Anwendungshinweis | Rotierende Maschinen
Analyse der Achsenschwingung mit Einstrahl-LDV
Ein Einstrahl-Ommatidia Qmini hat eine rotierende Bohrachse ohne physischen Kontakt gemessen. Die Messung zeigt die Hauptantwort bei Drehzahl nahe 29 Hz, eine sekundäre Komponente nahe 21 Hz sowie harmonische Inhalte, die Ingenieuren helfen, das Verhalten rotierender Systeme genauer zu bestimmen.
Warum es wichtig ist
Wellenschwingung messen, ohne einen Sensor am rotierenden Teil zu montieren
Hier ist Laser-Doppler-Vibrometrie nützlich. Der Qmini erfasst die Geschwindigkeit optisch, wenn Kontaktsensoren unpraktisch sind oder die Antwort verändern würden. Verwenden Sie ihn an Wellen, Spindeln, Kupplungen, heißen Oberflächen, unter Spannung stehenden Geräten und anderen Objekten, die während der Prüfung unberührt bleiben sollten.
Kein Kontakt
Prüfobjekt unverändert lassen
Der Laser liest die Geschwindigkeit ohne Massenbelastung durch Sensoren, Klebevorbereitung oder Verkabelung an der rotierenden Komponente.
Schnellere Diagnose
Mehr als nur einen einzelnen Drehzahl-Peak sehen
Die Messung zeigt die Hauptantwort, ihre Harmonischen und gemischte Frequenzterme, die helfen, einfache Rotation von nichtlinearem Verhalten zu trennen.
Anwendungsfall
Gut geeignet für die Fehlersuche an rotierenden Maschinen
Verwenden Sie es für gezielte Prüfungen an Wellen, Lagern, Kupplungen, kleinen Motoren und anderen Komponenten, bei denen der Zugang begrenzt oder Kontaktsensorik unerwünscht ist.
Messaufbau
Eine Bohrachse eines Haushaltsbohrers, gemessen mit dem Ommatidia Qmini
Der Ommatidia Qmini beobachtet einen Punkt auf der rotierenden Achse und erfasst Daten, die für Standard-Schwingungsanalyse-Workflows bereitstehen. Er zeigt, wie eine fokussierte berührungslose Messung ein schwer zugängliches Ziel in ein klares Diagnosesignal verwandeln kann.
Messergebnis
Der Zeitverlauf zeigt einen Doppler-Offset, und die FFT zeigt die Maschinensignatur
Über ein 10-Sekunden-Intervall bleibt die gemessene Geschwindigkeit nahe einem positiven Mittelwert, anstatt um Null zu oszillieren. Dieser Offset stammt aus der Messgeometrie: Der Strahl erfasst die gewünschte Schwingungsbewegung plus eine projizierte Komponente der tangentialen Geschwindigkeit der Achse. Sobald diese Verzerrung verstanden ist, kann der verbleibende oszillatorische Inhalt als die Wellenschwingung selbst gelesen werden. Für Leser, die mit Spektralanalyse weniger vertraut sind: Dies ist die gleiche Art von Frequenzzerlegung, die typischerweise mit einer FFT verbunden ist.
Messausgabe
Das Diagramm zeigt einen Zeitbereichsverlauf mit positivem Doppler-Offset, einem dominanten Peak nahe 29 Hz, einer sekundären Komponente nahe 21 Hz und einem Harmonischen-plus-Kombinationsmuster, das auf nichtlineares Verhalten des rotierenden Systems hinweist.
Dominante Peaks
Zwei Hauptkomponenten erscheinen bei ungefähr 21 Hz und 29 Hz, wobei der 29-Hz-Peak die größere Amplitude zeigt.
Harmonische
Ganzzahlige Vielfache der dominanten Frequenz sind sichtbar, einschließlich 2f2, 3f2, 4f2 und 5f2, wobei auch schwächere Harmonische von f1 vorhanden sind.
Kombinationsterme
Gemischte Komponenten wie f2 minus f1, f2 plus f1 und höherordnende Kombinationen weisen auf Interaktion innerhalb des mechanischen Systems hin, anstatt auf einen einzelnen sauberen Ton.
Geometrie
Warum der Zeitverlauf einen positiven Offset hat
Wenn der Laserstrahl nicht perfekt mit dem lokalen Wellenradius ausgerichtet ist, enthält die Sichtlinie sowohl die Schwingungsgeschwindigkeit als auch eine Projektion der tangentialen Oberflächengeschwindigkeit. In kompakter Form kann die Messung als vLDV = vvib + vtan cos(theta) geschrieben werden. Dieser tangentiale Term bleibt hier nahezu konstant und erscheint als Doppler-Verzerrung im Zeitverlauf.
Interpretation
Das Spektrum zeigt mehr als nur einen einfachen Drehzahl-Ton
Harmonische sowie Frequenzsummen und -differenzen lassen Wechselwirkungen zwischen periodischen Quellen erkennen. Nutzen Sie diese, um die nächste Inspektion zu fokussieren: Unwucht, Fehlausrichtung, Spiel oder sekundäre Rotationsdynamik.
Wiederholen Sie die Messung bei verschiedenen Betriebsdrehzahlen, um rotationsgebundene Effekte von Strukturresonanzen und Wechselwirkungen im Antriebsstrang zu trennen.
Messüberlegungen
Legen Sie die Messgeometrie fest, bevor Sie das Ergebnis interpretieren
Projektion ist wichtig
Die gemessene Geschwindigkeit ist die Komponente der Bewegung, die auf den Laserstrahl projiziert wird, sodass die Ausrichtung die Messung verändert.
Oberflächenoptik ist ebenfalls wichtig
Speckle, Reflexionsgrad und Spotplatzierung beeinflussen die Amplitudenstabilität und spektrale Klarheit auf rotierenden zylindrischen Oberflächen. Erfahren Sie, wie SpeckleGuard das Rauschen minimiert.
Ein Strahl ist eine Komponente
Ein Einstrahl-Aufbau kann radiale, tangentiale und axiale Bewegung nicht von selbst trennen. Mehrere synchronisierte Ansichten sind für eine vollständige Vektorrekonstruktion erforderlich.
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