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Störungsfrüherkennung

Schwingungsuntersuchung an großen Wasserpumpen

| Redakteur: Dr. Jörg Kempf

Das Fraunhofer LBF aus Darmstadt hat Schwingungsphänomene an einer der größten Wasserpumpen Indiens mit einer Masse von 45 Tonnen, einer Fördermenge von 10.000 Liter pro Sekunde und einer Leistungsaufnahme von 3,5 MW untersucht. Ziel war es, bereits in einem frühen Stadium des Entwicklungsprozesses Schwingungsprobleme im späteren Betrieb auszuschließen.

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Mittels der hochempfindlichen Beschleunigungssensoren und dem vorhandenen Messequipment  konnten weitgehende Aussagen zum Betriebsverhalten der Pumpe gewonnen werden. (Bild: Synotech)
Mittels der hochempfindlichen Beschleunigungssensoren und dem vorhandenen Messequipment  konnten weitgehende Aussagen zum Betriebsverhalten der Pumpe gewonnen werden. (Bild: Synotech)

Aggregate dieser Größenordnung zeigen bei externer Anregung aufgrund ihres Gewichtes und der Struktur nur sehr geringe Amplituden der Schwingung. Zudem liegen deren Eigenformen bereits bei sehr niedrigen Frequenzen von nur einigen Hertz. Hieraus resultieren die Anforderungen an die bei solchen Untersuchungen verwendete Sensorik: hohe Empfindlichkeit und ein gutes Übertragungsverhalten bei niedrigen Frequenzen.

Verwendet wurden triaxiale Beschleunigungsaufnehmer von PCB Piezotronics (Vertrieb Synotech), insbesondere das Modell 356A18, das trotz seiner kompakten Bauweise eine Empfindlichkeit von 1000 mV/g in allen drei Messachsen aufweist. Der nutzbare Frequenzbereich ist mit 0,5 bis 3000 Hz spezifiziert, so dass die Anforderungen hinsichtlich Übertragungsverhalten im unteren Frequenzbereich erfüllt werden. Bei einem Messbereich von +/-5g wird eine Signalauflösung von 0,0005 g erreicht. Der interne ICP-Verstärker liefert ein niederohmiges Signal von +/-5V, das störungsfrei auch über größere Entfernungen übertragen werden kann.

Dem Pumpenhersteller konnten aussagefähige Daten bereitgestellt werden, mit deren Hilfe die Simulationsmodelle der Entwickler abgeglichen werden konnten. Dazu wurde die Pumpe sowohl im Stillstand als auch im Betrieb untersucht. Mittels der hochempfindlichen Beschleunigungssensoren und dem vorhandenen Messequipment konnten weitgehende Aussagen zum Betriebsverhalten der Pumpe gewonnen werden.

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