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Grundlagen der Schwingungstechnik und Zustandsüberwachung - Condition Monitoring

Grundlagen Schwingungen - Maßnahmen zur Schwingungsreduzierung - Schwingungsaufnehmer, Signalverarbeitung und Auswertung

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Grundlagen der Schwingungstechnik und Zustandsüberwachung - Condition Monitoring

Im ersten Teil des Schwingungsseminars werden Grundlagen der Schwingungen vermittelt. Des Weiteren erläutern die Referenten Maßnahmen zur Schwingungsreduzierung. Sensoren und deren Messprinzipe sind ein weiterer Schwerpunkt. Die Signalverarbeitung wird ebenfalls erläutert.
Im Themenkomplex Auswertung beschäftigen sich die Referenten mit Pegeldarstellung und deren Analyse im Zeitbereich. Bei der Schadenserkennung durch Signalanalyse geht es um Wellen. Hier spielen Ausricht- und Unwuchtfehler eine Rolle. Bei Kupplungen geht es um Ausricht- und Teilungsfehler, bei Lagern um Wälzlagerschäden. Bei Getriebe erläutern die Referenten Zahnradschäden und bei Lüftern werden Unwuchten diskutiert.

Zum Thema

Schwingungsüberwachungen nehmen einen großen Raum in der automatisierten Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen ein. Sowohl der Hersteller als auch der Anwender muss die optimale Lösung aus der Vielfalt der technischen Möglichkeiten und Einstellungsmöglichkeiten in der Messtechnik umsetzen, um ein sinnvolles Ergebnis zu erzielen. Besonderer Wert wird auf die praktische Umsetzung, die Anwendbarkeit im beruflichen Alltag und Plausibilitätstests gelegt. 

Programm

1. Tag, 10:00 - 17:30 Uhr

10:00 - 11:30 Uhr
Grundlagen Schwingungen (Kuttner, Thomas)
- freie ungedämpfte und gedämpfte Schwingungen
- Schwinger mit 1 Freiheitsgrad
- Eigenkreisfrequenz
- Analogie Translations- und Rotationsschwinger mit einem Freiheitsgrad
- erzwungene Schwingungen am Schwinger mit einem Freiheitsgrad
- Federkrafterregung
- Massenkrafterregung
- Schwingungsisolierung

12:30 - 14:00 Uhr
Maßnahmen Schwingungsreduzierung (Kuttner, Thomas)
- Dynamik der starren Maschine
- Dämpfer
- Tilger
- aktive Systeme

14:00 Uhr
Kaffeepause

14:15 - 15:45 Uhr
Sensoren
- Messprinzipe
- Auswahl des Messprinzips
- Schwingungsaufnehmer
- Kraftaufnehmer
- Drehmomentmessung
- Signalaufbereitung
- Frequenzgang
- Einflussgrößen
- Montage
- TEDS

16:00 - 17:30 Uhr
Signalverarbeitung (Kuttner, Thomas)
- Messverstärker
- Filter und Frequenzgang
- Rauschen, Verzerrung und Übersteuern
- Isolation und Abschirmung
- A/D-Wandlung
- Abtasttheorem

2. Tag, 09:00 - 16:00 Uhr

09:00 - 10:30 Uhr
Signalanalyse (Rohnen, Armin)
- Signalanalyse im Zeitbereich
- Pegel (RMS, MAX), Scheitelwert (Crest-Faktor)
- Hüllkurve
- 1/N-Oktavanalyse
- Differenzieren und Integrieren von Zeitsignalen
- Korrelation - Autokorrelation, Kreuzkorrelation

10:30 Uhr
Kaffeepause

10:45 - 12:30 Uhr
Signalanalyse im Frequenzbereich
- Fourier Transformation DFT bzw. FFT
- Frequenzauflösung versus Zeitauflösung
- Blocksize, Fensterung, Leakage
- Differenzieren und Integrieren im Frequenzbereich
- "Spektrum" - Betragsspektrum, Auto-Power-Spektrum (APS), Spektrale
- Leistungsdichte (PSD)
- Modulation
- Übertragungsfunktion (FRF)
- Kohärenz
- Ordnungsanalyse

13:00 - 16:00 Uhr (mit Pausen)
Schadenserkennung durch Signalanalyse (Rohnen, Armin)
- Wellen: Ausricht- und Unwuchtfehler
- Kupplungen: Ausricht- und Teilungsfehler
- Lager: Wälzlagerschäden
- Getriebe: Zahnradschäden
- Lüfter: Unwuchten

 

Zielsetzung

In dieser Veranstaltung lernen Sie, Sensoren für Messaufgabe aus der Schwingungsüberwachung auszuwählen, über ein vertieftes Verständnis der eingesetzten Messtechnik und Auswerteverfahren zu einer besseren Qualität der Ergebnisse aus Schwingungsmessungen zu gelangen sowie die Resultate fundiert auszuwerten und zu interpretieren. 

Teilnehmerkreis

Ingenieure und Techniker des Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbaues, die Messaufgaben auf dem Gebiet der Schwingungsüberwachung planen, durchführen und auswerten bzw. die Messtechnik für den Einsatz auswählen, applizieren und die Ergebnisse aufbereiten.

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Referenten

Prof. Dr.-Ing. Thomas Kuttner

Universität der Bundeswehr, München

Beruflicher Werdegang
1985-1990 Studium Maschinenbau an der TU Dresden, Schwerpunkt Werkstofftechnik
1990-1993 Promotion TU Berlin zum Kriechverhalten einkristalliner Nickelbasislegierungen für Turbinenschaufeln
1993-1995 Postdoc am Hahn-Meitner-Institut Berlin 
1995-2002 Industrietätigkeit (BMW Rolls-Royce, Deutsche Bahn)
seit 2002 Professor für Technische Mechanik, Universität der Bundeswehr München, Fakultät für Maschinenbau

Dipl.-Ing. Armin Rohnen

Hochschule München, Faktultät 03 - Verbundlabor Fahrzeugtechnik, Akustik und Dynamik, München

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