Modulation des Lagerschwingungssignals

Modulation tritt auf, wenn ein Signal ein anderes modifiziert. Wir nennen das modifizierende Signal einen Modulator. Das modifizierte Signal einen Träger. Die Modulation ändert eine bestimmte Eigenschaft des Trägersignals, wie Frequenz oder Amplitude.

In diesem Video konzentrieren wir uns auf die Amplitudenmodulation. Bei einer Amplitudenmodulation werden die Träger- und Modulatorwellen nicht einfach addiert. Stattdessen umhüllt der Modulator die Trägerwelle. Amplitudenmodulation bei Vibrationen

Amplitudenmodulation ist bei der Vibrationsanalyse sehr verbreitet. Sie tritt beispielsweise häufig bei Lagerfehlerfrequenzen auf.

Untersuchen wir ein Kugellager mit 7 Kugeln. Der Innenring dreht sich mit einer Geschwindigkeitsfrequenz von 25 Hz. Der Außenring ist stationär. Jedes Mal, wenn eine Kugel einen Fehler am Innenring oder am Außenring passiert, erzeugt sie einen Stoß.

Modulation von Stößen

Was muss in einem Lager passieren, damit eine Modulation auftritt? Es könnte an einer Unwucht der Welle liegen. Diese Unwucht wirkt mit einer Zentrifugalkraft Fc auf die Lagerelemente. Wenn sich die Welle dreht, drückt sie mehr in die Richtung der Kraft und weniger in die entgegengesetzte Richtung. Jedes Mal, wenn eine Kugel einen Fehler am Außenring passiert, ist die Kraft, die einen Stoß erzeugt, anders.

Wellengewicht

Es gibt einen weiteren Einfluss, der die Amplitude von Stößen modulieren kann: das Gewicht. Aufgrund der Schwerkraft wirkt das Gewicht der horizontalen Welle mit einer nach unten gerichteten Kraft Fg. Es übt mehr Druck auf die Lagerkugeln darunter aus als darüber. Dort erzeugte Stöße sind stärker. Dies gilt für beide Ringe. In diesem Fall werden nur die Stöße des Innenrings moduliert. Die Stöße des Außenrings werden nicht moduliert. Dies liegt daran, dass die Position jedes Außenringfehlers relativ zu Fg konstant ist.

Unwucht und Wellengewicht

Wenn eine Unwucht und eine Kraft aufgrund des Wellengewichts vorliegen, addieren sich diese. Die Stöße des Außenrings und die Stöße des Innenrings werden moduliert. Dies liegt daran, dass sich die Summe der Kräfte Fs ändert, wenn sich die Welle dreht. Daher sind die auf Fehler auf beiden Laufringen wirkenden Kräfte variabel.

Wir müssen beachten, dass dies fast nie vorkommt. Die Zentrifugalkraft durch Unwucht ist normalerweise viel größer als die nach unten gerichtete Schwerkraft. Bei der Untersuchung von Lagerfehlern liegt die Unwucht normalerweise hinter der Modulation. Die Wirkung des Wellengewichts ist im Vergleich zur Wirkung der Unwucht vernachlässigbar.