritthäufigste Verwendung von Vibrometern ist die Erkennung von Rotorunwucht in einer Maschine oder Komponente. Ein Rotor, der nicht richtig ausgewuchtet ist, neigt dazu, sich um eine zentrische Massenachse zu drehen, wird jedoch durch Lager festgehalten. Diese Diskrepanz aufgrund der Wirkung von Zentrifugalkräften äußert sich in charakteristischen Schwingungen, die schließlich die Lager oder den Rotor selbst beschädigen können.

Das Problem des Vibrationssensors besteht zunächst darin, zu entscheiden, ob ein Berührungsvibrometer für eine ordnungsgemäße Diagnose ausreicht oder ob die Bedingungen dazu zwingen, kontaktlose Laservibrometer zu verwenden. Im ersteren Fall kann sich herausstellen, dass ein typisches tragbares Vibrometer aufgrund der engen Struktur der Maschine nicht immer alle Messpunkte erreichen kann. Dann muss man nach einem Modell greifen, das mit angeschlossenen Sensoren und Sonden ausgestattet ist und auch auf engstem Raum leicht zu befestigen ist. Weitere Probleme im Zusammenhang mit der Auswahl hängen von den Fähigkeiten des Geräts selbst und den Erwartungen der Diagnostiker ab. Die einfachsten Modelle liefern Messinformationen. Wenn jedoch eine tiefere (3D) Analyse erforderlich ist, müssen fortgeschrittene Modelle seriöser Hersteller verwendet werden.

Überprüfe das Angebot an Vibrometern und Zubehör bei TME

Vibrometer von UNI-T im Angebot von TME

Das Sortiment an Vibrometer-Produkten bei TME wird durch das Vibrometer von UNI-T mit dem Symbol UT312 eröffnet. Dieses handliche, leichte (nur 0,25 kg) und tragbare Messgerät ist das Grundgerät, die Verschiebung, Beschleunigung und Liniengeschwindigkeit mechanisch misst und die Ergebnisse auf dem LCD-Display anzeigt. Der Messbereich dieses Vibrometers beträgt jeweils: 199,9 m / s2, 199,9 m / s und 1999 um mit einer Genauigkeit von +/- 5% und einer Frequenz von 0,01 - 1,5 kHz. Weitere Funktionen sind das Halten des Displays (Auto-Hold), die Anzeige für niedrigen Batteriestand (Typ 9V 6F22) und das automatische Abschalten des Messgeräts.

Vibrometer von Fluke im Angebot von TME

Die Marke Fluke wird im Angebot von TME durch drei Modelle repräsentiert und sie muss nicht explizit vorgestellt werden. Der Katalog von TME enthält zwei kompakte und tragbare Zwillingsmodelle - Fluke 805 und 805 FC - und ein größeres Modell - Fluke 810, das auf der Grundlage der durchgeführten Messungen erweiterte Analysen durchführt. Im Folgenden werden die einzelnen Vibrometer von Fluke im Angebot von TME kurz erläutert.

Fluke 805 ist ein Vibrationsmessgerät für Wartungstechniker, die wiederholbare Vibrationsmessungen und Lagerzustandsprüfungen gemäß einer Relevanzskala benötigen. Es wiegt nur 400 g, benötigt 2 AA-Batterien und ist aufgrund seiner Abmessungen recht kompakt: 58 x 241 x 71 mm. Dieses Gerät wird verwendet, um mechanische Schwingungen und andere Parameter zu messen, wie z.B. Zustand des Lagers und Temperatur (berührungslos) und sorgt dank der Kombination von Vibrationssensor und Messspitze für reproduzierbare Ergebnisse mit unterschiedlichen Winkeln oder Drücken. Die vier Stufen der Relevanzskala präsentieren die Ergebnisse klar durch Textnachrichten (gut, zufriedenstellend, unbefriedigend und inakzeptabel). Der Vibrationssensor liest einen breiten Frequenzbereich (10 bis 1000 Hz und 4000 bis 20.000 Hz), der die meisten Maschinentypen abdeckt, und seine Messung wird von einer intuitiven Benutzeroberfläche unterstützt.

Das Messverfahren selbst wird durch eine farbige LED (grün, rot) und Bildschirmanzeigen erleichtert, die den richtigen Druck anzeigen, der für die korrekte Messung erforderlich ist. Fluke 805 bietet auch Unterstützung für einen externen Sensor, der an schwer zugänglichen Stellen nützlich ist.

Das Zwillingsmodell 805 FC ist das gleiche Vibrometer, kann jedoch mit der Fluke Connect®-App gekoppelt werden, so dass der Techniker seine Testergebnisse teilen und nachfolgende Aktionen genehmigen kann, während er vor Ort arbeitet. Mit dieser Funktion kann der Spezialist mit dem EquipmentLogTM-Verlaufsprotokoll überall Messungen nach Ressourcen verwalten und eine drahtlose Verbindung zu anderen Technikern (die mit Geräten mit derselben Funktionalität ausgestattet sind) herstellen, um ihnen in Echtzeit zu zeigen, was sie in einem Videoanruf vor sich sehen.

Weitere wichtige Parameter dieses Modells sind: Beschleunigungsmessbereich von 0,01 bis 50 G, Temperaturmessung (Infrarot) im Bereich von -20 bis + 200 ° C und Betriebstemperatur von -20 bis + 50 ° C.

Eine wichtige Funktion ist die Möglichkeit, Daten (Speicher bis zu 3500 Messungen) über eine USB-Verbindung zu exportieren und Trends in Microsoft® Excel mithilfe integrierter Vorlagen zu visualisieren. Die Funktion "Crest Factor +" ermöglicht eine ziemlich genaue Beurteilung des Lagerzustands durch direkte Messungen mit der Sensorspitze im Bereich von 4.000 bis 20.000 Hz. Man wird auch die Audioausgabe für das direkte Hören von Lagergeräuschen und die Taschenlampenfunktion zur Beleuchtung der Messstellen bei schlechten Lichtverhältnissen schätzen.

Fluke 810 ist ein fortschrittlicheres Diagnosegerät, das sofortige Messergebnisse liefert. Dank der einzigartigen Fluke-Technologie werden mechanische Probleme schnell erkannt und Prioritäten für deren Lösung vorgeschlagen. Tatsächlich meldet der Fluke 810 beim ersten Messen Fehler an der zu testenden Maschine, ohne die Vorgeschichte früherer Messungen zu konsultieren. Anschließend bewertet er die Relevanz der Fehler und stellt Korrekturempfehlungen vor. Dieses Modell ist für sein Gewicht (18,6 x 7 x 26,7 cm bei einem Gewicht von 1,9 kg) recht kompakt, aber auch viel größer als das handliche Fluke 805-Vibrometer.

Die Zuverlässigkeit der von diesem Modell durchgeführten Diagnose wird durch einen Lasertachometer zur präzisen Messung der Betriebsgeschwindigkeit von Maschinen und einen 3-Achsen-Beschleunigungsmesser erhöht. Der Speicherort für die Ergebnisse wird durch einen internen 2-GB-Speicher bereitgestellt, der erweitert werden kann und von dem die Ergebnisse über den Mini-USB 2.0-Anschluss auf einen Computer übertragen werden können. Eine wertvolle Funktionalität ist auch die Möglichkeit, einen Hardware-Selbsttest durchzuführen, der sich auf die längere Arbeitszeit und die hohe Leistung des Messgeräts auswirkt. Fluke 810 analysiert Geräte wie Motoren, Lüfter, Riemen- und Kettenantriebe, Getriebe, Gelenke, Pumpen und Kompressoren verschiedener Typen sowie Spindeln und geschlossene Kupplungsmaschinen. Die wichtigsten technischen Parameter sind: automatische Bereichsumschaltung, nutzbare Bandbreite von 2 Hz bis 20 kHz (Abtastung bei 51 kHz), komplexe digitale Signalverarbeitungsfunktionen (Anti-Aliasing-Filter, Hochpassfilter, Dezimierung, Überlappung, Fensterung, schnelle Fourier-Transformation (FFT). Es ist erwähnenswert, dass das Gerät von einem Li-Ion 2,55 Ah-Akku versorgt wird, der einen wirklich langen Betrieb mit einer einzigen Ladung gewährleistet. Natürlich liefert der Fluke 810 - wie alle Vibrometer dieser Klasse - spezifische Zahlen, die den tatsächlichen Zustand beschreiben Komponente, ermöglicht das Erkennen und Lokalisieren der häufigsten mechanischen Fehler (Art des Fehlers - Lager - Fehlausrichtung, Asymmetrie, Spiel), bietet eine 4-stufige Skala für den Schweregrad von Fehlern (wie Modelle 805/805 FC) und bietet spezifische Abhilfemaßnahmen oder Ratschläge in Echtzeit (nützlich für neue Benutzer).

Schauen Sie sich das Vibrometer von Fluke im Angebot von TME an

Vibrometer von Extech im Angebot von TME

Vibrometer von Extech, der Tochter des amerikanischen Konzerns FLIR, stellen sechs tragbare Modelle dar, von denen zwei - SDL 800 und SDL 800-NIST - Zwillingsprodukte sind. Letzteres ist eine Version, die mit dem NIST-Kalibrierungszertifikat des Herstellers angereichert ist. Die anderen Modelle sind: der Klassiker EX 407860, eines der kleinsten Modelle auf dem Markt VB 300, das etwas größere VB 400 und das mittelgroße VB 450.

EX 407860 und VB 300, verdienen besondere Aufmerksamkeit. Der Erstere ist ein klassischer Vibrometer mit LCD-Display und HOLD-Funktion, der mit einer Hand bedient werden kann. Dieses Modell arbeitet in drei Bereichen und misst Beschleunigung (200 m / s2), Geschwindigkeit (200 m / s) und Verschiebung (2 mm) dank eines entfernten magnetischen Vibrationssensors, der an einem 1 m langen Kabel angebracht ist. Der Frequenzbereich deckt den Bereich von 10 Hz bis 1 kHz ab und die Grundgenauigkeit der Messungen beträgt +/- 5%. Das Gerät hat die Möglichkeit, die Max- und Min-Werte zu speichern, die später aus dem internen Speicher abgerufen werden können. Bemerkenswert sind auch der RMS- oder Peak-Messmodus und die integrierte RS-232-Kommunikationsschnittstelle mit optionaler Datenverteilungssoftware. Der EX 407860 wird in einer Tragetasche mit Batterie, Gürtelholster und Prüfsonde geliefert.

Im Gegensatz zum EX 407860 ist das Miniaturmodell VB 300 kein wirklicher Vibrometer, sondern ein 3-Achsen-Beschleunigungsmesser mit Datenlogger, der mit einer USB-Schnittstelle für die Datenübertragung ausgestattet ist. Ein unerfahrener Benutzer kann es sogar für einen USB-Stick halten, aber es ist natürlich ein völlig anderes Gerät.

Der wahrscheinlich kleinste auf dem Markt Vibrationsrekorder analysiert Schwingungen im FTT-Frequenzbereich, zeichnet über 100.000 Proben pro Achse (wählbare X-, Y-, Z-Achse oder eine beliebige Kombination davon) oder über 150.000 normale Proben auf und bietet eine einstellbare Abtastzeit (50 ms -24 h) und manuellen oder programmierbaren Startmodus. Das von TME angebotene Set enthält einen Beschleunigungsmesser, einen kleinen Li-Ion-Akku und eine Software zur Datenanalyse, die mit der Windows®-Umgebung kompatibel ist.

Siehe das Vibrometer-Angebot von Extech bei TME

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