Die Stoßimpulsmethode (SPM) verstehen

1. Definition: Was ist die Stoßimpulsmethode?

Die Stoßimpulsmethode (SPM) ist eine spezialisierte und proprietäre Zustandsüberwachungstechnik, die hauptsächlich zur Erkennung und Analyse des Zustands von Wälzlagern eingesetzt wird. Es handelt sich um eine Art Schwingungsanalyse unterscheidet sich aber von traditionellen Spektralanalyse in seiner Methodik.

SPM konzentriert sich auf die Messung hochfrequenter Stoß- oder Spannungswellen, die entstehen, wenn ein Wälzkörper in einem Lager über einen Fehler (wie einen Abplatzer oder Riss) läuft. Ein intaktes Lager erzeugt ein sauberes, ruhiges Stoßimpulsmuster, während ein beschädigtes Lager starke, deutliche Stoßimpulse erzeugt, die leicht erkennbar sind.

2. So funktioniert SPM

Der Kern der SPM-Technik ist eine spezialisierte Beschleunigungsmesser und Messmethodik:

1. Optimierter Beschleunigungsmesser: SPM verwendet einen speziellen Beschleunigungssensor, der auf eine sehr hohe Frequenz (typischerweise etwa 32 kHz) abgestimmt ist. Diese Resonanz wirkt wie ein mechanischer Verstärker und macht den Sensor extrem empfindlich gegenüber hochfrequenten, niederenergetischen Stößen, die durch Lagerdefekte entstehen.
2. Stoßimpulserkennung: Das Gerät misst die vorübergehenden Stoßwellen, die durch Stöße erzeugt werden. Es ist speziell dafür ausgelegt, auf die Druckwelle des Aufpralls selbst zu reagieren, nicht auf die daraus resultierende Vibration.
3. Signalverarbeitung: Das Rohsignal wird verarbeitet, um zwei Schlüsselwerte zu erzeugen:
   • Teppichwert (dBc): Dies stellt den Hintergrundpegel der Stoßimpulse dar. Er ist ein Indikator für den allgemeinen Schmierzustand. Ein hoher Teppichwert deutet auf eine schlechte Schmierung hin, die einen kontinuierlichen, rauen Rollkontakt verursacht.

   – Maximalwert (dBm): Dies stellt den höchsten während des Messzeitraums erfassten Stoßimpuls dar. Ein hoher Maximalwert ist ein deutlicher Hinweis auf einen physikalischen Defekt, beispielsweise einen Abplatzer oder Riss.

4. Datennormalisierung: Ein entscheidender Aspekt der SPM-Methode besteht darin, dass die Rohwerte in Dezibel auf Basis der Lagergröße (Wellendurchmesser) und der Drehzahl normalisiert werden. Dadurch liefert das System eine einfache, farbcodierte Zustandsbewertung (Grün, Gelb, Rot), die leicht zu interpretieren ist.

3. SPM vs. Hüllkurvenanalyse

SPM ist konzeptionell ähnlich wie Hüllkurvenanalyse (oder Demodulation), eine weitere gängige Technik zur Erkennung von Lagerfehlern. Beide Methoden zielen darauf ab, die wiederholten, energiearmen Auswirkungen von Lagerdefekten aus der lauten Hintergrundvibration der Maschine herauszufiltern.

• SPM: Verwendet einen Resonanzsensor zur mechanischen Verstärkung des Signals und konzentriert sich auf die Amplitude der Stoßwellen (dBc/dBm).
• Hüllkurvenanalyse: Verwendet einen Standard-Beschleunigungsmesser und wendet einen digitalen Bandpassfilter auf das Signal an. Anschließend analysiert es das Frequenzspektrum des Hüllkurvensignals, um die spezifischen Lagerfehlerfrequenzen (BPFO, BPFI usw.) zu identifizieren.

Beide Techniken sind äußerst effektiv. Die Hüllkurvenanalyse ermöglicht oft eine detailliertere Diagnose (z. B. die Unterscheidung zwischen einem Innenring- und einem Außenringfehler), während die SPM oft für ihre Einfachheit, Wiederholbarkeit und Effektivität bei der Erkennung von Schmierproblemen gelobt wird.

4. Bewerbungen

SPM ist ein leistungsstarkes Tool für jedes vorausschauende Wartungsprogramm, insbesondere für:

• Frühzeitige Erkennung von Lagerfehlern: Dadurch können Lagerdefekte in einem sehr frühen Stadium erkannt werden, sodass ausreichend Zeit bleibt, um einen Austausch zu planen und zu terminieren.
• Zustandsabhängige Schmierung: Durch die Überwachung des „Teppichwerts“ können Techniker benachrichtigt werden, wenn ein Lager Fett benötigt, und können bestätigen, dass die Schmierung wirksam war.
• Langsam laufende Maschinen: Aufgrund seiner hohen Stoßempfindlichkeit kann SPM sehr effektiv bei der Überwachung des Zustands von Lagern mit sehr geringer Drehzahl sein, was bei herkömmlichen Schwingungsanalysen eine Herausforderung darstellen kann.

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