Spike-energie begrijpen
Definitie: Wat is Spike Energy?
Spike-energie (ook wel impactenergie of schokpulsenergie genoemd) is een trillingen meetparameter die de energie-inhoud van hoogfrequente impactgebeurtenissen kwantificeert, met name die welke worden gegenereerd door rolelementen lagerdefecten. De piekenergie wordt gemeten door de piekrespons van de hoogfrequente versnelling te detecteren wanneer wentelelementen defecten in lagerringen raken. Dit biedt een vroege waarschuwing voor lagerschade die gevoeliger is dan de algehele trillingsniveaus of zelfs standaardfrequentieanalyse.
De spike-energietechniek, gerelateerd aan de Schokpulsmethode (SPM), richt zich op de korte, krachtige versnellingspieken die ontstaan wanneer kogels of rollen in aanraking komen met splinters, scheuren of putjes. Hierdoor kunnen lagerdefecten maanden eerder worden gedetecteerd dan met conventionele methoden voor trillingsbewaking.
Fysieke basis
Impactgeneratie in lagers
Wanneer een wentelelement een lagerdefect raakt:
- Er vindt een korte, krachtige impact plaats (duur van microseconden)
- Impact veroorzaakt hoogfrequente resonanties in de dragende structuur (meestal 5-40 kHz)
- Hoogfrequente beltoon gecreëerd
- Energie geconcentreerd in korte pieken
- De piekenergie meet deze impact op de energie-inhoud
Waarom hoogfrequente focus?
- Lagerinslagen creëren voornamelijk energie bij hoge frequenties
- Laagfrequente trillingen (onbalans, enz.) dragen niet bij aan pieken
- Hoogfrequente meting isoleert door lagers gegenereerde gebeurtenissen
- Betere signaal-ruisverhouding bij lagerdefecten
Meetmethode
Instrumentatie
- Hogefrequentie-accelerometer: Sensor met brede bandbreedte (>30 kHz)
- Resonantiesensor: Sommige systemen gebruiken accelerometerresonantie (~32 kHz) om de impact te versterken
- Banddoorlaatfilter: Meestal 5-40 kHz om impactfrequenties te isoleren
- Piekdetector: Legt maximale versnelling vast bij elke impact
- Energieberekening: Integraal van de kwadratische versnelling over de impactduur
Eenheden en schaalverdeling
- Uitgedrukt in dB (decibel) ten opzichte van het referentieniveau
- Typische schaal: 0-60 dB
- Soms uitgedrukt als gSE (piekenergie in g-eenheden)
- Logaritmische schaal biedt ruimte voor een breed dynamisch bereik
Interpretatie- en ernstcriteria
Typische ernstniveaus
Goede staat (< 20 dB)
- Minimale impactenergie
- Lager in goede staat
- Normale smering
- Geen corrigerende maatregelen nodig
Redelijke staat (20-35 dB)
- Er is enige impactactiviteit gedetecteerd
- Vroege slijtage of defectinitiatie van lagers
- Controleer vaker
- Plan onderhoud binnen 3-6 maanden
Slechte staat (35-50 dB)
- Aanzienlijke impactenergie
- Actieve lagerdefecten aanwezig
- Verhoog de monitoring naar wekelijks/dagelijks
- Plan vervanging binnen enkele weken
Kritieke toestand (> 50 dB)
- Zeer hoge impactenergie
- Geavanceerde lagerschade
- Onmiddellijke vervanging aanbevolen
- Risico op plotseling falen
Levensfasen van lagers en piekenergie
- Nieuw lager: Lage piekenergie (10-15 dB)
- Normale slijtage: Geleidelijke toename (15-25 dB)
- Initiatie van defecten: De piekenergie begint te stijgen (25-35 dB)
- Actief defect: Snelle toename (35-50 dB)
- Gevorderde storing: Zeer hoog (> 50 dB) kan dan afnemen naarmate het lager uiteenvalt
Voordelen
Vroege detectie
- Detecteert lagerdefecten 6-18 maanden vóór FFT-methoden
- Gevoelig voor micro-splinters en beginnende schade
- Komt vroeg in de ontwikkeling van het defect voor
- Biedt maximale doorlooptijd voor onderhoudsplanning
Eenvoud
- Enkele numerieke waarde (dB)
- Gemakkelijk te volgen in de loop van de tijd
- Eenvoudige drempelgebaseerde alarmering
- Minimale training vereist voor gegevensverzameling
Effectiviteit bij lage snelheid
- Werkt goed bij lage snelheden waar de snelheidsmetingen zwak zijn
- Impacts genereren nog steeds hoogfrequente pieken, ongeacht de assnelheid
- Geschikt voor apparatuur met een lage snelheid (< 500 toeren per minuut)
Beperkingen
Lagerspecifiek
- Detecteert voornamelijk lagerdefecten
- Geen diagnose voor onbalans, verkeerde uitlijning of de meeste andere fouten
- Moet worden aangevuld met andere technieken voor uitgebreide monitoring
Geen foutidentificatie
- Geeft aan dat er een lagerprobleem is, maar specificeert niet welk onderdeel (buitenring, binnenring, etc.)
- Vereist spectrale analyse voor specifieke foutidentificatie
- Enkel nummer mist diagnostische details
Sensor- en montagegevoeligheid
- Vereist een goede hoogfrequentsensor
- Kritische montagemethode (studmontage is het beste, magneetmontage is acceptabel, handheldmontage is minder geschikt)
- Transmissiepad beïnvloedt het lezen
Praktische toepassing
Routegebaseerde monitoring
- Snelle piekenergiemeting bij elk lager
- Identificeer lagers met verhoogde waarden
- Vlag voor gedetailleerde FFT- of envelopanalyse
- Efficiënte afscherming van veel lagers
Trending
- Plot piekenergie versus tijd
- Zoek naar opwaartse trends
- Snelle stijgingen duiden op toenemende schade
- Gedetailleerde analyse of onderhoud activeren
Complementair met andere methoden
- Gebruik piekenergie voor screening en trending
- Wanneer verhoogd, uitvoeren envelopanalyse voor specifieke foutidentificatie
- Combineer met kamfactor en kurtosis voor uitgebreide lagerbeoordeling
Spike-energie is een waardevolle indicator voor de lagerconditie die vroegtijdig waarschuwt voor ontwikkelende defecten door middel van eenvoudige metingen met één waarde. Hoewel het de diagnostische details van frequentieanalyse mist, maken de eenvoud, de mogelijkheid tot vroegtijdige detectie en de effectiviteit bij lage snelheden van spike-energie het een nuttig onderdeel van uitgebreide lagermonitoringprogramma's, met name voor het screenen van grote aantallen lagers en het starten van een meer gedetailleerde analyse wanneer er problemen worden gedetecteerd.