Spike-Energie verstehen

Geräte

Portabler Balancer & Schwingungsanalysator Balanset-1A

$2,358.31

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Schwingungssensor

$107.47

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Optischer Sensor (Laser-Tachometer)

$148.07

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Balanset-4

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Magnetischer Ständer Größe-60-kgf

$54.93

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Reflektierendes Band

$11.94

Geräte

Dynamischer Balancer "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definition: Was ist Spike-Energie?

Spitzenenergie (auch Aufprallenergie oder Stoßimpulsenergie genannt) ist eine Vibration Messparameter, der den Energiegehalt hochfrequenter Stoßereignisse quantifiziert, insbesondere solcher, die durch Wälzkörper erzeugt werden Lagerdefekte. Die Spike-Energie wird gemessen, indem die höchste hochfrequente Beschleunigungsreaktion erfasst wird, wenn Wälzkörper auf Defekte an Lagerlaufbahnen treffen. Dadurch wird ein Frühwarnindikator für Lagerschäden bereitgestellt, der empfindlicher ist als allgemeine Vibrationspegel oder sogar eine Standardfrequenzanalyse.

Die Spike-Energie-Technik, bezogen auf die Stoßimpulsmethode (SPM), konzentriert sich auf die kurzen Beschleunigungsspitzen mit hoher Amplitude, die entstehen, wenn Kugeln oder Rollen auf Absplitterungen, Risse oder Löcher treffen, und ermöglicht so die Erkennung von Lagerdefekten Monate früher als mit herkömmlichen Methoden zur Schwingungsüberwachung.

Physikalische Grundlagen

Stoßerzeugung in Lagern

Wenn ein Wälzkörper auf einen Lagerdefekt trifft:

1. Es kommt zu einem kurzen, heftigen Aufprall (Dauer Mikrosekunden).
2. Stöße regen hochfrequente Resonanzen in der Lagerstruktur an (typischerweise 5–40 kHz).
3. Hochfrequentes Klingeln erzeugt
4. Energie konzentriert sich auf kurzzeitige Spitzen
5. Die Spike-Energie misst den Energiegehalt dieses Aufpralls

Warum Hochfrequenzfokus?

• Lagerstöße erzeugen Energie vor allem bei hohen Frequenzen
• Niederfrequente Vibrationen (Unwucht usw.) tragen nicht zu Spitzen bei
• Hochfrequenzmessung isoliert lagerbedingte Ereignisse
• Besseres Signal-Rausch-Verhältnis bei Lagerdefekten

Messmethode

Instrumentierung

• Hochfrequenz-Beschleunigungsmesser: Breitbandsensor (>30 kHz)
• Resonanzsensor: Einige Systeme nutzen die Beschleunigungssensorresonanz (~32 kHz), um Stöße zu verstärken
• Bandpassfilter: Typischerweise 5–40 kHz zur Isolierung von Stoßfrequenzen
• Spitzendetektor: Erfasst die maximale Beschleunigung bei jedem Aufprall
• Energieberechnung: Integral der quadrierten Beschleunigung über die Aufpralldauer

Einheiten und Skalierung

• Ausgedrückt in dB (Dezibel) relativ zum Referenzpegel
• Typische Skala: 0-60 dB
• Manchmal ausgedrückt als gSE (Spike-Energie in g-Einheiten)
• Die logarithmische Skala ermöglicht einen großen Dynamikbereich

Interpretation und Schweregradkriterien

Typische Schweregrade

Guter Zustand (< 20 dB)

• Minimale Aufprallenergie
• Lager in gutem Zustand
• Normale Schmierung
• Keine Korrekturmaßnahmen erforderlich

Guter Zustand (20-35 dB)

• Einige Aufprallaktivitäten wurden erkannt
• Frühzeitiger Lagerverschleiß oder beginnender Lagerschaden
• Häufiger überwachen
• Planen Sie die Wartung innerhalb von 3–6 Monaten

Schlechter Zustand (35-50 dB)

• Erhebliche Aufprallenergie
• Aktive Lagerdefekte vorhanden
• Erhöhen Sie die Überwachung auf wöchentlich/täglich
• Planen Sie einen Austausch innerhalb weniger Wochen

Kritischer Zustand (> 50 dB)

• Sehr hohe Aufprallenergie
• Fortgeschrittener Lagerschaden
• Sofortiger Austausch empfohlen
• Risiko eines plötzlichen Ausfalls

Lebensphasen von Lagern und Spike-Energie

• Neues Lager: Geringe Spike-Energie (10–15 dB)
• Normale Abnutzung: Allmähliche Erhöhung (15-25 dB)
• Fehlerursache: Die Spike-Energie beginnt zu steigen (25–35 dB)
• Aktiver Defekt: Schneller Anstieg (35-50 dB)
• Erweiterter Fehler: Sehr hoch (> 50 dB), kann dann mit der Lagerzersetzung abnehmen

Vorteile

Früherkennung

• Erkennt Lagerdefekte 6–18 Monate vor FFT-Methoden
• Empfindlich gegenüber Mikroabsplitterungen und beginnenden Schäden
• Tritt früh in der Defektentwicklung auf
• Bietet maximale Vorlaufzeit für die Wartungsplanung

Einfachheit

• Einzelner Zahlenwert (dB)
• Leicht im Laufe der Zeit zu trenden
• Einfache, schwellenwertbasierte Alarmierung
• Minimale Schulung für die Datenerfassung erforderlich

Wirksamkeit bei niedriger Geschwindigkeit

• Funktioniert gut bei niedrigen Geschwindigkeiten, bei denen die Geschwindigkeitsmessungen schwach sind
• Stöße erzeugen immer noch hochfrequente Spitzen, unabhängig von der Wellengeschwindigkeit
• Gut für langsam laufende Geräte (< 500 U/min)

Einschränkungen

Lagerspezifisch

• Erkennt vor allem Lagerdefekte
• Keine Diagnose für Unwucht, Fehlausrichtung oder die meisten anderen Fehler
• Muss durch andere Techniken für eine umfassende Überwachung ergänzt werden

Keine Fehleridentifizierung

• Zeigt ein Lagerproblem an, gibt aber nicht an, um welche Komponente es sich handelt (Außenring, Innenring usw.).
• Erfordert Spektralanalyse zur spezifischen Fehleridentifizierung
• Einzelne Zahl ohne diagnostische Details

Sensor- und Montageempfindlichkeit

• Erfordert einen guten Hochfrequenzsensor
• Montagemethode kritisch (Bolzenmontage am besten, Magnet akzeptabel, Handmontage schlecht)
• Übertragungsweg beeinflusst das Lesen

Praktische Anwendung

Routenbasierte Überwachung

• Schnelle Messung der Spike-Energie an jedem Lager
• Identifizieren Sie Lager mit erhöhten Messwerten
• Flag für detaillierte FFT- oder Hüllkurvenanalyse
• Effizientes Screening vieler Lager

Beliebt

• Diagramm der Spike-Energie im Vergleich zur Zeit
• Suchen Sie nach Aufwärtstrends
• Schnelle Anstiege deuten auf eine beschleunigte Schädigung hin
• Ausführliche Analyse oder Wartung auslösen

Ergänzend zu anderen Methoden

• Nutzen Sie die Spike-Energie zum Screening und zur Trendanalyse
• Wenn erhöht, führen Sie Hüllkurvenanalyse zur gezielten Fehleridentifikation
• Kombinieren mit Scheitelfaktor und Kurtosis für eine umfassende Lagerbeurteilung

Die Spike-Energie ist ein wertvoller Indikator für den Lagerzustand und ermöglicht durch einfache Einzelwertmessungen eine frühzeitige Warnung vor sich entwickelnden Defekten. Zwar bietet sie nicht die diagnostischen Details einer Frequenzanalyse, doch aufgrund ihrer Einfachheit, Früherkennungsfähigkeit und Wirksamkeit bei niedrigen Drehzahlen ist die Spike-Energie ein nützlicher Bestandteil umfassender Lagerüberwachungsprogramme, insbesondere für die Überprüfung einer großen Anzahl von Lagern und die Auslösung detaillierterer Analysen bei erkannten Problemen.

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