VibroMetra Dokumentation
  

Hüllkurvenanalyse

Eine Methode Wälzlagerschäden zu klassifizieren ist die Hüllkurvenanalyse. Sie ist ein unverzichtbares Werkzeug wenn komplexe Wälzlagerungen vorliegen, also die Anregungen aus verschiedenen Lagern stammen und/oder weitere Körperschallquellen vorhanden sind (z.B. Getriebe).
Ziel der Hüllkurvenanalyse ist es eine Signatur der schadhaften Lagerkomponenten zu erhalten. Dies geschieht durch Sichtbarmachung der durch Schäden verursachten Stoßimpulse. Ein intaktes Lager erzeugt eine breitbandige Schwingung, treten Defekte im Lager auf so wird diese gleichmäßige Schwingung durch die auftretenden periodischen Stöße amplitudenmoduliert. Das Verfahren der Hüllkurvenanalyse bewirkt eine Demodulation, welche die Stoßwiederholfolge (Schadensfrequenzen) extrahiert. 
Eine Hüllkurvenanalyse kann wie folgt durchgeführt werden, siehe auch Abbildungen unten:
  • Herausfilterung von Störsignalen durch Hochpass
  • Gleichrichtung des verbleibenden Signals
  • Bildung der Hüllkurve
  • Durchführung einer Fouriertransformation
     
Die so gefundenen Frequenzen lassen sich Bauteilfrequenzen zuordnen und ermöglichen eine Diagnose des Schadens sowie des Schadensausmaßes. Die Schadensfrequenzen sind auch schon im ursprünglichen Signal enthalten, sie sind jedoch deutlich schwerer zu extrahieren und zu erkennen.
 
Graphische Darstellung einer Hüllkurvenanlyse:
Hochpassgefiltertes Zeitsignal eines starken Innenringschandens.
Das Zeitsignal wurde gleichgerichtet und die Hüllkurve bestimmt.
Eine Fouriertransformation des unbearbeiteten Signals zeigt dominierende Linien. Allerdings treten neben den Bauteilfrequenzen auch andere Störeinflüsse im Spektrum auf. Die Interpretation wird, insbesondere bei schwächer ausgebildeten Schäden, erschwert.
Die FFT der Hüllkurve (Hüllkurvenspektrum) weist starke Linien auf. Diese sind die Stoßimpulswiederholfrequenzen des defekten Bauteils. Aufgrund der Lagerkinematik kann das defekte Bauteil bestimmt werden (hier ausgeprägter Innenringschaden). Die Höhe der Linien ist ein Maß für die Ausprägung des Schadens.
 
 
 
Manfred Weber
Metra Mess- und Frequenztechnik in Radebeul e.K.