Zustandsüberwachung von Maschinen: das Lehr- und Arbeitsbuch für den Praktiker ; mit ... 7 Tabellen und DVD-ROM
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Renningen
expert-Verl.
2014
|
| Ausgabe: | 6., aktualisierte Aufl. |
| Schriftenreihe: | Edition expertsoft
79 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 409 S. Ill., graph. Darst. 1 DVD-ROM (12 cm) |
| ISBN: | 9783816932369 |
Internformat
MARC
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VORWORT
1 MASCHINENUEBERWACHUNG
- ZIELE UND KONZEPTE 1
1.1 WARUM SCHWINGUNGSUEBERWACHUNG? 1
1.2 ZIELSETZUNGEN 2
1.3 KONZEPTE 3
1.4 DIE IDEE DER ZUSTANDSORIENTIERTEN MASCHINENWARTUNG 4
1.4.1 FAHREN BIS ZUM BRUCH 4
1.4.2 VORBEUGENDE WARTUNG 5
1.4.3 ZUSTANDSABHAENGIGE WARTUNG 6
1.5 BREITBANDIGE SCHWINGUNGSUEBERWACHUNG 6
1.5.1 SCHWINGUNGEN AN NICHT-ROTIERENDEN BAUTEILEN 7
1.5.1.1 MESSWERTGEWINNUNG 7
1.5.1.2 BEURTEILUNG VON SCHWINGUNGEN NICHT-ROTIERENDER BAUTEILE 7
1.5.2 MESSUNG UND BEWERTUNG VON WELLENSCHWINGUNGEN 8
1.5.2.1 WELLENSCHWINGUNGSMESSUNG 8
1.5.2.2 BEURTEILUNG VON WELLENSCHWINGUNGEN 9
1.5.3 GEGENUEBERSTELLUNG 10
2 MESS- UND ANALYSESYSTEME 11
2.1 HUMAN RESOURCES 11
2.2 SERIELLE ANALYSATOREN 11
2.3 MECHANISCHE FREQUENZANALYSE 13
2.4 DIGITALE FILTER 15
2.5 FREQUENZANALYSATOREN 15
2.6 RECH
NERBASIERTE SYSTEME 16
2.7 DATENSAMMLER 16
2.8 INDUSTRIEGERAETE 17
2.9 VIRTUELLE INSTRUMENTE (VI) 17
2.9.1 DAS PRINZIP 17
2.9.2 GRAFISCHE PROGRAMMIERUNG 18
2.9.3 PARALLELSYSTEME 19
2.10 EMBEDDED SYSTEME 22
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2.10.1 PROZESSORBASIERTE SYSTEME 22
2.10.2 APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUIT (ASIC) 22
2.10.3 FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY (FPGA) 23
2.11 PROGRAMMABLE AUTOMATION CONTROLLER 29
2.11.1 DAS GRUNDPRINZIP 29
2.11.2 BEISPIEL COMPACTRIO 30
2.11.3 BEISPIEL: SCHNELLE REGELKREISE 32
2.11.4 DIE PROGRAMMIERUNG 33
2.12 MONITORSYSTEME 33
3 EINFUEHRUNG ZUR SCHWINGUNGSANALYSE 35
3.1 MASCHINENSCHWINGUNGEN 35
3.2 FREQUENZANALYSE 37
3.2.1 BEDEUTUNG DER FREQUENZANALYSE 37
3.2.2 DURCHFUEHRUNG DER FREQUENZANALYSE 41
3.2.2.1 FILTER 41
3.2.2.2 DIE FOURIERTRANSFORMATION 42
3.3 SIGNALTYPEN 43
3.3.1 EINTEILUNG 43
3.3.2 DIE SPEKTREN 44
3.4 FILTER 48
3.4.1 FILTERCHARAKTERISTIK 48
3.4.2 BANDBREITE UND MESSZEIT 50
3.5 MITTELUNG
- DER DETEKTOR 53
3.6 ZEITBEREICHSMITTELUNG 57
3.7 DARSTELLUNG UND AUSWERTUNG VON SPEKTREN 57
3.7.1 AMPLITUDENSKALIERUNG - BEURTEILUNGSKRITERIEN 62
3.7.2 FREQUENZSKALIERUNG - SPEKTRENVERGLEICH UND DIAGNOSE 64
3.8 DIE WAHL DER RICHTIGEN BANDBREITE 67
4 SCHWINGUNGSAUFNEHMER 69
4.1 ALLGEMEINES 69
4.2 WIRBELSTROMAUFNEHMER 70
4.3 ELEKTRODYNAMISCHE GESCHWINDIGKEITSAUFNEHMER 71
4.4 PIEZOELEKTRISCHE BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER 73
4.4.1 EIGENSCHAFTEN 73
4.4.2 DER PIEZOELEKTRISCHE EFFEKT 73
4.4.3 KONSTRUKTIONSPRINZIPIEN 74
4.4.4 MESSBEREICHE 76
4.4.5 INDUSTRIEAUFNEHMER 80
4.4.6 DIE MONTAGE DES AUFNEHMERS 82
4.4.6.1 ALLGEMEINES 82
4.4.6.2 MONTAGEMETHODEN 84
4.4.7 STOERGROESSEN 89
4.4.8 KALIBRIERUNG 93
4.4.9 BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER MIT EINGEBAUTEM VORVERSTAERKER 93
4.4.10 TEDS (TRANSDUCER ELECTRONIC DATA SHEET) 93
5 FREQUENZANALYSE
- VERFAHREN UND GERAETE 95
5.1 FREQUENZANALYSATOREN 95
5.2 PARAMETER DER FREQUENZANALYSE 95
5.3 FUNKTIONSGRUPPEN DES FFT ANALYSATORS 97
5.3.1 SIGNALABTASTUNG UND FOURIERTRANSFORMATION 97
5.3.1.1 ALIASING 98
5.3.1.2 LEAKAGE - ZEITBEWERTUNG 101
5.3.1.3 NORMIERUNG DES ZEITFENSTERS 106
5.3.1.4 DIE AUSWIRKUNG DER ZEITBEWERTUNG IM FREQUENZBEREICH 107
5.3.1.5 DER PICKET-FENCE EFFEKT 110
5.3.1.6 BREITBANDKORREKTUR - BERECHNUNG VON BREITBANDPEGELN 112
5.3.1.7 GAUSSFENSTER 113
5.3.2 TRIGGERUNG 116
5.3.3 UEBERSTEUERUNG 119
5.3.4 MITTELUNG 122
5.3.4.1 LINEARE MITTELUNG 122
5.3.4.2 EXPONENTIELLE MITTELUNG 122
5.3.4.3 OVERLAP 125
5.3.5 ANALYSE MIT GLEITENDEM ZEITFENSTER 125
5.3.5.1 DAS VERFAHREN 125
5.3.5.2 MITTELUNG MIT GLEITENDEM ZEITFENSTER 125
5.3.6 FREQUENZLUPE (ZOOM) 128
5.3.6.1 REKURSIVE ZOOM-ANALYSE 129
5.3.6.2 FREQUENZLUPENANALYSE NACH DEM UEBERLAGERUNGSPRINZIP 130
5.3.6.3 GEGENUEBERSTELLUNG 130
5.4 WIE ARBEITET MAN MIT DEM FFT-ANALYSATOR? 132
5.5 TECHNISCHE PARAMETER 133
5.5.1 UEBERTRAGUNGSVERHALTEN DES ANTIALIASINGFILTERS 133
5.5.2 DIGITALE AUFLOESUNG 134
5.5.3 KONVERTIERUNGSGESCHWINDIGKEIT DES ADC 134
5.5.4 VERFUEGBARE SPEICHERTIEFE 135
5.5.5 RECHENZEIT FUER DEN FFT-ALGORITHMUS 135
5.6 MODELLBASIERTE FREQUENZANALYSE 136
6 EINFUEHRUNG ZU FEHLERERKENNUNG UND DIAGNOSE 137
6.1 GRUNDSAETZLICHE METHODEN 137
6.1.1 VERGLEICH MIT FESTEN GRENZWERTEN 137
6.1.2 TRENDANALYSE 140
6.2 FEHLER UND IHR SPEKTRALES ERSCHEINUNGSBILD 143
6.2.1 FEHLER AN ROTOREN UND WELLEN 143
6.2.2 LAGERFEHLER 147
6.2.2.1 GLEITLAGER 147
6.2.2.2 WAELZLAGER 151
6.2.3 MAGNETISCH INDUZIERTE SCHWINGUNGEN 152
6.2.4 ZAHNRADGETRIEBE 156
6.3 DIAGNOSEKARTE 156
7 DIAGNOSE AN LAGERN UND GETRIEBEN 162
7.1 FEHLER IN WAELZLAGERN 162
7.1.1 ERSCHEINUNGSBILD DER FEHLER 162
7.1.2 METHODEN DER FEHLERANALYSE BEI WAELZLAGERN 163
7.1.2.1 AUFNEHMER-RESONANZTECHNIKEN 163
7.1.2.2 MESSUNG DER SPITZENHALTIGKEIT .-. 164
7.1.2.3 DER WAELZLAGERFEHLER IN DER FREQUENZANALYSE 166
7.1.2.4 HUELLKURVENANALYSE 167
7.1.2.5 STRESS WAVE ENERGY (SWE) 174
7.1.2.6 SPECTRAL EMITTED ENERGY (SEE-VERFAHREN) 174
7.1.2.7 BEARING CONDITION ONLINE MONITORING SYSTEM (BECOMS) 174
7.1.2.8 URSACHENANALYSE - ROOT CAUSE FAILURE ANALYSIS (RCFA) 175
7.2 FEHLER AN ZAHNRAEDERN 176
7.2.1 DER MECHANISMUS DER ZAHNEINGRIFFSSCHWINGUNG 176
7.2.2 ZUR ANALYSE VON ZAHNEINGRIFFSSCHWINGUNGEN 176
7.2.3 DAS ERSCHEINUNGSBILD VON VERZAHNUNGSFEHLERN IM SPEKTRUM 176
7.2.3.1 ZAHNEINGRIFFSSCHWINGUNGEN UND GEISTERKOMPONENTEN 176
7.2.3.2 MODULATIONSSCHWINGUNGEN - SEITENBANDANALYSE 184
7.2.3.3 EIN BEISPIEL
- ZEITBEREICHSMITTELUNG 191
7.2.3.4 BANDBREITE 197
8 CEPSTRUMANALYSE 198
8.1 WAS IST CEPSTRUMANALYSE? 198
8.1.1 ALLGEMEINE DEFINITION 198
8.1.2 VARIANTEN DES CEPSTRUMS 199
8.1.2.1 DAS LEISTUNGSCEPSTRUM 199
8.1.2.2 DAS KOMPLEXE CEPSTRUM 200
8.2 ANWENDUNGEN DES LEISTUNGSCEPSTRUMS 200
8.2.1 DETEKTION VON PERIODISCHEN STRUKTUREN IM SPEKTRUM 200
8.2.2 TRENNUNG DER EINFLUESSE VON QUELLE UND UEBERTRAGUNGSWEG 202
8.2.3 FALLSTUDIEN 203
8.2.4 DAS CEPSTRUM VON ZOOM-SPEKTREN 222
8.2.5 EDITIEREN DES SPEKTRUMS 226
8.2.6 WEITERE ANWENDUNGEN DER CEPSTRUMANALYSE 226
8.2.7 DAS LEISTUNGSCEPSTRUM - ZUSAMMENFASSUNG 226
8.3 DAS KOMPLEXE CEPSTRUM 228
8.3.1 DEFINITION UND EIGENSCHAFTEN 228
8.3.2 ANWENDUNGEN DES KOMPLEXEN CEPSTRUMS 230
8.4 AUSBLICKE 232
9 RECHNERGESTUETZTE UEBERWACHUNG 233
9.1 GRUNDLAGEN 233
9.1.1 MESSGROESSEN UND BEURTEILUNGSGROESSEN 233
9.2 AUTOMATISCHER SPEKTRENVERGLEICH 234
9.2.1 PROBLEME BEIM VERGLEICH DIGITALISIERTER SPEKTREN 234
9.2.2 MASKENSPEKTREN 234
9.2.2.1 BERECHNUNG VON MASKEN 234
9.2.2.2 BEISPIELE 238
9.2.3 ORDER T RACKING 247
9.3 TRENDANALYSE 247
10 ANALYSE VON HOCH- UND AUSLAUFVORGAENGEN 254
10.1 DIE THEMATIK 254
10.2 AUSWERTUNG VON EINZELKOMPONENTEN - KRITISCHE DREHZAHLEN 255
10.3 AUSWERTUNG SPEKTRALER MESSUNGEN 257
10.3.1 KASKADENDIAGRAMM (WASSERFALLDARSTELLUNG) 257
10.3.2 SPEKTROGRAMM 259
10.3.3 DAS CAMPBELLDIAGRAMM 259
10.4 ZEIT-FREQUENZ-ANALYSE (JTFA) 261
10.4.1 KURZZEIT-FOURIERTRANSFORMATION (STFT) 262
10.4.2 GABORENTWICKLUNG UND GABORTRANSFORMATION 264
10.4.3 WAVELET-TRANSFORMATION (WT) 267
10.4.4 GEGENUEBERSTELLUNG GABOR-UND WAVELET-TRANSFORMATION 267
10.5 GRUNDPRINZIPIEN DER ORDNUNGSANALYSE 267
10.5.1 MITLAUFFILTER 268
10.5.2 SYNCHRONE ABTASTUNG 269
10.6 VERFAHREN DER DIGITALEN ORDNUNGSANALYSE 277
10.6.1 FREQUENZANALYSE 278
10.6.1.1 FFT 278
10.6.1.2 ZEIT-FREQUENZ-ANALYSE 278
10.6.2 ORDER T RACKING 279
10.6.2.1 RESAMPLING 279
10.6.2.2 ZEITVARIATE FOURIERTRANSFORMATION (TVDFT) 280
10.6.2.3 VOLD-KALMAN FILTER 281
10.6.2.4 DREHZAHLMESSUNG 282
10.6.2.5 GABOR ORDER-TRACKING (GOT) 283
10.6.2.6 ORDER TRACKING - STATE OF ARTS 283
10.7 ORDNUNGSANALYSE IN UEBERWACHUNG UND DIAGNOSE 284
10.7.1 PROFILUEBERWACHUNG 284
10.7.2 VERGLEICH SPEKTRALER DATEN 286
10.7.3 UEBERWACHUNG VON EINZELKOMPONENTEN 286
11 FEHLERERKENNUNG AN KOLBENMASCHINEN 287
11.1 DIE PROBLEMATIK 287
11.2 ZEITSIGNALE UND SPEKTREN 291
11.3 DIE ANALYSE 291
11.3.1 ERFASSUNG DER EINZELSPEKTREN 291
11.3.2 DARSTELLUNG DER SPEKTREN 291
11.3.3 BEISPIELE 294
11.4 BEARING CONDITION ONLINE MONITORING SYSTEM (BECOMS) 306
12 KONZEPTE FUER UEBERWACHUNGSSYSTEME 308
12.1 DIE THEMATIK 308
12.2 EIN UNIVERSALSYSTEM 308
12.3 EIN DEZENTRALES UEBERWACHUNGSSYSTEM MIT FPGA-EINSATZ 313
12.4 GANZHEITLICHER ANSATZ 317
13 MULTIVARIATE VERFAHREN 318
13.1. ALLGEMEINES 318
13.2 BEGRIFFE 318
13.3 KLASSIERUNGSVERFAHREN 319
13.3.1 WAHRSCHEINLICHKEITSBASIERTE BEURTEILUNG 319
13.3.2 NEURONALE NETZE 320
13.3.3 SELBSTORGANISIERENDE NETZE (SEIF ORGANIZING MAP SOM) 321
13.3.4 KLASSIFIKATIONSBAEUME 322
13.3.5 RANDOM FOREST STATISTIK (RF) 323
13.3.6 LOGISTISCHE REGRESSION (LR) 323
13.3.7 STUETZVEKTORMASCHINE (SUPPORT VECTOR MACHINE SVM) 324
13.4 HEALTH INDEX 325
13.5 NORMATIVE REPRAESENTATION 325
14 DER WIRTSCHAFTLICHE NUTZEN VON DIAGNOSESYSTEMEN 326
14.1 ALLGEMEINES 326
14.2 GRUNDLAGEN DER NUTZWERTANALYSE 327
14.3 NUTZWERTANALYSE UND KOSTEN-NUTZEN-ANALYSE 336
14.3.1 NUTZWERTANALYSE 336
14.3.2 KOSTEN-NUTZEN-ANALYSE 336
14.3.3 OBJEKTIVE GEWICHTUNG - PAARWEISER VERGLEICH 338
14.4 SCHLUSSFOLGERUNG 339
15 STRATEGIEN DER SIGNALANALYSE 342
15.1 DER GRUNDGEDANKE 342
15.2 DIE FOURIERTRANSFORMATION 342
15.2.1 ANSAETZE 342
15.2.2 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN DER FOURIERTRANSFORMATION 344
15.2.3 LINEARITAET DER FOURIERTRANSFORMATION 345
15.2.4 SPEKTREN REELLER ZEITSIGNALE 345
15.3 DISKRETE FOURIERTRANSFORMATION (DFT) UND FFT 346
15.3.1 ZUSAMMENHAENGE 346
15.3.2 KONSEQUENZEN 348
15.4 UEBERLAGERTE PROZESSE 350
15.5 FALTUNG UND ENTFALTUNG 350
15.5.1 LINEARE SYSTEME - ENTFALTUNG 350
15.5.2 DIE ENTFALTUNG 352
15.5.3 KONSEQUENZEN 353
15.6 DAS CEPSTRUM - DIE VOLLENDETE ENTFALTUNG 353
15.6.1 DAS KOMPLEXE CEPSTRUM 353
15.6.2 DAS LEISTUNGSCEPSTRUM 354
15.7 DEMODULATION 356
15.7.1 ZEITBEREICH UND FREQUENZBEREICH 356
15.7.2 FOURIERTRANSFORMATION KAUSALER ZEITSIGNALE -
HILBERTTRANSFORMATION.. 357
15.7.3 DIE HILBERTTRANSFORMATION IM ZEITBEREICH 359
15.8 DAS ANALYTISCHE ZEITSIGNAL 362
15.9 ANALYSE MODULIERTER SIGNALE 364
15.9.1 AMPLITUDENMODULATION 364
15.9.2 AMPLITUDEN- UND FREQUENZMODULATION 364
15.9.3 HUELLKURVENDETEKTION 364
15.10 AMPLITUDENMODULATION 365
15.10.1 ANALYTISCHE FORMULIERUNG 365
15.10.2 GRENZBETRACHTUNGEN 366
15.11 ANWENDUNGEN UND ASPEKTE 367
15.12 GRUNDLAGEN DER ZEIT-FREQUENZ-ANALYSE 367
15.12.1 ANSAETZE ZUR SIGNALANALYSE 367
15.12.2 GEFENSTERTES ZEITSIGNAL 368
15.12.3 KURZZEIT-FOURIERTRANSFORMATION (STFT) 369
15.12.4 GABORTRANSFORMATION 370
15.12.5 DIE WELT DER BIORTHOGONALTRANSFORMATIONEN 371
15.13 ANHANG 372
15.13.1 LOESUNG EINES LINEAREN GLEICHUNGSSYSTEMS 373
15.13.2 FOURIERTRANSFORMATION EINES FALTUNGSINTEGRALS 373
15.13.3 FOURIERTRANSFORMATION DER SIGNUMFUNKTION 374
16 NORMEN UND RICHTLINIEN 375
16.1 BETRIEBS- UND ABNAHMERICHTLINIEN 375
16.1.1 DIE ENTSTEHUNG 375
16.1.2 AKTUELLER STAND 376
16.2 DIE NORMENREIHEN IN SACHLICHER GLIEDERUNG 378
16.2.1 NORMEN ZUR BETRIEBSUEBERWACHUNG 378
16.2.1.1 WELLENSCHWINGUNGEN 378
16.2.1.2 SCHWINGUNGEN VON NICHT-ROTIERENDEN BAUTEILEN 380
16.2.2 UEBERWACHUNG UND DIAGNOSE 381
16.2.2.1 UEBERGEORDNETE DOKUMENTE 381
16.2.2.2 SCHWINGUNGSUEBERWACHUNG 383
16.2.2.3 NORMEN ZUR MESSTECHNIK: 386
16.2.2.4 GESAMTKONZEPTE 386
16.2.2.5 DATENVERARBEITUNG 388
16.2.2.6 TRAINING UND ZERTIFIZIERUNG 389
16.3 VDI-RICHTLINIEN 390
16.4 LAUFENDE PROJEKTE 391
16.5 STELLENWERT 392
16.6 ENTWICKLUNGSSTUFEN EINER ISO-NORM 393
LITERATURVERZEICHNIS 394
SACHREGISTER 404
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Inhaltsverzeichnis
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