Schokpulse methode meet condities lagers

Op het moment dat twee objecten tegen elkaar botsen, ontstaat een mechanische schokpuls. De sterkte van deze puls is afhankelijk van de snelheid van de botsing. 

Zo’n schokpuls ontstaat bijvoorbeeld wanneer in een kogellager van een elektromotor de loopbaan van de kogels beschadigd is. De schokpuls verplaatst zich door het kogellager naar het lagerschild en via het lagerschild naar buiten toe. Hoe beter het kogellager functioneert, hoe lager de sterkte van de schokpulsen kan zijn.
Schokpulsen zijn het sterkst bij het kogellager, de bron. Ze verplaatsen zich door het materiaal en worden verzwakt door materiaalovergangen, loszittende onderdelen en een grotere afstand tot de bron.

dBc-waarde en dBm-waarde belangrijk bij schokpulsmethode

Door het plaatsen van een ‘transducer’, een schokpuls-opnemer, kunnen schokpulsen met behulp van een computer zichtbaar worden gemaakt. Hierbij zijn twee begrippen van belang: de dBc-waarde en de dBm-waarde.

• De dBc-waarde 
  In ieder goed kogellager vinden tijdens bedrijf kleine onschuldige botsingen en dus ook shockpulsen plaats. De sterkte van deze pulsen wordt aangegeven met de dBc waarde: dBc = decibel carpet waarde/de bodem waarde. De hoogte van de dBc waarde wordt beïnvloed door de dikte van de aanwezige smeerfilm in het kogellager.
  
  Is de smeerfilm dik dan is de dBc waarde laag. Door bv. slechte uitlijning of slechte - of te weinig smering zal de smeerfilm dunner worden en de dBc waarde zal hoger worden.
• De dBm-waarde 
  Als er nu een beschadiging in het lager aanwezig is dan zal dit een grote shockgolf tot gevolg hebben en in de tijd gezien zal deze shockpuls regelmatig voorkomen.

De hoogst gemeten shockpuls wordt aangegeven met de dBm waarde (dBm = decibel maximum waarde).

Andere belangrijke waarden bij schokpulsmethode

Bij de schokpulsmethode wordt tevens gebruik gemaakt van:

• dBi-waarde: de grondwaarde van het lager. 
  Deze waarde is voor elk lagertype anders en afhankelijk van het toerental en de as- diameter van het lager.
• dBn-waarde: genormaliseerde schaal voor schokwaarden. 
  Met deze schaal kan met behulp van de dBc-waarde en dBm-waarde de conditie van een lager inzichtelijk worden gemaakt.

Schok puls patronen

1.) Bij een goed lager ligt de dBm waarde in de groene zone (onder 20 dBn) of in de gele zone (onder 35 dBn) en ligt de dBc waarde 5 tot 10 dB lager. De dBm en dBc liggen dicht bij elkaar.

2.) Een lager met slechte of geen smering zal een dBc waarde geven die dicht bij de dBm waarde ligt (dBm ligt hierbij niet altijd in de rode zone). Nadat het lager gesmeerd is zullen de dBm en de dBc waarde meteen afnemen en laag blijven.

Opmerking.
Indien er sprake kan zijn van een slechte uitlijning dan zal nadat het lager gesmeerd is na korte tijd de dBc waarde weer stijgen. Dit effect zal bij beide lagers van een elektromotor optreden omdat slechte uitlijning invloed heeft op beide lagers.

3.) Bij een beschadigd lager zullen er shockpulsen zichtbaar zijn in de rode zone. 

Lichte schade: 35 - 40 dBn.
Erge schade: 40 - 45 dBn.
Zware schade: > 45 dBn.
(dBm en dBc liggen ver uit elkaar)

Bij een beginnende lagerschade ligt de dBm waarde rond de 20 - 35 dBn (geel),
uit de eerdere meetgegevens (historie) blijkt dat de dBc waarde licht is toegenomen.

Nadat het lager opnieuw gesmeerd is zal de dBm waarde afnemen (gele of groene zone) maar zal na korte tijd weer toenemen. (De shock pulsen worden tijdelijk gedempt door de smering. Het lager is al beschadigd dus de hoge shockpulsen komen na korte tijd weer gewoon terug.)

Opmerking:
Indien de dBm en of dBc waarde van een lager in de gele zone liggen, en in de tijd gezien deze waarden constant blijven, dan kan men aannemen dat het hier om een goed lager gaat. Men kan overwegen de dBn schaal zo aan te passen dat deze waarden in de groene zone komen te liggen.

Trilling meting

De beste indicatie voor de trillingshevigheid / - energie in een machine is de
RMS (root mean square , effectieve) waarde van de trillingssnelheid [mm/s] in een
gebied van 3 tot 1000 Hz.
Door in drie richtingen te meten is er een indicatie te krijgen waarom de machine meer is
gaan trillen.

1) VIB Horizontaal.
Trillingsmeting in het horizontale vlak. Kan een indicatie van onbalans zijn.
2) VIB Verticaal.
Trillingsmeting in het verticale vlak. Kan een indicatie zijn van constructie fouten.
3) VIB Axiaal.
Trillingsmeting in axiale richting. Kan een indicatie zijn van slechte uitlijning.

Industriële machines zijn onder te verdelen in trillingsklassen, Klasse 1 , 2 , 3 , 4 , 5 en 6. Het merendeel behoort tot klasse 2 t/m 4.

Klasse 2: middel grote machines. 15 - 75 kW.
Klasse 3: grote machines met vaste fundering. > 75 kW.
Klasse 4: grote machines met verende of dempende fundatie.

ISO 10816

Breedband metingen van trillingen zijn de meest gebruikte methode voor de diagnose van de algemene machine conditie. Daarbij wordt veelvuldig de ISO 10816 aanbevelingen voor machine condition monitoring gehanteerd:

• Groene Zone A: Trilling waardes van een nieuwe machine.
• Gele Zone B: De aandrijving kan continue draaien zonder belemmeringen.
• Oranje Zone  C: De conditie van de aandrijving is niet geschikt voor continue bedrijf. Neem maatregelen op korte termijn om beginnende schade te voorkomen.
• Rode Zone D: De trilling die de aandrijving ondervind zijn gevaarlijk hoog er moet op korte termijn actie worden ondernomen zodat geen permanente schade ontstaat. 

Voor meer informatie over de schokpulsmethode en het bepalen van de conditie van de lagers in uw elektromotor kunt u contact opnemen met de specialisten van Elektromotoren De Vier.