Verfahren

Das HGL-Rotational OMA+ODS Paket wurde unter dem Aspekt entwickelt, strukturdynamische Untersuchungen an rotierenden Bauteilen  während des Betriebes durchzuführen. Neben der klassischen Betriebsschwingformanalyse (ODS), steht mit der Betriebsmodalanalyse (OMA) ein neuartiges Werkzeug zur Verfügung, das die Bestimmung der modalen Größen (Eigenfrequenz, Eigenform und Dämpfung) im Betrieb ermöglicht. Die Messdatenerfassung erfolgt durch Schwingungsaufnehmer, die auf dem Rotor appliziert sind und im Betrieb mitrotieren.

Die Schwingungssignale können wahlweise per Telemetrie oder mit Schleifringen übertragen werden. Alternativ zu diesen Techniken bietet HGL für langsam rotierende Testobjekte kompakte, autonome Frontends an, die direkt auf dem rotierendem Testobjekt appliziert werden und die Schwingungssignale per WLAN übertragen.

Durch die Erfassung der Winkellage mittels eines Drehzahlsensors kann die Position der mitrotierenden Sensoren zur jeder Zeit berechnet werden. Somit können die Signalblöcke für lokale Winkelbereiche gebildet und analysiert werden. Diese Daten werden gespeichert und können anschließend mit den Analyseprogrammen  HGL ODS oder ARTeMIS Extractor (OMA) ausgwerted werden.

Rotational ODS

Bei der Rotational ODS (Betriebschwingformanalyse) lassen sich durch eine einstellbare Umfangsteilung der Aufnehmerpositionen Zeitblöcke verschiedener Länge extrahieren. Diese Zeitblöcke  werden nach der Fensterbewertung (z.B. Hanning) mittels FFT in den Frequenzbereich transformiert. Unter Berücksichtigung der Winkellage der Sensoren wird eine Koordinatentransformation und wie bei der klassischen Betriebsschwingformanalyse das Auto– und Kreuzspektrum gebildet. 

Neben der Darstellung der Betriebsschwingformen  durch animierte Drahtgitteranimationen stellt HGL Rotational ODS weitere nützliche Ausgabemöglichkeiten zur Verfügung:

Polarplot Amplitude vs. Drehwinkel Amplitudenverhältnis vs. Drehwinkel Frequenz vs. Drehwinkel Phase vs. Drehwinkel Wasserfall- und Kontourdarstellung

Rotational OMA

Bei der HGL-Rotational OMA werden mit Hilfe von Tacho– und Referenzkanälen vollautomatisiert komplette Datensätze für die Betriebsmodalanalyse Software ARTeMIS Extractor erzeugt. Diese Datensätzen enthalten:

• Die Geometrie in Form von Punkten, Linien und Flächen
• Die Kanalzuordnung jeder Messung
• Die Messdaten in Form von Zeitverläufen

Die Datensätze werden zur Analyse direkt an ARTeMIS Extractor übergeben. Hier stehen zur Bestimmung der modalen Größen die folgenden Algorithmen zur Verfügung:

FDD   (Frequency Domain Decomposition) EFDD (Enhanced FDD) SSI    (Stochastic Subspace Identification)

Die berechneten modalen Größen können aufgelistet und mit Hilfe umfangreicher Grafikfunktionen animiert werden. Des Weiteren stehen u.a. folgende Werkzeuge zur Validierung der modalen Größen zur Verfügung:

Überlagerung von Eigenschwingformen Stabilitätskarten Modal Assurance Criteria (MAC)

Anwendungen

Das HGL-Rotational OMA+ODS  Paket kann u.a. eingesetzt werden zur Analyse von

• Bremsscheiben
• Windkraftanlagen
• Dieselmotoren
• Turbinen
• Großventilatoren
• Schiffsantriebe
• Schiffsschrauben

Entwicklung

Die Entwicklung des HGL Rotational OMA+ODS Paketes erfolgte in enger Zusammenarbeit mit unserem Kunden Continental Teves AG, Hydraulische Bremssysteme, Frankfurt für den Einsatz an rotierenden Bremsscheiben. Wir freuen uns das HGL-Rotational OMA+ODS System nun in ausgereifter Form allen unseren Kunden anbieten zu können. 

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