Wälzlager

Örtliche Fehler auf den Laufbahnen oder den Wälzkörpern von Wälzlagern erzeugen periodische Stöße. Diese treten mit einer Frequenz oder Wiederholrate auf, die vom Ort des Schadens, z. B. dem Außenring, Innenring oder Wälzkörper abhängt.

Zu Beginn einer noch mikroskopisch kleinen Schädigung erzeugen die beim Überrollen entstehenden kurzen Impulse Frequenzen bis 300 kHz. Dabei werden eine Reihe von Strukturresonanzen und die Resonanz des Schwing-beschleunigungssensors angeregt. Im Frequenzspektrum heben sich diese durch die Resonanzen verstärkten Frequenzbereiche deutlich von den weiteren durch diese Schädigung verursachten Frequenzen ab.

Das vom defekten Wälzlager erzeugte Spektrum wird in der Regel von anderen  Maschinenschwingungen überlagert und teilweise verdeckt. Die Kunst bei der Wälzlager-zustandsdiagnose besteht darin, einen Frequenzbereich zu finden, in dem das Signal des defekten Wälzlagers diese Schwingungen überragt.

Die Wiederholrate oder auch Schadenspassierfrequenz kann am besten durch Bildung der Einhüllenden (Enveloping) des vom Wälzlager ausgehenden Signals herausgefiltert und in einer Art Spektrum dargestellt werden. Die theoretische  Schadenspassierfrequenz kann auf Basis der geometrischen Wälzlagerdaten und der Drehfrequenz des Rotors rechnerisch ermittelt werden, wobei dabei reines Rollen im Lager unterstellt wird. In der Realität ist der Schlupf der Wälzkörper zu berücksichtigen, so dass die errechneten Schadensfrequenzen nur als Anhaltspunkt für die Beurteilung herangezogen werden sollten. Amplitudenmodulationen können darüber hinaus Seitenbänder erzeugen.

Moderne Softwarepakete zur zustandsorientierten Instandhaltung enthalten Wälzlagerdatenbanken mit Lagern  verschiedener Hersteller, um die Berechnung der Schadensüberrollfrequenzen zu erleichtern und die errechneten Frequenzen als zusätzliche Analysehilfe in die gemessenen Spektren einzublenden.