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Finnische und Clausthaler Wissenschaftler haben in Kooperation ein Diagnosesystem zur Früherkennung von Schäden an langsam drehenden Wälzlagern entwickelt. Ergebnis: Die Fehlerrate in der Beurteilung spezifischer Schadenszustände sank von rund zehn Prozent auf etwa ein Prozent. Damit wird es möglich, dieses neue Diagnosesystem auch für langsam drehende Wälzlager in einem Handgerät einzusetzen ohne genaue Kenntnis der Drehzahl. Allein aus dem Signal der höheren Ableitungen ist eine 99% sichere Beurteilung des Wälzlagers möglich.
Finnische und Clausthaler Wissenschaftler haben in Kooperation ein Diagnosesystem zur Früherkennung von Schäden an langsam drehenden Wälzlagern entwickelt. Langsam drehende Wälzlagern sind solche mit Kugelpassierfrequenzen unterhalb von 30 Hz mit dazugehörigen Drehfrequenzen im Bereich unterhalb von fünf Hz.
Die Partner bringen langjährige Erfahrungen auf dem Gebiet der Wälzlagerdiagnose in die Kooperation ein. Die Kombination ihrer Entwicklungen (Mathematische Signalvorverarbeitung, Universität Oulu, und Mustererkennung mit unscharfen Klassifikatoren, TU Clausthal) führte jetzt bei langsam drehenden Wälzlager zum Erfolg. Auf diesem Gebiet gibt es erst wenige Veröffentlichungen. Die seltenen Störsignale erschweren die Detektion. Die Clausthaler Wissenschaftler Dr.-Ing. Jens Strackeljan und Professor Dr.-Ing. Dietrich Behr entwickelten ein Wälzlagerdiagnosesystem (Mustererkennung der Beschleunigungssignale mit unscharfen Klassifikatoren), das seit einigen Jahren in verschiedenen Anlagen eines Chemiegroßkonzerns erfolgreich dafür sorgt, Zentrifugen und Kompressoren zu überwachen. Und dies unter den Betriebsbedingungen der Praxis mit stark schwankenden Betriebsparametern wie verrauschten Meßsignalen und variablen Drehzahlen. Mehrfach konnten beginnende Wälzlagerschäden so rechtzeitig erkannt und ungeplante Produktionsausfälle vermieden werden.
Dr.-Techn. Sulo Lahdelma von der Universität Oulu führte in den vergangenen zehn Jahren Untersuchungen an Wälzlagern der finnischen Papierindustrie durch und stellte fest, daß sich höhere ganzzahlige und gebrochene Ableitungen des Beschleunigungssignals eignen, um die Schadenssignale (die Kugeln stoßen an die Rißkerben im Lager an) deutlich aus dem "Rauschen" hervorzuheben. Diese Methode erzeugt eindeutig bessere Werte als eine normale Bandpaßfilterung des Meßsignals.
Nun führten die Wissenschaftler beide Verfahren zusammen. Ergebnis: Die Fehlerrate in der Beurteilung spezifischer Schadenszustände sank von rund zehn Prozent auf etwa ein Prozent. Damit wird es möglich, dieses neue Diagnosesystem auch für langsam drehende Wälzlager in einem Handgerät einzusetzen ohne genaue Kenntnis der Drehzahl. Allein aus dem Signal der höheren Ableitungen ist eine 99% sichere Beurteilung des Wälzlagers möglich.
Die Kooperation wurde von der Europäischen Union im Rahmen des COPES-Programms an der TU Clausthal (Clausthal Centre of Process Engenieering Systems) und des Erasmusprogramms gefördert.
Die Ergebnisse der gemeinsamen Forschungen sind veröffentlicht:
J. Strackeljan, D. Behr, S. Lahdelma Ein neuer Ansatz zur automatischen Diagnose langsam drehender Wälzlager in: Seeliger, Andreas (Hrsg.) AKIDA - Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung, Tagungsband des Kolloquiums 3. - 4. Juni 1998 in Aachen Aachener Beiträge zur Angewandten Rechnertechnik, Band 30, S. 61 - 78, Mainz 1998, ISBN 3-86073-702-3
Für Rückfragen:
Institut für Technische Mechanik der TU Clausthal, Graupenstraße 3, 38678 Clausthal-Zellerfeld, Dr.-Ing. Jens Strackeljan, Fax. (053 23 72 22 03) Tel. (053 23 ) 72 20 57
E-Mail: tmjs@odin.itm.tu-clausthal.de
Criteria of this press release:
Information technology, Mechanical engineering
transregional, national
Research projects, Scientific Publications
German
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