I över 40 år har den ursprungliga Stötpulsmetoden (SPM) framgångsrikt använts för att snabbt, enkelt och tillförlitligt göra en diagnos av driftskonditionen hos rullningslager.

Under hela sin livstid ger lagren upphov till stötar mellan det belastade rullningselementet och kulbanan. Stötarna tas upp av SPM-givaren som avger elekriska pulser i en storlek som står i proportion till stötarnas. I motsats till en vibrationsgivare reagerar stötpulsgivaren vid sin noggrant inställda resonansfrekvens på ca 32 kHz, vilket möjliggör en kalibrerad mätning av stötpulsernas amplitud.

Mäta dBm/dBc

Stötpulser från kullagret går genom godset och fångas upp av givaren. Givaren omvandlar stötarna till elektriska signaler vilka kan behandlas för ge en stötpulsmatta och ett maxvärde.

How shock pulses travel from the bearing via the transducer which converts the shocks to electric signalsStötpulsmätaren räknar frekvensen (antalet inkommande stötpulser per sekund) och varierar mättröskeln tills två amplitudnivåer är fastställda:

  • Stötpulsmattenivån (ungefär 200 inkommande stötar per sekund. Denna nivå visas som dBc (decibel carpet value).
  • Maxnivån (högsta inkommande stöt mätt under 2 sekunder). Denna nivå visas som dBm (decibel maximum value). Med hjälp av en blinkande indikator eller hörlurar kan användaren fastställa ett maxvärde genom att gradvis höja mättröskeln tills ingen signal längre registreras.

På grund av ett mycket stort dynamiskt omfång mäts stötpulser på en decibelskala (1000 x ökning mellan 0 och 60 dB).

Stötpulsamplituden beror på tre grundfaktorer:

  • Rullkropparnas hastighet (lagrets diameter och rpm).
  • Oljefilmens tjocklek (avståndet mellan metallytorna i lagrets rullbana). Oljefilmens tjocklek beror på oljetillgången men också på uppriktning och belastning.
  • Det mekaniska tillståndet hos lagrets ytor (ojämnheter, utmattning, skador, lösa metallpartiklar).

Ingångsdata

Effekten av rullkropparnas hastighet på signalen neutraliseras genom att ange varvtal och axeldiameter med en rimlig noggrannhet. Detta sätter initialvärdet (dBi), startpunkten för den” normaliserade” konditionsskalan.

Utvärdering

Initialvärdet och gränserna för de tre konditionszonerna (grönt - gult - rött) har fastställts empiriskt genom att testa lager under olika driftsförutsättningar. Maxvärdet placerar lagret på konditionsskalan. Höjden på stötpulsmattan och delta (dBm minus dBc) kan indikera smörjningskvalitet eller installations- och uppriktningsproblem.

Analysera dBm/dBc (SPM Spectrum™)

Syftet med SPM Spectrum är att verifiera källan till höga stötpulsvärden.

Source of shock pulses can be determined by analyzing the shock pulse measurement in a frequency domain

Stötar orsakade av lagerskador har ett mönster som motsvarar kulpassagefrekvensen på den roterande kulbanan. Stötar orsakade av exempelvis kuggskador har annorlunda mönster, medan stötar från störkällor normalt inte har mönster som överensstämmer med symptomen från de övervakade maskinelementen.

Signal och mätning

Resonansfrekvensen i stötpulsgivaren, kalibrerad till 32 kHz, är den idealiska bärvågen för transienter orsakade av stötar. Givarens utsignal är samma typ av demodulerade signal som produceras genom “enveloping” med en vibrationsgivare, med en viktig skillnad: SPM-givarens respons på både frekvens och amplitud är exakt justerade. Därmed finns inget behov att söka efter osäkra och skiftande maskinresonanser för att hitta en signal.

En enhet för amplitud i ett SPM-spektrum är SD (Shock Distribution unit), där varje spektrum är skalat så att det totala RMS-värdet av alla spektrumlinjer = 100 SD = tidssignalens RMS-värde. Alternativet är SL (Shock Level unit), frekvenskomposantens RMS-värde i decibel. Larmnivåer sätts manuellt för varje symptom för att visa utvärderade resultat i grönt - gult - rött.

Ingångsdata

Mönsterigenkänning kräver precisa uppgifter om lagret och exakt mätning av varvtalet. Varvtalet bör mätas, inte förinställas. De faktorer som bestämmer lagrets frekvenser hämtas från lagerkatalogen i Condmaster genom att ange lagrets ISO-nummer.

Utvärdering

Lagrens frekvensmönster är förinställda i Condmaster. Genom länkning av symptomgruppen “Lager” till mätpunkten kan användaren framhäva ett visst lagermönster genom att klicka på dess namn. Andra symptom kan läggas till vid behov, t ex för kuggskademönster. En tydlig matchning av ett lagersymptom i spektrat är bevis för att den uppmätta signalen kommer från lagret.