DE19702234A1 - Method of monitoring and quality control of machine parts - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und Qualitätsbeurtei lung von sich bewegenden und/oder rotierenden Maschinenteilen, insbeson dere von Maschinenlagern, durch Analyse von Schwingungen mit den weite ren Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for monitoring and quality assessment development of moving and / or rotating machine parts, in particular of machine bearings, by analyzing vibrations with the distance ren features of the preamble of claim 1.
Die Anlagenverfügbarkeit stellt einen wichtigen Faktor für den wirtschaftli chen Erfolg eines Unternehmens dar. Durch zustandsbezogene Instandhal tungsmethoden können die Verfügbarkeiten der Produktionsanlagen sicher gestellt und gleichzeitig die Ausfallzeiten der Anlagen sowie die Kosten der Instandhaltung auf ein Mindestmaß reduziert werden. Diese zustandsbezoge ne Instandhaltung setzt eine zuverlässige Ermittlung des Maschinenzustands voraus. Die dafür entwickelten Meß- und Auswerteverfahren dienen der Überwachung und Auswertung von Prozeßparametern und Maschinen kennwerten, wie z. B. Temperatur, Druck, Drehmoment oder elektrische Stromdaten. Häufig wird auch die Schwingungsanalyse zur Maschinendia gnose eingesetzt. Mit einer derartigen Analyse ist es möglich, Schäden be reits im Frühstadium zu erkennen und zu diagnostizieren, um Folgeschäden zu vermeiden.Plant availability is an important factor for economic success of a company. Through condition-based maintenance methods can ensure the availability of the production facilities and at the same time the downtimes of the systems and the costs of Maintenance can be reduced to a minimum. This condition related Maintenance requires a reliable determination of the machine condition ahead. The measurement and evaluation methods developed for this serve the Monitoring and evaluation of process parameters and machines characteristics, such as B. temperature, pressure, torque or electrical Stream data. Vibration analysis often becomes a machine slide gnose used. With such an analysis, it is possible to be damage already in the early stages to identify and diagnose consequential damage to avoid.
Die dafür notwendigen Schwingungsüberwachungssysteme messen die Vi bration der rotierenden Maschine und geben eine Fehlermeldung bei Grenz wertüberschreitung des Summenschwingungspegels an. Solche einfachen Kennwerte des Schwingungssignals lassen jedoch keine zuverlässige Aussage z. B. über den Zustand von Wälzlagern in einer Maschine zu. Bei komplexen Maschinen, die jeweils mehrere rotierende Bauteile beinhalten, ist eine sinn volle Überwachung und insbesondere Schadensfrüherkennung nicht möglich. Der Zustand des zu diagnostizierenden Lagers kann hier nicht aus der Größe des Kennwertes abgelesen werden, sondern aus einer Veränderung dieser Kennwertgröße unter der Voraussetzung von konstanten Betriebsbedingun gen und Nichteinwirkung von Schwingungen benachbarter Maschinenteile.The vibration monitoring systems required for this measure the Vi rotation of the rotating machine and give an error message at limit value exceeding the sum vibration level. Such simple ones Characteristic values of the vibration signal, however, do not allow a reliable statement e.g. B. about the state of rolling bearings in a machine. With complex Machines that each contain several rotating components make sense Full monitoring and in particular early detection of damage not possible. The condition of the camp to be diagnosed cannot depend on the size of the characteristic value, but from a change in this Parameter value under the condition of constant operating conditions and non-effects of vibrations from neighboring machine parts.
Eine zuverlässige Frühdiagnose stützt sich deshalb auf weitergehende Ver fahren der Signalanalyse (z. B. Hüllkurvenanalyse). Dabei wird das Signal des Schwingungssensors analog oder digital durch die Hüllkurvenanalyse aufbe reitet und danach in den Frequenzbereich mit Hilfe der Fouriertransformation transformiert, wo eine frequenzselektive Überwachung vorgenommen wird. So ist es auch möglich, sowohl die Schadensart des fehlerhaften Bauteils zu diagnostizieren, obwohl das Körperschallsignal des schadhaften Bauteils durch Schwingungen angrenzender Maschinenteile überlagert wird.A reliable early diagnosis is therefore based on further ver drive the signal analysis (e.g. envelope analysis). The signal of the Vibration sensor analogue or digital by envelope analysis rides and then into the frequency domain using the Fourier transform transforms where frequency selective monitoring is performed. It is also possible to determine the type of damage to the defective component diagnose although the structure-borne noise signal of the defective component is superimposed by vibrations of adjacent machine parts.
In dem auf diese Art gebildeten Frequenzspektrum lassen sich Wälzlager schäden durch erhöhte Amplituden bei den zugehörigen kinematischen Fre quenzen und deren Vielfachen diagnostizieren. Da es je nach Schaden im Hüllkurvenspektrum auch zu relativ komplizierten Mustern kommen kann, ist die Auswertung und Interpretation im Frequenzbereich sehr komplex. Ei ne frequenzselektive Überwachung, also eine Überwachung von Amplituden verschiedener Frequenzen oder schmaler Frequenzbänder, wird aber bislang nur bei Schwingungsüberwachungssystemen eingesetzt, wobei die Amplitu den fest vorgegebener Frequenzen oder schmaler Frequenzbänder auf Grenz wertüberschreitung auf fest vorgegebene Grenzwerte überwacht werden. Maschinen mit wechselnder Drehzahl können durch dieses System jedoch nicht zuverlässig überwacht werden, da die automatische Schadensdiagnose aufgrund der fest eingestellten Frequenzbänder und deren fest vorgegebener Grenzwerte nur in einem stark eingeschränkten Drehzahlbereich möglich ist. Eine Überwachung ist also nur dann möglich, wenn sich die Drehzahl in ei nem bestimmten schmalen Drehzahlbereich befindet. Eine stetige Überwa chung ist daher nicht möglich.Rolling bearings can be found in the frequency spectrum formed in this way damage due to increased amplitudes in the associated kinematic fre sequences and diagnose their multiples. Since it depends on the damage Envelope spectrum can also lead to relatively complicated patterns, the evaluation and interpretation in the frequency domain is very complex. Egg ne frequency-selective monitoring, ie monitoring of amplitudes different frequencies or narrow frequency bands, but so far only used in vibration monitoring systems, the amplitude the fixed predetermined frequencies or narrow frequency bands at the limit Exceeded values are monitored for predefined limit values. However, machines with alternating speeds can use this system cannot be reliably monitored as the automatic damage diagnosis due to the fixed frequency bands and their fixed default Limit values are only possible in a severely restricted speed range. Monitoring is only possible if the speed is in egg is in a certain narrow speed range. A constant monitoring chung is therefore not possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine dif ferenzierte Überwachung selbst bei verschiedenen Drehzahlen möglich ist, indem zusätzlich zum Schwingungssignal noch die Drehzahl miterfaßt wird, wodurch die Frequenzbänder und auch deren Grenzwerte in Abhängigkeit der Drehzahl modifiziert werden.The invention has for its object a method with the features the preamble of claim 1 to further develop such that a dif refined monitoring is possible even at different speeds, by recording the speed in addition to the vibration signal, whereby the frequency bands and their limit values are dependent the speed can be modified.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-7. Der nebengeordnete Anspruch 8 betrifft eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah rens.This object is achieved by the characterizing features of the patent spell 1 solved. Advantageous further developments of the method result from subclaims 2-7. The independent claim 8 relates to a advantageous device for performing the inventive method rens.
Als Kern der Erfindung wird es angesehen, daß die Überwachungsfrequenz bänder in dem Verfahren zur Analyse von Schwingungen abhängig von der Bewegungs- oder Rotationsgeschwindigkeit bzw. der Drehzahl der zu über wachenden Maschinenteile zu den entsprechenden Frequenzen, die höher oder niedriger sein können, nachgeführt werden. Eine zuverlässige Scha densanalyse ist also auch in rotierenden oder schwingenden Maschinenbautei len, deren Drehzahl nicht immer konstant ist, möglich. So werden beispiels weise bei einer höheren Drehzahl die Überwachungsfrequenzbänder in Rich tung der höheren Frequenz verschoben und stimmen somit wieder mit den Sollwerten der erwarteten Schadensfrequenzen überein.The essence of the invention is that the monitoring frequency bands in the method for analyzing vibrations depending on the Movement or rotation speed or the speed of the over guarding machine parts at the appropriate frequencies, the higher or lower, can be tracked. A reliable Scha So the density analysis is also in rotating or vibrating mechanical engineering len, whose speed is not always constant, possible. For example the monitoring frequency bands in Rich at a higher speed tion of the higher frequency and thus agree with the Target values of the expected damage frequencies correspond.
Ferner kann das Verfahren derart ausgeführt sein, daß die höchstzulässigen Grenzwerte (Alarmwerte) geschwindigkeits- und/oder last- und/oder bela stungsabhängig modifiziert werden können. Greift beispielweise an dem sich bewegenden oder rotierenden Maschinenteil eine gewisse Kraft an oder liegt beispielsweise das rotierende Wälzlager punktuell auf einem anderen Ma schinenteil auf, so ergeben sich andere höchstzulässige Grenzwerte als im unbelasteten Zustand. Die Schwingungsamplituden können sich aber auch durch andere Belastungen, z. B. durch eine Strom- oder Drehmomentbela stung erhöhen. Die Überwachungsfrequenzbänder und deren Grenzwerte werden also den eingestellten oder sich automatisch ergebenden und erfaßten Betriebsparametern angepaßt.Furthermore, the method can be carried out such that the maximum permissible Limit values (alarm values) speed and / or load and / or load can be modified depending on the system. For example, grabs on the a certain force is applied or moving for example, the rotating roller bearing at a different point part of the rail, there are different maximum permissible limit values than in the unloaded condition. The vibration amplitudes can also due to other loads, e.g. B. by a current or torque load increase stung. The monitoring frequency bands and their limit values are the set or automatically resulting and recorded Adjusted operating parameters.
Ferner kann die Breite der Überwachungsfrequenzbänder abhängig von der Bewegungs- oder Rotationsgeschwindigkeit der zu überwachenden Maschi nenteile verändert werden. Da sich die Drehzahl und damit die Frequenz im mer in einem gewissen Toleranzbereich bewegt, weist das Überwachungsfre quenzband auch eine gewisse Toleranzbreite auf erhöht sich nun die Fre quenz, so bedeutet das automatisch, daß sich bei gleichbleibender Toleranz das Frequenzband um einen bestimmten Frequenzbereich vergrößern muß. Furthermore, the width of the monitoring frequency bands can depend on the Movement or rotation speed of the machine to be monitored parts are changed. Since the speed and thus the frequency in the always moves within a certain tolerance range, the surveillance frequency quenzband also a certain tolerance range now increases the fre quenz, it automatically means that with the same tolerance must increase the frequency band by a certain frequency range.
Auch lassen sich spezielle Überwachungskennwerte berechnen, die sich aus den Amplituden der schmalbandigen Überwachungsfrequenzbänder additiv zusammensetzen. Ein solcher Überwachungskennwert kann wiederum ab hängig von der Drehzahl sein. Bei einer Überschreitung eines derartigen Überwachungskennwertes wird Alarm ausgelöst. Das bedeutet, daß bei Auftreten von nur einer zu hohen Amplitude in einem Überwachungsfre quenzband noch kein Alarm ausgelöst wird. Eine Überschreitung des Über wachungskennwertes dagegen deutet mit hoher Sicherheit auf einen Schaden hin, da hier insgesamt die Werte erhöht sind, was wiederum als sehr charak teristisch für einen Schaden anzusehen ist.Special monitoring parameters can also be calculated, which result from the amplitudes of the narrowband monitoring frequency bands additively put together. Such a monitoring characteristic can in turn be reduced depending on the speed. If this is exceeded Monitoring characteristic value, alarm is triggered. That means that at Occurrence of only too high an amplitude in a surveillance frequency quenzband no alarm is triggered yet. Exceeding the over guard value, on the other hand, indicates damage with high certainty because the overall values are increased, which in turn is very characteristic is to be considered in terms of damage.
Ferner kann es vorgesehen sein, daß eine Vergrößerung der Amplitude eines Signalanteils innerhalb eines Überwachungsfrequenzbereiches über eine zu lässige Grenze hinaus als möglicher Schaden erkannt wird, wodurch ein Fehlersignal ausgelöst wird.It can further be provided that an increase in the amplitude of a Signal portion within a monitoring frequency range over a casual limit is recognized as possible damage, causing a Error signal is triggered.
Außerdem kann es zur Auslösung eines Fehlersignals kommen, wenn har monische Frequenzen der erfaßten Grundfrequenz auftreten.An error signal can also be triggered if har monic frequencies of the detected fundamental frequency occur.
Gemäß Anspruch 7 kann es im Verfahren vorgesehen sein, daß die Eigenre sonanzfrequenz und/oder weitere, nicht geschwindigkeitsabhängige Schwin gungen einer Maschine, beispielsweise eines Walzgerüstes, sowie die Breite des zugehörigen Überwachungsfrequenzbandes unabhängig von der (auf Dreh-)Geschwindigkeit von im Maschinengestell sich bewegenden oder um laufenden Maschinenteilen erfaßt und ausgewertet wird, wobei der höchstzu lässige Grenzwert (Amplitude des Signalanteils) geschwindigkeits-, drehzahl- und/oder lastabhängig definiert wird. Diese Schwingungen können zu Quali tätseinbußen bis hin zur Schädigung der gesamten Maschine führen. Zur Schwingungsüberwachung ist es in solchen Fällen sinnvoll, die Mittelfre quenz und die Breite des Frequenzbandes fest vorzugeben, die Höhe des Frequenzbandes, die den Grenzwert (Alarmwert) darstellt, drehzahlabhängig auszuführen. Hierbei sollte der Grenzwert nicht linear von der Drehzahl ab hängig sein, sondern seinen höchsten Wert bei der kritischen Drehzahl besit zen. Ist die Drehzahl also höher als die kritische Drehzahl, so verringert sich der Grenzwert wieder.According to claim 7 it can be provided in the process that the Eigenre resonance frequency and / or other, not speed-dependent Schwin conditions of a machine, for example a roll stand, and the width of the associated monitoring frequency band regardless of the (on Rotational) speed of moving in or around the machine frame running machine parts is recorded and evaluated, the most permissible limit value (amplitude of the signal component) speed, speed and / or is defined depending on the load. These vibrations can lead to qualifications loss of effectiveness and damage to the entire machine. For Vibration monitoring makes sense in such cases, the medium frequency frequency and the width of the frequency band specify the height of the Frequency band, which represents the limit value (alarm value), depending on the speed to execute. Here, the limit should not depend linearly on the speed dependent, but has its highest value at the critical speed Zen. So if the speed is higher than the critical speed, it decreases the limit again.
Die Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens be steht u. a. aus einem Schwingungsausnehmer oder Vibrationssensor zur Er fassung von Vibrationen einer bewegenden Teile enthaltenen Maschine oder Maschinenteile. Ferner ist in der Vorrichtung eine Signalaufbereitungseinheit zur Verstärkung und/oder Hüllkurvenbildung und/oder Filterung (Tiefpaß- oder Hochpaßfilterung) der vom Schwingungsaufnehmer ankommenden Si gnale vorgesehen. Die so aufbereiteten Signale werden danach dem Analog-/Digital-Wandler zugeführt und in digitale Form aufbereitet. Daran anschlie ßend ist eine Vorrichtung und/oder eine Recheneinheit (z. B. ein softwarege steuerter Rechner) zur Durchführung eines Fouriertransformation der vom Schwingungsaufnehmer stammenden digitalisierten Signale vorgesehen. Mit Hilfe dieser Fouriertransformation wird ein Frequenzspektrum gebildet. Zur Überwachung des Frequenzspektrums ist eine Recheneinheit vorgesehen, in welcher die Signale mit Hilfe der schmalbandigen Überwachungsfrequenz bänder auf ihre Größe hin überwacht und mit abgespeicherten Grenzwerten verglichen werden.The device for performing the method described above be stands u. a. from a vibration sensor or vibration sensor to Er Detection of vibrations of a machine or moving parts Machine parts. There is also a signal processing unit in the device for amplification and / or envelope formation and / or filtering (low-pass or high-pass filtering) of the Si arriving from the vibration sensor gnale provided. The signals processed in this way are then sent to the analog / digital converter fed and processed in digital form. Connect to it A device and / or an arithmetic unit (e.g. a software one) is suitable controlled computer) for performing a Fourier transformation of the Vibration sensor originating digitized signals are provided. With With the help of this Fourier transformation, a frequency spectrum is formed. For A computing unit is provided for monitoring the frequency spectrum, in which the signals using the narrowband monitoring frequency tapes monitored for their size and with stored limit values be compared.
Zusätzlich zum Schwingungssignal wird mit einem weiteren Sensor die Ge schwindigkeit, die Drehzahl und/oder der Lastzustand der sich bewegenden, zu überwachenden Maschinenteile erfaßt. Dieses Sensorsignal wird dann ebenfalls der Recheneinheit zugeführt, um dort die überwachten Frequenz bänder geschwindigkeits- bzw. drehzahlabhängig zu höheren oder niederen Frequenzen zu verschieben und die zulässigen Grenzwerte drehzahlabhängig zu modifizieren. Damit ist eine differenzierte Überwachung bei verschiedenen Drehzahlen möglich. Alarmüberschreitungen können auch über einen Feldbus an übergeordnete Systeme übertragen werden.In addition to the vibration signal, the Ge speed, the speed and / or the load condition of the moving, machine parts to be monitored. This sensor signal is then also fed to the arithmetic unit in order to monitor the frequency there belts depending on speed or speed to higher or lower Shift frequencies and the permissible limit values depending on the speed to modify. This is a differentiated monitoring for different Speeds possible. Alarms can also be exceeded via a fieldbus be transferred to higher-level systems.
Die Erfindung ist anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:The invention is based on an advantageous embodiment in the Drawing figures explained in more detail. These show:
Fig. 1 zwei Grenzwertkurven bei unterschiedlicher Drehzahl so wie Fig. 1 two limit value curves at different speed as
Fig. 2 eine Prinzipsskizze des Verfahrensablaufs. Fig. 2 is a schematic diagram of the process flow.
Fig. 1a zeigt das gemessene und ausgewertete Frequenzspektrum eines sich bewegenden oder rotierenden Maschinenteils, das keinen Schaden aufweist. Fig. 1a, the measured and evaluated frequency spectrum shows a moving or rotating machine part, which has no damage.
In Fig. 1b ist zur Veranschaulichung ein Frequenzspektrum des selben bei spielhaften Maschinenteils dargestellt, das in diesem Fall mit erhöhter Dreh zahl rotiert. Dabei ist festzustellen, daß sich die Frequenzen mit zunehmen der Drehzahl in einen höheren Hertzbereich verschieben. Um die jeweiligen Frequenzen liegen schmalbandige Überwachungsfrequenzbänder 1 an, die abhängig von der Bewegungs- oder Rotationsgeschwindigkeit der zu über wachenden Maschinenteile zu höheren oder niederen Frequenzen nachge führt werden. Somit ist eine drehzahlabhängige Grenzwertüberwachung möglich. In Fig. 1b, a frequency spectrum of the same with playful machine part is shown for illustration, which rotates in this case with increased speed. It should be noted that the frequencies shift into a higher Hertz range with increasing speed. There are narrowband monitoring frequency bands 1 around the respective frequencies which, depending on the movement or rotation speed of the machine parts to be monitored, lead to higher or lower frequencies. This enables speed-dependent limit value monitoring.
Ferner ist es vorgesehen, daß die höchstzulässigen Grenzwerte 3 auch ge schwindigkeits- und/oder last- und/oder belastungsabhängig modifiziert wer den können. So lassen sich also auch bei unterschiedlicher Gewichts- oder Strombelastung die entsprechenden Alarmwerte einstellen.It is also provided that the maximum permissible limit values 3 can also be modified as a function of speed and / or load and / or load. This means that the corresponding alarm values can be set even with different weight or current loads.
Zusätzlich ist es vorgesehen, daß auch die Breite 2 der Überwachungsfre quenzbänder 1 abhängig von der Bewegungs- oder Rotationsgeschwindigkeit der zu überwachenden Maschinenteile verändert wird. Eine entsprechende Verbreiterung der Überwachungsfrequenzbänder bei erhöhter Drehzahl ist ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich. Somit ist auch bei einer höheren Frequenz der gleiche Toleranzbereich gewährleistet wie bei einer niedrigeren Frequenz. Dieser Toleranzbereich stellt eine zuverlässige Kontrolle der Frequenzen auch bei schwankender oder nicht exakt erfaßter Drehzahl sicher.In addition, there is provision for the width 2 of the monitoring frequency bands 1 to be changed as a function of the movement or rotation speed of the machine parts to be monitored. A corresponding broadening of the monitoring frequency bands at increased speed can also be seen in FIG. 1. This ensures the same tolerance range for a higher frequency as for a lower frequency. This tolerance range ensures reliable control of the frequencies even with fluctuating or not exactly recorded speed.
Das Meßverfahren kann auch dahingehend variiert werden, daß Überwa chungskennwerte berechnet und ausgewertet werden, die additiv aus den Amplituden 4 von Signalanteilen aus unterschiedlichen schmalbandigen Überwachungsfrequenzbändern 1 zusammengesetzt sind.The measuring method can also be varied in such a way that monitoring characteristic values are calculated and evaluated, which are additively composed of the amplitudes 4 of signal components from different narrow-band monitoring frequency bands 1 .
Überschreitet eine Amplitude 4 eines Signalanteils innerhalb eines bestimm ten Überwachungsfrequenzbereiches die zulässige Grenze, so wird ein Feh lersignal ausgelöst. In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit kann auch ein Fehlersignal bei Auftreten von harmonischen Frequenzen der erfaßten Grundfrequenz ausgelöst werden.If an amplitude 4 of a signal component exceeds the permissible limit within a specific monitoring frequency range, an error signal is triggered. In a further embodiment, an error signal can also be triggered when harmonic frequencies of the detected fundamental frequency occur.
Alternativ zum beschriebenen Verfahren kann es sinnvoll sein, nur ein oder zwei Parameter drehzahlabhängig zu gestalten. So besteht die Möglichkeit, die Eigenresonanz und/oder weitere, nicht geschwindigkeitsabhängige Schwingungen einer Maschine sowie die Breite des zugehörigen Überwa chungsfrequenzbandes unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der im Ma schinengestell sich bewegenden oder umlaufenden Maschinenteile zu erfassen und auszuwerten. Dabei wird nur der höchstzulässige Grenzwert, also die Amplitude 4 des Signalanteils geschwindigkeitsabhängig definiert.As an alternative to the described method, it can make sense to design only one or two parameters depending on the speed. There is the possibility of detecting and evaluating the natural resonance and / or other, non-speed-dependent vibrations of a machine and the width of the associated monitoring frequency band, regardless of the rotational speed of the machine parts moving or rotating in the machine frame. Only the maximum permissible limit value, that is to say the amplitude 4 of the signal component, is defined as a function of the speed.
In Fig. 2 ist die technische Realisierung des Verfahrens prinzipiell dargestellt. Mit Hilfe eines Schwingungsaufnehmers 5, der an der Maschine befestigt ist, wird die Vibration der Maschine, die sich bewegende oder rotierende Teile enthält, oder der Maschinenteile selbst aufgenommen. Die so erfaßten Schwingungen bzw. Signale werden in einer Signalaufbereitungseinheit 6 verstärkt und/oder gefiltert und/oder in einer sonstigen Weise (Hüllkurvenbildung) aufbereitet. Daran anschließend werden die so aufberei teten Signale in einem Analog/Digital-Wandler 7 in digitale Form umgewan delt. Von diesen digitalisierten Signalen wird in einer Vorrichtung zur Durchführung einer Fouriertransformation 8 ein Frequenzspektrum gebildet.The technical implementation of the method is shown in principle in FIG. 2. With the help of a vibration sensor 5 , which is attached to the machine, the vibration of the machine, which contains moving or rotating parts, or the machine parts themselves is recorded. The vibrations or signals detected in this way are amplified and / or filtered in a signal processing unit 6 and / or processed in some other way (envelope formation). Subsequently, the signals thus processed are converted into digital form in an analog / digital converter 7 . A frequency spectrum is formed from these digitized signals in a device for performing a Fourier transformation 8 .
In einer weiteren Recheneinheit 9 werden die Signale auf ihre Größe hin überwacht und mit abgespeicherten Grenzwerten 3 verglichen. Mit einem weiteren Sensor 10 wird die Geschwindigkeit, die Drehzahl und/oder der Lastzustand der sich bewegenden, zu überwachenden Maschinenteile erfaßt. Diese Sensorsignale werden ebenfalls der Recheneinheit 9 zugeführt, wo die schmalbandigen Überwachungsfrequenzbänder 1 und deren Grenzwerte in Abhängigkeit der Drehzahl modifiziert werden. Hier erfolgt also die dreh zahl- oder geschwindigkeitsabhängige Nachführung der Überwachungsfre quenzbänder 1 zu höheren oder niederen Frequenzen. The size of the signals is monitored in a further computing unit 9 and compared with stored limit values 3 . With a further sensor 10 , the speed, the speed and / or the load state of the moving machine parts to be monitored is detected. These sensor signals are also fed to the computing unit 9 , where the narrowband monitoring frequency bands 1 and their limit values are modified as a function of the speed. So here is the speed-dependent or speed-dependent tracking of the frequency bands 1 to higher or lower frequencies.
11
Überwachungsfrequenzbänder
Monitoring frequency bands
22nd
Breite
width
33rd
Grenzwert
limit
44th
Amplitude
amplitude
55
Schwingungsaufnehmer
Vibration sensor
66
Signalaufbereitungseinheit
Signal processing unit
77
Analog-/Digital-Wandler
Analog / digital converter
88th
Recheneinheit zur Durchführung einer Fouriertransformation
Computing unit for performing a Fourier transformation
99
Recheneinheit
Arithmetic unit
1010th
Sensor
sensor
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet, daß
die Überwachungsfrequenzbänder abhängig von der Bewegungs- oder Rotationsgeschwindigkeit der zu überwachenden Maschinenteile zu höheren oder niederen Frequenzen nachgeführt werden. 1. Process for monitoring and quality assessment of moving and / or rotating machine parts, especially machine bearings and gears, such as. B. roller bearing gear and Ma machine guides, by analyzing vibrations, which are recorded by at least one vibration sensor and evaluated by a value logic circuit, whereby vibrations of the machine parts to be monitored or surrounding machine areas are detected and a damage to the machine part or area the portion of the signal to be traced back within predefined monitoring frequency bands is evaluated by comparison with stored limit values for impending or existing damage or malfunction of the machine part,
characterized in that
the monitoring frequency bands are tracked to higher or lower frequencies depending on the speed of movement or rotation of the machine parts to be monitored.
- - einem Schwingungsaufnehmer (5) zur Erfassung von Vibrationen einer bewegende Teile enthältenden Maschine oder Maschinentei le;
- - einer Signalaufbereitungseinheit (6) zur Verstärkung und/oder Hüllenkurvenverbindung und/oder Filterung der vom Schwin gungsaufnehmer (5) ankommenden Signale;
- - einem Analog-/Digitalwandler (7) zur Wandlung der vom Schwingungsaufnehmer (5) kommenden, gegebenenfalls aufbe reiteten Signale in digitale Form;
- - einer Vorrichtung und/oder einer Recheneinheit (z. B. softwa regesteuerter Rechner) zur Durchführung einer Fouriertransfor mation (8) der vom Schwingungsaufnehmer stammenden, digita lisierten Signale sowie
- - einer Recheneinheit (9), in welcher die Signale auf ihre Größe hin überwacht und mit abgespeicherten Grenzwerten (3) verglichen werden;
- - einem weiteren Sensor (10) zur Geschwindigkeits-, Drehzahl- und/oder Lastzustandserfassung der sich bewegenden, zu über wachenden Maschinenteile, dessen Sensorsignal der Rechenein heit (9) zugeführt wird, um dort die Überwachungsfrequenzbän der (1) geschwindigkeits- oder drehzahlabhängig und/oder last- bzw. belastungsabhängig zu höheren oder niederen Frequenzen zu verschieben und die zulässigen Grenzwerte (3) drehzahlab hängig zu modifizieren.
- - A vibration sensor ( 5 ) for detecting vibrations of a moving parts containing machine or machine parts;
- - A signal processing unit ( 6 ) for amplification and / or envelope curve connection and / or filtering of the vibration sensor ( 5 ) incoming signals;
- - An analog / digital converter ( 7 ) for converting the coming from the vibration sensor ( 5 ), possibly prepared signals in digital form;
- - A device and / or a computing unit (z. B. software-controlled computer) for performing a Fourier transformation ( 8 ) of the originating from the vibration sensor, digitized signals and
- - An arithmetic unit ( 9 ) in which the size of the signals is monitored and compared with stored limit values ( 3 );
- - Another sensor ( 10 ) for speed, speed and / or load condition detection of the moving, to be monitored machine parts, the sensor signal of the computing unit ( 9 ) is supplied to the monitoring frequency bands of ( 1 ) speed or speed dependent and / or to shift to higher or lower frequencies depending on the load or load and to modify the permissible limit values ( 3 ) depending on the speed.
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