Mit einem normalen Oszi wird das nichts werden. Die typischen Monitoringsysteme machen eine FFT, also Frequenzanalyse, und bekommen dazu noch ein Drehzahlsignal um die Frequenzen zuordnen zu können. Jetzt braucht man nur noch identisch wiederkehrende, konstante Lastzustände um Veränderungen erkennen zu können.

 

Gerade drüber gestolpert, siehe z.B. Seite 6. http://www.fag-ina.at/explorer/download/waelzlager/Wlzlagerschden.pdf

 

danke für den Link zum Bericht, auch wenn er vornehmlich für Wälzlager ist, die im SAAB Motor offenbar kaum verbaut sind, da hauptsächlich Gleitlager. Für das Getriebe natürlich voll relevant. Das Prinzip der Schadensbeurteilung ist aber ähnlich und kann auch auf andere Bauteile prinzipiell angewendet werden.

Also, ich habe mit dem Oszi und dem Schwingungssensor (Quartz 100 Hz -10 kHz) schon mal Messungen gemacht. Ein professionelles FFT Analysegerät habe ich natürlich nicht, aber man kann mit dem einfachen Oszi schon qualitative Bewertungen machen. Einen bestimmten Frequenzbereich einstellen und die Peaks bei jeder Frequenz bestimmen (Abzählen der Linien im Oszi). Das Bild kann man abfotgrafieren und mit einer späteren Messung unter gleichen Motorbedingungen (z.B.Leerlauf bei warmem Motor), Verstärkungsfaktor und Einstellungen am Oszi vergleichen. Die Frequenzen der Kurbelwelle lassen sich leicht zuordnen (Basisfrequenz, erste Harmonische, zweite Harmonische usw.). Bei den anderen Frequenzen (z.B. Nockenwelle, Kettentrieb) muß man das Übersetzungsverhältnis des Kettentriebs kennen (beim Viertakter hat die Kurbelwelle die doppelte Drehzahl der Nockenwelle). Wenn sich die Peaks bei bestimmten Frequenzen erhöhen, zeigt das u.U. einen beginnenden Schaden an.

 

Beispiel: Ich messe als erste Referenzmessung bei Leerlauf die Motorfrequenz (900 RPM= 150 Hz und deren Harmonische), das ist die Kurbelwellendrehzahl. Falls das Gleitlager mit steigeder Laufleistung "verschlissen" ist, würde ich später (z.b. Messungen 2x pro Jahr) durch höhere Ausschläge der Welle auch größere Peaks messen. Solange das im Bereich von ca. 5-10 % liegt, ist es unkritisch. Darüber muß man sich Gedanken machen, eventeull die Lager zu prüfen bzw. auszutauschen.

 

Bin leider noch nicht dazu gekommen, die Messungen zu machen. Ich denke aber innerhalb der nächsten 2 Wochen. Kann dann mal ein Foto der Messungen zur Diskussion hier einstellen. Der Quartz-Sensor hat übrigens eine sehr gute Auflösung, sodass kleinste Veränderungen messbar sind (Verstärkungsfaktor wird entsprechend eingestellt).

 

Viele Grüße,

Bearbeitet Oktober 9, 201410 j von turbosaabi

So, heute habe ich kurzfrisitig eine Messung gemacht und war etwas überrascht von dem Ergebnis:

Motor 2.0t (B205E) warmgefahren und im Leerlauf.

Verstärkungsfaktor des Basis-Sensorssignals von 100 mv/g Empfindlichkeit: 100 (maximal). Sensor-Meßbereich von 0,3 bis 8000 Hz.

 

Es war lediglich nur eine dominate sinusförmige Schwingung messbar bei 44,4 Hz = 2667 U//Min. Wenn man diese Frequenz durch 3 teilt, erhält man ca. 890 U/Min, was der Grundschwingung der Motorfrequenz bei Leerlauf entspricht. Also ist die gemessene Frequenz die 2. Oberschwingung (Harmonische) der Grundfrequenz. Die darunterliegeneden Frequenzen waren vom Pegel her nicht mehr messbar. Ich führe das darauf zurück, dass durch die 2 Ausgleichswellen fast alle Amplituden der Grundschwingung getilgt werden. Der B205 Motor läuft sehr schwingungsarm.

 

Die gemessene Amplitude bei 44,4 Hz war 7,5 mg (milli-g). Da es ein Beschleunigungssensor ist misst man "g"-Werte. Dabei war es fast egal, ob man oben oder unten irgendwo am Motor misst. Das Signal war überall ähnlich, nur oben etwas weniger Amplitude (ca. 5 mg).

Die Messung mit 44.4 Hz und 7,5 mg war unten am Motor, über der Lichtmaschine (siehe Foto):

 

Das abfotografieren der Schwingung am Oszi war übrigens nicht möglich, da die Belichtungszeit nicht mit der Signalfrequenz vernünftig abgestimmt werden konnte.

 

Nachtrag: Habe soeben die g-Werte mit denen vom FAG-Bericht (Link aus vorigem Beitrag) verglichen. Bei ungeschädigten Lagern liegen diese unterhalb 0,010 g. Auch wenn es hier um Wälzlager geht, kann man davon ausgehen, dass unterhalb dieser Werte (bei mir 0,007g) keine Schädigung vorliegt.

 

Freue mich auf Kommentare dazu !

Bearbeitet Oktober 11, 201410 j von turbosaabi

Lach, ja mit so einem Oszi wird das mit Bildern aufwändiger. Also entweder ein Speicheroszi oder du musst die Kamera fest davor montieren und Belichtungszeit ungefähr gleich zur Ablenkzeit (Time/DIV * 10DIV) einstellen.

 

Besser wäre eine Messkarte / Adapter (z.B. per USB angebunden) um etwas längere Zeit messen zu können. Dann kann man über die Daten auch nachträglich eine FFT laufen lassen.

 

PS: Was ist das für ein Sensor (Hersteller und Preisregion)?

das ist halt ein preiswertes Hobby-Oszi ohne eigenen Speicher. Ich bin jetzt nicht der Meßtechnik-Profi sondern "nur" Maschinenbau Ing. und wollte hier auch gar nicht soviel Aufwand betreiben, sondern nur mal aus Neugierde eine simple Motorschwingung messen.

Wie gesagt, mich hat das Ergebnis überrascht, weil ich bei maximaler Meßverstärkung von 100 nur eine maßgebende Frequenz messene konnte. Der Motor läuft im Leerlauf so schön ruhig und ausgeglichen, daß der Meßkopf ohne Befestigung stehenbleibt. Ist eben ein toller Motor

 

Da ich tatsächlich nur eine einzige Frequenz messen konnte, ist die Fourier-Transformation in diesem Fall unnötig. Braucht man vor allem für die Analyse von komplexen Schwingungsprofilen mit Grund- und Oberschwingungen. Bei meiner Messung konnte ich die Grundschwingung bei Leerlauf (890 U/min) und die erste Oberschwingung überhaupt nicht sehen. Die Motormassenkräfte erster und zweiter Ordnung sind perfekt ausbalanciert!

 

Zu dem Sensor: Das ist ein KD41 V von KDS Innomic, Piezo-Kristall mit Kompressionskeramik 100mv/g Empfindlichkeit, +/- 60 g Meßbereich, Frequenzbereich 0,3 bis 8000 Hz und 40 yg Eigenrauschen. Also kann man Signalstärken im Bereich von ein paar mg noch sehr gut messen. Der kostete vor ein paar Jahren knapp 200 Euro.

Man braucht aber einen passenden Meßverstärker mit entprechenden Filtern, Netzgerät und Kabeln. Hier habe ich nach Empfehlung des gleichen Herstellers den M32 genommen mit variabler Verstärkung von 1/10/100. So, jetzt kommt aber der Preishammer: Dieses kleine Ding kostete 320 €!

 

Also kein billiges Vergnügen um nur zum Spass mal was zu messen (hatte den damals für berufliche Zwecke angeschaft) .

Ja ja, ich hab ja nicht ohne Grund gefragt. Wir verbauen solchen Sensoren (eines anderen Hrstellers) serienmäßig in die Maschinen damit die uns nicht ständig um die Ohren fliegen sondern vorher gedrosselt werden können. Die haben dann auch gleich eine integrierte Elektronik. Ich hatte gehofft, du hättest da einen einfachen und günstigen Typ gefunden der dem Hobbisten eher entgegen kommt.