Schwingungstests - "Dos und Don't für die Gestaltung der Testanlage“

Dies ist der erste aus einer Reihe von Artikeln, die Hilfestellung zur Vermeidung von bei der Entwicklung, Installation und dem Betrieb von Schwingprüfsystemen häufig auftretenden Problemen und Schwierigkeiten geben sollen.

Der Artikel basiert auf der langjährigen Erfahrung von Brüel & Kjær VTS in der Welt der Schwingungstechnik und der Fülle von Problemstellungen, die sich bei Schwingungsprüfungen an Bauteilen und Baugruppen ergeben können. Hier betrachten wir die Gestaltung der Testanlage, d.h.:

  • Aufbau
  • Umgebungsbedingungen
  • Serviceleistungen und Verkabelung
  • Elektromagnetische Auslegung

Gestaltung des Kontrollraums

Lage des Kontrollraums

Lage des Kontrollraums
Der Kontrollraum sollte, wenn möglich, in Sichtweite des Schwingprüfsystems liegen. Wenn dies nicht möglich ist, sollte ein Videoüberwachungssystem installiert werden, um den Schwingerreger im Auge behalten zu können.

Zugang zum Raum
Sowohl für die Installation und Wartung des Schwingprüfsystems als auch für die einfache und sichere Montage von Nutzlasten und Vorrichtungen sollte ein entsprechender Zugang vorhanden sein.

Schwingungen
Während der Prüfungen auf den Boden übertragene Schwingungen, insbesondere bei niedrigen Frequenzen, sollten unbedingt berücksichtigt werden. Es gibt verschiedene Montageoptionen zur Reduzierung von transienten Schwingungen; sie alle haben jedoch eine Grenze für niedrige Frequenzen. Eine durch unzureichende Schwingungsisolation verursachte Resonanzfrequenz kann zu übermäßigen Bewegungen des Schwingerregers und sogar zu Schäden am umliegenden Gebäude führen.

Aufstellung des Verstärkers
Der Systemverstärker sollte nicht direkt an einer Wand aufgestellt werden, da dadurch der zur Kühlung verfügbare Luftstrom eingeschränkt wird; die Wartung wird auch vereinfacht, wenn um den Verstärker herum ausreichend Platz ist. Die Systembenutzerhandbücher enthalten detaillierte Empfehlungen dazu.

Airglide-Füße (Schwingerreger auf Luftkissen verfahrbar)
Wenn Anlagen mit ‘Airglide’-Füßen ausgestattet ist, muss sichergestellt werden, dass der Boden eine geeignete Oberfläche und Ebenheit wie in der Bedienungsanleitung angegeben aufweist.

Lüfterschläuche
Verlängerte Lüfterschläuche sollten nur nach Rücksprache mit dem Engineering-Team von Brüel & Kjær VTS angebracht werden; Schlauchverlängerungen können zu einer Überhitzung des Schwingerregers führen. Aus demselben Grund sollten Schläuche nicht geknickt und in Entwurfszeichnungen dargestellte Schlauchanordnungen nicht ohne Rücksprache mit Brüel & Kjær VTS verändert werden.

Bodenbelastung
Der Boden muss die Last des Schwingprüfsystems tragen können – Schwingerreger und ihr Zubehör sind schwer.

Position von Netzanschlussschaltern
Trenn/Netzanschlussschalter sollten an einer gut zugänglichen Stelle in der Nähe des Verstärkers angebracht werden. Die Positionierung muss den relevanten Sicherheitsvorschriften entsprechen.

Geräuschpegel
Beachten Sie, dass aufgrund der Beschaffenheit von Schwingprüfsystemen durch den Anker hörbare Geräusche erzeugt werden. Bei größeren Systemen kann dies häufig zu einem hohen Geräuschpegel führen. Die Nutzung von schalldämmenden Strukturen und schallgedämmten Räumen usw. sollte sorgfältig geprüft werden Die Geräuschpegel der Schwingerreger sind in den Benutzerhandbüchern angegeben.

Andere Anlagen
Die Aufstellung von Schwingprüfsystemen neben anderen schweren Anlagen kann aufgrund der Übertragung von Schwingungen oder elektrischen Störungen zu Problemen führen.


Umgebungsbedingungen für die Schwingungsprüfung

Umgebungsbedingungen für die Schwingungsprüfungg

Temperatur und Luftfeuchte
Es wird empfohlen, Geräte von Brüel & Kjær VTS nicht außerhalb der Grenzen für Temperatur und Luftfeuchte zu betreiben; diese sind in den entsprechenden Benutzerhandbüchern angegeben.

Große Höhen
In größeren Höhen wird die Kühlung des Schwingerregers durch die geringere Luftdichte beeinflusst. Sollte dies ein Problem darstellen, empfiehlt es sich, das Engineering-Team von Brüel & Kjær VTS um weiterführende Beratung zu bitten.

Sauberkeit
Das Schwingprüfsystem und andere zugehörige Geräte dürfen nicht in feuchten, öligen, schmutzigen oder staubigen Umgebungen betrieben werden. Schmutz und Staub können dazu führen, dass das Mittenpositioniersystem (sofern vorhanden) nicht ordnungsgemäß funktioniert. Wasseransammlung aufgrund feuchter Bedingungen führt zu Korrosion des Schwingerregers und kann auch elektrischen Kurzschlüsse verursachen. Öl auf oder um den Schwingerreger herum macht die Oberflächen rutschig und stellt eine Gefahr für das Bedienpersonal dar. Die Reinigung und Ordnung der angrenzenden Bereiche sind wesentlicher Bestandteil der täglichen Wartungsarbeiten.

Kondensation
Wenn durch die Betriebstemperatur und Luftfeuchtigkeit (zum Beispiel beim Betrieb mit einer Wärmekammer) die Temperatur des Ankers des Schwingerregers unter den Taupunkt fällt, kondensiert Feuchtigkeit auf dem Anker. Dies kann zu Korrosion am Rahmen und zu Kurzschlüssen führen. Diese Probleme können vermieden werden durch:

  • Verwendung einer thermischen Barriere
  • Montage von Heizelementen um die Anker-/Kammerschnittstelle herum
  • Umleitung der vom Lüfter ausgestoßenen warmen Luft in Richtung der Unterseite der Kammer

Vakuum
Wird der Schwingerreger mit einer Unterdruckkammer eingesetzt, saugt die Kammer den Anker an. Bei Lösungen mit luftgekühltem Schwingerreger sollte erwähnt werden, dass die Lastkompensation auf Überdruck basiert, so dass eine spezielle Steuerung erforderlich ist. In wassergekühlten Schwingprüfsystemen ist eine kleine Vakuumpumpe installiert, die Unterdruck auf den Anker erzeugt. Dies wirkt jedoch gegen die Vakuumpumpe der Kammer, die in der Regel größer ist.

Wärmeausdehnung
Bei der Verwendung einer Wärmekammer sind die Wärmeausdehnung und die daraus resultierenden Belastungen zu beachten; dies ist besonders wichtig, wenn die Kammer an einen Gleittisch mit mehreren Lagern angebunden ist.

Korrosion von Bauteilen mit Magnesium
Die in Gleittischen, Head Expandern und anderen Bauteilen verwendete Magnesiumlegierung ist korrosionsanfällig, daher sollten die Hinweise zur Pflege und Wartung eines Schwingprüfsystems in den Benutzerhandbüchern sorgfältig befolgt werden.


Serviceleistungen und Verkabelung von Geräten für die Schwingungsprüfung

Serviceleistungen und Kalibrierung

Verfügbarkeit von Dienstleistungen
Es wird empfohlen, sicherzustellen, dass alle für das Gerät erforderlichen Serviceleistungen verfügbar sind und den Angaben in den jeweiligen Benutzerhandbüchern entsprechen.

Verkabelung
Beim Verlegen der Kabel sind folgende Punkte zu beachten:

  • Alle Kabel sollten so kurz wie möglich sein, da Kabel, die länger sind als in den Benutzerhandbüchern angegeben, die Leistung eines Systems beeinträchtigen können. Im Zweifelsfall wenden Sie sich an das Engineering-Team von Brüel & Kjær VTS
  • Es ist darauf zu achten, dass keine übermäßigen Lasten und Zugkräfte auf die Kabelabschlüsse wirken
  • Die Durchführungen für Ankerantrieb und Feldverkabelung sollten belüftet werden, um mögliche Wärmeentwicklung zu vermeiden, die die Leistung beeinträchtigen und Schäden verursachen könnte
  • Kabel sollten zur Vermeidung von Stolpergefahren sauber und sicher verlegt werden
  • Strom- und Signalkabel sollten separat verlegt werden, um Störungsfreiheit zu gewährleisten
  • Alle Signalkabel sollten abgeschirmt sein; für die Übertragung analoger Signale über größere Entfernungen sollten Triaxialkabel verwendet werden

Weitere Hinweise zur Verkabelung finden Sie in den entsprechenden Benutzerhandbüchern.


Elektromagnetische Auslegung des Aufstellungsortes

Schutzerdung und Erdung zur Funkentstörung
Es wird empfohlen, Schutzerden zu montieren und möglichst zu verwenden. Erdungen zur Funkentstörung des angegebenen passenden Typs sollten eingesetzt werden. Weitere Hinweise zur Erdung finden Sie in den entsprechenden Benutzerhandbüchern.

Montage des Schwingerregers
Der Körper des Schwingerregers ist aus Stahl gefertigt, um die Leitung von Magnetfeldern zu ermöglichen. Wenn der Körper mit großen Stahlbauteilen verbunden ist, die nicht von Brüel & Kjær VTS geliefert werden, fließen diese Felder in die Verbindungsteile ein. Dies kann zu Problemen mit magnetisierten Platten, Rückgang des Flusses im Schwingerreger und/oder großen magnetischen Streufeldern führen.

Aufstellung der Steuergeräte
Wenn sich die Steuergeräte in der Nähe des Schwingerregers befinden, kann das magnetische Streufeld den Monitor verzerren.

Niederfrequentes Feld
Brüel & Kjær VTS empfiehlt, dass Mitarbeiter, insbesondere solche mit medizinischen Implantaten, den Gefahrenbereich während der Schwingungsprüfung nicht betreten.

Weitere Hinweise zu sicheren Vorgehensweisen und Gefahren finden Sie in den entsprechenden Benutzerhandbüchern.


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