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Publicly Available Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag September 20, 2017

Schadenserkennung an Wälzlagern

Damage identification at rolling contact bearings

Xiaodong Cao, Bramila Tarigan, Hubert Schwarze and Christian Rembe
From the journal tm - Technisches Messen

Zusammenfassung

White Etching Cracks (WECs) und White Etching Areas (WEAs) sind Schadensbilder , die oftmals in Wälzlagern (z . B. in Windkraftanlagen) auftreten (siehe Abb. 1). Es fehlt bisher eine Möglichkeit , WECs und WEAs in Wälzlagern frühzeitig zu detektieren, d. h. möglichst lange bevor die Oberflächenschädigung auftritt. In diesem Beitrag wird das Schwingungsverhalten des Innenrings eines Wälzlagers (Abb . 2) im beschädigten Zustand (mit WEAs und WECs) und im Neuzustand miteinander verglichen, um eine erste Aussage über das Potenzial der vibrationsbasierenden Messmethode zur Detektion der Ausbildung von WECs und WEAs zu treffen. Mit Hilfe von einem eigenentwickelten robotergesteuerten Vibrometer-Messsystem werden die Oberflächenschwingen beider Lagerzustände erfasst und miteinander verglichen. Für den Vergleich werden Kohärenzfunktion, Frequency-Response-Assurance-Criterion (FRAC) und Cross-Signature-Assurance-Criterion (CSAC) als Kriterien verwendet. Es wird gezeigt, dass durch die Kombination dieser drei Kriterien eine Detektion von WECs und WEAs in Wälzlagern möglich ist. Die flächenhafte Messung ist dabei notwendig und sollte, wenn möglich, mit mehreren Kanälen parallel durchgeführt werden.

Abstract

White Etching Cracks (WECs) and White Etching Areas (WEAs) are failure modes, which appear prevalently in rolling contact bearings. There is still a lack of methods to identify such failure modes before the visible crack appears on the bearing surface as early as possible. In this article the measured operational deflection shapes (ODS) from a rolling contact bearing with and without WECs and WEAs are compared. The measurement was obtained by using our vibrometer system, which is mounted on a robot. The measured ODS's are compared by using the ordinary coherence, Frequency Response Assurance Criterion (FRAC) and Cross Signature Assurance Criterion (CSAC) for checking their correlation. The results show that the ODS's from the bearing with and without WECs and WEAs are not correlated in the hole frequency spectrum. Therefore monitoring the ODS's of the bearing by using the three comparing criterions seems to be feasible to detect the existence of WECs or WEAs in bearings. Online measuring ODS's require surface vibration measurements which should be realized by simultaneous measurement techniques with multiple channels.

Published Online: 2017-9-20
Published in Print: 2017-9-26

© 2017 Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH, Rosenheimer Str. 145, 81671 München

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