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Automatisierter Modalhammer - Impulshammer

Ähnlich wie bei der manuellen Führung eines Impulshammers, sorgt die Konstruktion für eine reibungsfreie Aufhängung zur Führung der Masse. Dies gewährleistet präzise Impulse und vermeidet Doppelschläge. Die Energie, beziehungsweise die Impulskraft, wird elektromagnetisch aufgebracht.

▪ Einfache Einstellung der Impulskraft über die Steuerung
▪ Modi für einzelne und kontinuierliche Impulse
▪ Externer Trigger Eingang für die Integration in vorhandene Prüfsysteme
▪ Installation in Sekunden mit Hilfe eines üblichen Messstatives
▪ Messung von rotierenden Wellen mit z. B. berührungslosen Wirbelstromsensoren (Bild 1)
▪ Hochgradig wiederholbare Impulse in Kraft und Richtung (kein Einfluss des Bedieners)

AH2500

Vorteile

◼ Hochgradig wiederholbare Impulse in Kraft und Richtung
◼ Automatisierte, kontinuierliche Impulsanregungen
◼ Geringe Größe für eine einfache Integration
◼ Sichere Anregung rotierender Wellen

Anwendungsbeispiele

◼ Spindel Endabnahmeprüfung
◼ Prozessoptimierung
◼ Allgemeine Dynamikmessungen
◼ Experimentelle Modalanalyse
◼ FEM Modell Validierung

Exemplarischer Messaufbau und Kraftsignale

Exemplarischer Messaufbau
Impulskraft Standardabweichung

Anwendungsbeispiele:

Die Hauptanwendung ist die sichere und präzise Erregung von rotierenden Wellen wie Maschinenspindeln, Elektromotoren oder Getriebewellen. Die Fähigkeit, rotierende Wellen anzuregen, ermöglicht einen tiefen Einblick in die mechanischen Eigenschaften des untersuchten Systems. Typische Anwendungsbeispiele sind im Folgenden aufgeführt:

Spindel Endabnahmeprüfung

▪ Axiale Steifigkeit als Indikator für die Lagervorspannung

▪ Überwachung der Loslagerfunktion während des Aufheizens und der  Beschleunigung durch axiale FRF

▪ FRF für spezifischen Spindel-Zustand

Prozessoptimierung

Messung werkzeug- und drehzahlspezifischer FRF:

▪ Vermeidung kritischer Spindeldrehzahlen bei der Zerspanung

▪ Bessere Oberflächen und geringerer Werkzeugverschleiß

▪ Längere Lebensdauer der Spindel

Allgemeine Spindeldynamik

▪ Messung der Spindelnachgiebigkeit (statisch / dynamisch)

▪ Indikator für dynamische Leistungsfähigkeit der Spindel

▪ Validierung von FEM-Modellen

Strukturdynamische Messungen

▪ FRF-Messungen der Maschinenstruktur

▪ Modalanalyse im kontinuierlichen Impulsmodus

TFM-Software

Die TFM-Software (Bild 2) umfasst die Datenerfassung, -verarbeitung und -speicherung für allgemeine Messungen und spezifische Messungen unter Rotation:
▪ Schnelle Einrichtung mit absoluten (Beschleunigung) oder relativen (Wirbelstrom oder kapazitiv) Sensoren
▪ Automatische Rundlaufkompensation bei der Messung rotierender Wellen
▪ Kontinuierliche Datenerfassung und Visualisierung des letzten Impulses (Kraft und Antwort)
▪ Berechnung der FRF und Speicherung im allgemein lesbaren *csv-Format (z. B. Excel)
▪ Laden historischer FRF für einen direkten Vergleich

TFM-Software
Die TFM-Software (Bild) umfasst dieDatenerfassung, -verarbeitung und -speicherung für allgemeine Messungen und spezifische Messungen unter Rotation

Optionale Leistungen

Hardware
▪ Berührungslose Wegsensoren zur Messung der Schwingungen von rotierenden Wellen
▪ Kundenspezifische Halterungen für den stationären Einbau im Prüfstand
▪ Hammerspitzen mit unterschiedlichen Härtegraden

Software und Beratung
▪ Integration des Impulshammers mit Datenauswertung, -interpretation und -handling in die Kundeninfrastruktur
▪ Auswertung der Daten im Kontext des Spindelsystems (EOL-Prüfung, Stichprobenprüfung)
▪ Fortbildungen zur Messung von rotierenden Wellen und Interpretation der Ergebnisse im Kontext von wälzgelagerten Wellen-Systemen

Technik

Was muss ich beachten, um eine korrekte ERREGUNG durchzuführen?

Für eine korrekte Erregung muss Folgendes gewährleistet sein:

Anregung des interessierenden Frequenzbereichs mit hoher Amplitude (über dem Grundrauschen des Sensors)

Eine gleichmäßig über den zu untersuchenden Frequenzbereich verteilte Amplitude

Es muss genug Energie erzeugt werden, um den gesamten interessierenden Frequenzbereich anzuregen, aber nicht wesentlich darüber hinaus. Die Kraft darf im angeregten Frequenzbereich um nicht mehr als 20 dB abfallen, um einen ausreichenden Energieeintrag zu erhalten.

Es muss sichergestellt werden, dass genügend Kraft in die Struktur eingeleitet wird, um die Moden der Strukturen anzuregen.

Eine korrekte Anregung sollte über den zu untersuchenden Frequenzbereich folgenden Verlauf haben:

Wann verwende ich welche Hammerspitze zur Anregung?

Die allgemeine Idee ist, dass Resonanzfrequenzen leichter identifiziert werden können, indem das gleiche Kraftniveau über den gesamten Frequenzbereich angewendet wird.

Die Breite der Eingangskraft wird durch die Dauer des Stoßimpulses gesteuert. Je kürzer die Dauer des Impulses ist, desto breiter ist jedoch der Frequenzgang.

Um den Frequenzbereich der Eingangskraft zu steuern, können Sie die Hammerspitze auf zwei Arten ändern:

Hammermasse – Die Verringerung der Masse der Hammerspitze bewirkt, dass der Hammer die Struktur für eine kürzere Zeit berührt. Denn durch die reduzierte Masse kann der Hammer nach dem Auftreffen auf die Struktur leichter die Richtung wechseln und so die Kontaktzeit verkürzen.

Steifheit der Hammerspitze – Durch die Erhöhung der Steifheit der Spitze kann der Hammer auch die Kontaktzeit verkürzen. Beispielsweise könnte eine Gummispitze durch eine Metallspitze ersetzt werden.

Eine harte Spitze hat einen sehr kurzen Impuls und regt einen breiten Frequenzbereich an. Während eine weiche Spitze einen langen Impuls hat und einen schmalen Frequenzbereich anregt. Aber die Hammerspitze selbst bestimmt den angeregten Frequenzbereich nicht vollständig. Auch die örtliche Flexibilität der Struktur muss berücksichtigt werden.

Generell gilt: Je leichter der Hammer und je steifer die Spitze, desto höher der angeregte Frequenzbereich.

Auswahl der Spitzen:

Wie erkenne ich eine Doppelschlagerregung?

Eine Double-Hit-Anregung kann häufig sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich detektiert werden.

Wenn im Zeitbereich ein zweiter Peak auftritt, ist dies ein offensichtlicher Hinweis auf eine Double-Hit-Anregung.

Wenn dies nicht der Fall ist, ist es möglich, dass der zweite Peak einfach zu klein oder zu nahe am ersten Peak ist. In diesem Fall kann die Double-Hit-Anregung im Frequenzbereich detektiert werden.

Es zeigt eine der folgenden signifikanten Formen:

Wie wirkt sich eine Double-Hit-Anregung auf das Frequenzspektrum aus?

Aus dem zeitlichen Abstand zwischen den beiden Stößen lässt sich die Wirkung der Doppelanregung berechnen.

Das folgende Diagramm zeigt, wie sich der Kehrwert des Zeitintervalls auf die Störungen im Frequenzband auswirkt.