Piezoelectric Accelerometers

V8750 − Schwingprüfung der nächsten Generation

Die herausragende Schockleistung und der niedrige Energieverbrauch des LDS V8750 stehen für den Beginn der Schwingprüfung der nächsten Generation. Eine neue Generation, die zunächst einmal eine Effizienz bietet, die weit mehr bringt als nur Zeitersparnis. In unserem Interview stellen wir Ihnen das Schwingprüfsystem LDS V8750 vor und erklären, wie es Ihre Effizienz in jeder erdenklichen Weise verbessert.

Für einen mittelgroßen elektrodynamischen Shaker weist der neue Shaker eine beeindruckende Schockkraft auf. Wie verbessert das die Leistung?

DISCOM-Analysatorsysteme für ProduktionstestsGEHE ZU:
Wie erzielt man Leistungsverbesserungen mit dem Shaker-System LDS V8750?
Wie minimiert man Inspektionsrisiken mit dem Shaker-System LDS V8750?
Wie senkt man die Betriebskosten mit dem Shaker-System LDS V8750?
Wie steigert man die Effizienz mit dem Induktiven Zentriersystem von LDS?
Wie erzielt man höhere Flexibilität mit dem Shaker-System LDS V8750?

Hochentwickelte Technologien sind aus unserem Alltag bereits nicht mehr wegzudenken. Vom Auto bis zum Smartphone sind elektronische Steuergeräte verbaut und im täglichen Gebrauch unterschiedlichen Kräften ausgesetzt. Um sicherzustellen, dass die eingebaute Elektronik den Schockkräften standhält und die Anforderungen von Kunden, Märkten und Industriestandards erfüllt, müssen Schockprüfungen mit hoher Beschleunigung durchgeführt werden (z.B. 150 g 0,5 ms, 150 g 6 ms, 100 g 11 ms, 100 g 6 ms, 50 g 11 ms und 50 g 6 ms).

Um auf einem luftgekühlten Shaker für mittlere Kraftvektoren eine gute Schockleistung zu erreichen, gab es in der Vergangenheit zwei Möglichkeiten: 

  1. Kauf eines zusätzlichen größeren und leistungsstärkeren Shakers.
  2. Verwendung eines speziell entwickelten und mitgelieferten Anpassungstransformators zwischen Verstärker und Shaker. Der Anpassungstransformator erreicht eine optimale Leistung durch die Verwendung von Stichleitungen, die normalerweise auf Übersetzungsverhältnisse von 2 – 3 begrenzt sind. Neue Testanforderungen können berücksichtigt werden, weisen jedoch nicht das optimale Übersetzungsverhältnis zur Durchführung des Tests auf, wodurch die Nutzlast begrenzt wird. 

Diese Möglichkeiten ließen einerseits die gewünschte Schockleistung zu, erhöhten aber auch die Gesamtkosten des Systems.

Das Design des neuen Systems V8750 mit der XPAK-Verstärkerarchitektur bietet standardmäßig eine hohe, mit dem Shaker-Design einhergehende Schockleistung, wodurch diese Art von Spezialtechnologie mit den damit verbundenen Zusatzkosten überflüssig wird. Das System erfüllt diese anspruchsvollen Spezifikationen für Schocktests mit sinnvoll dimensionierten Nutzlasten in Standardkonfigurationen und gewährleistet so die Zuverlässigkeit und Zukunftssicherheit der LDS-Schwingprüfsysteme. Das verstellbare Gestell des XPAK-Verstärkers ermöglicht es Ihnen, das Setup für jedes neue Schocktestprofil zu maximieren, sodass der Verstärker bei Bedarf vom Standard-48-kVA- auf den 88-kVA-Verstärker für Schockprüfungen mit hoher Beschleunigung aufgerüstet werden kann.

Vergleicht man die Leistung bei Schockprüfungen mit hoher Beschleunigung mit der des LDS V875LS, wird die beeindruckende Leistungssteigerung noch einmal deutlich. Abgesehen davon, dass mit einem LDS V875LS kein Halbsinus-Schockimpulstest mit 100 g 11 ms möglich ist, kann mit dem V8750-XPA88K eine Nutzlast von 50 kg erreicht werden.
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LDS V8750

Half sine shock performance graph 

Wie verbessert das neue Shaker-System LDS V8750 + XPAK die Nutzungsdauer?

Mechanische Systeme mit bewegten Teilen erfordern einen Service mit Wartung, um die Leistung und Zuverlässigkeit des Schwingprüfsystems auf höchstem Niveau zu halten. Zum Schutz der Investition und zur Maximierung der Nutzungsdauer sorgt der neue Remote-Service für das Shaker-System LDS V8750 XPAK – ein neuer Bestandteil unserer Serviceverträge – für eine optimale Leistung Ihres Systems.

Das Shaker-System LDS V8750 ist mit Standard- und optionalen Sensoren ausgestattet, die den Zustand des Systems kontinuierlich überwachen. Diese Daten stehen in Echtzeit über die Touchscreen-Schnittstelle des Verstärkers zur Verfügung und werden im Verstärker zur späteren Analyse gespeichert, um eine vorbeugende Wartung und Fehlererkennung zu unterstützen. 

Vorteile des digitalen Service

Darüber hinaus ermöglicht das System eine Anbindung für Ferndiagnose und Support durch das HBK-Serviceteam über eine Kunden-LAN-Verbindung oder eine 4G-Router-Verbindung zum HBK-VPN-Server. Durch maßgeschneiderte Service-Dashboards, die auf dem Download und der Analyse von Verstärkerdaten basieren, kann das HBK-Serviceteam von überall aus bei der Fehlererkennung und -diagnose helfen. 

Sobald der Fehler erkannt wurde, können Sie über den Touchscreen Änderungen an der Verstärkerkonfiguration vornehmen, ohne dass der HBK-Service eingreifen muss, z.B. Betriebsarten ändern, die Anzahl der verwendeten Module reduzieren, Grenzwerte ändern. Sollten detailliertere Analysen notwendig werden, kann optional auch ein Fernzugriff auf den Verstärker erfolgen – ohne vor Ort sein zu müssen oder um notwendige Vor-Ort-Besuche besser vorzubereiten. Diese Fernsteuersoftware ist auch für Kunden erhältlich, die den Verstärker im lokalen Netzwerk steuern und/oder überwachen möchten


Können Sie im Detail erklären, wie das neue Shaker-System Verbesserungen im Hinblick auf Geräuschpegel und energieeffiziente Nutzung bringt?

Schwingprüfungen mit einem Shaker verbrauchen viel Energie, was die Kosten eines Tests deutlich erhöhen kann. Außerdem können einige Prüfverfahren im Automobilbereich, wie z. B. Betriebsfestigkeits- oder BSR-Tests, durch das Lüftergeräusch beeinträchtigt werden. Mit den Betriebsarten COOL und QUIET des Verstärkersystems LDS XPAK ist es möglich, den Energieverbrauch bei gleichzeitiger Reduzierung der Betriebskosten und des Geräuschpegels zu senken. Aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften können beide Betriebsarten nur getrennt verwendet werden.

Die Betriebsart COOL ist in den Verstärker integriert, der die Systemeinstellungen automatisch anpasst, um den für den Test erforderlichen Stromverbrauch zu reduzieren. Die Betriebsart COOL kann auf dem Touchscreen-Display des Verstärkers manuell aktiviert und deaktiviert werden, wobei die geschätzte Einsparung (kVA) und die Leistung (kVA und % der maximalen Leistung) bei Aktivierung angezeigt werden.

Die Reduzierung der Leistungsaufnahme wird durch die Überwachung der Temperaturen über Thermoelemente direkt an der Armatur und den Feldspulen des Shakers sowie der für die Prüfung benötigten Spannung und Stromstärke erreicht. Zudem werden die Lüfterdrehzahl und die Feldstärke des Shakers an den jeweiligen Test angepasst, was einerseits den Geräuschpegel deutlich reduziert und andererseits je nach Teststufe erhebliche Betriebskosten einspart. 

Vergleicht man die typischen Stromeinsparungen des LDS V875LS und des V8750, kann mit der Betriebsart COOL eine deutliche Reduzierung erreicht werden. Beispielsweise kann bei 25 % Betriebsleistung der Stromverbrauch um 66 % gesenkt werden. Bei jährlicher Nutzung Ihres Shakers bei 25 % Betriebsleistung und einem jährlichen Betriebsleistungsverhältnis von 70 % ergibt dies eine jährliche Einsparung von 162 MWh oder 27,75 Tonnen CO2– eine Emission, die einem 6,3-fachen Flug rund um die Erde oder 14,8 mal einem Flug von London nach Sydney entspricht.

Betriebsart COOL spart Energie

In der Betriebsart QUIET läuft das System mit ausgeschaltetem Shaker-Lüfter, wodurch der vom System erzeugte Geräuschpegel minimiert wird. Auch die Verstärkereinstellung wurde optimiert, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu erhöhen. Diese Aspekte sind besonders nützlich für Anwendungen mit geringer Leistung (BSR- und Betriebsfestigkeitstests).

Da das System während des Betriebs ohne Kühlung läuft, wird die Temperatur des Shakers während des gesamten Tests überwacht, um das System vor Überhitzung zu schützen. Außerdem kann der Lüfter am Ende des Tests eingeschaltet werden, um den Shaker schnell wieder auf Umgebungstemperatur abzukühlen.


Der neue Shaker ist mit einem integrierten Induktiven Zentriersystem ausgestattet. Was ist der Vorteil davon?

Das Zentriersystem eines Shakers positioniert die Armatur innerhalb des Shakers, um sicherzustellen, dass der richtige (maximale) Schwingweg für das erforderliche Vibrationsprofil erreicht werden kann. Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Armaturzentrierung. Der typische Armatursensor verwendet jedoch optische Technologien, da diese Art von Technologie in der elektromagnetischen Umgebung der Armatur eines Shakers funktioniert.

Mit der optischen Technologie gehen erhöhte Anforderungen einher, wie zum Beispiel die in Testumgebungen übliche ständige Neukalibrierung und Reinigung des Sensors bei Einwirkung von Staub oder Feuchtigkeit. Dies verkürzt die Wartungsintervalle und erhöht die Ausfallzeiten, was die Effizienz vermindert. Im schlimmsten Fall kann ein defekter Sensor auch den gesamten Shaker und die zu testende Nutzlast beschädigen.

Obwohl induktive Sensoren normalerweise nicht eingesetzt werden, weil sie der elektromagnetischen Umgebung nicht gewachsen sind, verwendet das eingebaute Induktive Zentriersystem (ICS) des LDS V8750 ein induktives Verfahren sowie eine neue Technologie, um es gegen die Einflüsse der elektromagnetischen Umgebung immun zu machen.

Das ICS, das Induktive Zentriersystem von HBK, hält die Armatur während einer Schwingprüfung automatisch in ihrer Mittelposition und stellt so sicher, dass Tests mit großem Schwingweg wiederholt und ohne versehentliche Abschaltungen aufgrund von kurzzeitigen Verriegelungen durchgeführt werden können. Dies macht das ICS immun gegen Variablen, die eine Armaturdrift verursachen können, wie z. B. Staub und Hitze, und bietet eine höhere Zuverlässigkeit. Das ist jedoch noch längst nicht alles. Das ICS ist wartungsfrei, sodass Sie Ihre Tests durchführen können, ohne sich Gedanken machen zu müssen. Sie müssen nicht auf den routinemäßigen Vor-Ort-Service oder die Kalibrierung des Sensors warten, da keine technischen Maßnahmen erforderlich sind.


Dank seines modularen Aufbaus ist das neue Shaker-System LDS V8750 + XPAK einfach erweiterbar. Was bedeutet das für die Flexibilität?

V8750 ist mit zwei möglichen Armaturgrößen (440 und 640 mm Durchmesser) erhältlich, auf einer luftisolierten Grundplatte aufgestellt oder auf einem luftisolierten Lin-E-Air-Schwenkgestell montiert. Der Verstärker XPAK ist in 48- und 88-kVA-Varianten erhältlich. Basierend auf der Standardkonfiguration können Sie andere Optionen wählen, die für den Ersteinsatz geeignet sind, mit der Möglichkeit, die Kapazität Ihres Systems später zu erweitern. Wählen Sie aus den folgenden Optionen, um Ihr System flexibel aufzurüsten:
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Shaker-System-Ausrüstung

  • LDS® Headexpander (geführt und ungeführt) vergrößern die effektive Montagefläche zur Aufnahme größerer oder zahlreicher Nutzlasten
  • LDS®-Thermobarrieren/Extender schützen den Shaker vor hohen und niedrigen Temperaturen und ermöglichen die Nutzung von Klimakammern für die Umwelttests. HBK arbeitet eng mit Herstellern von Klimakammern zusammen.
  • LDS®-Gleittische eignen sich ideal für Prüfanwendungen in drei verschiedenen Achsen. Aufgrund seines modularen Aufbaus ist eine zukünftige Erweiterung eines vertikalen V8750-Systems zu einem V8750-Kombisystem mit Gleittisch vor Ort möglich, wodurch Sie die Investitionskosten aufteilen können

Darüber hinaus betreibt HBK die Schwingprüfsysteme mit der passenden Analyse- und Auslegungssoftware sowie Datenerfassungshardware und -software, die Betriebsfestigkeits- und Zuverlässigkeitsprüfungen ermöglichen – gleichzeitig oder unabhängig:

  • HBK-Beschleunigungssensoren und andere Aufnehmer wie Kraftaufnehmer oder Dehnungsmessstreifen
  • LASERUSB-Controller für die Shaker-Steuerung
  • Datenerfassungshardware und -software zur Überwachung der Prüfobjekte während des Shakertests
  • LDS-Wartungs-, Kalibrier-, Reparatur-, Schulungs- und Instandhaltungsverträge für Ihr Shaker-System
  • HBK Prenscia-Software zur Konzeption eines repräsentativen Tests basierend auf der Äquivalenz der Ermüdungsschädigung

 

Vergessen Sie nicht, an unserem digitalen Launch-Event teilzunehmen und die nächste Generation der Schwingprüfung zu entdecken!

LDS V8750-Webinar