Die Luftfahrtindustrie stellt extrem strenge Anforderungen an die Wartung. Ein Schwingungsanstieg kann in Schlüsselkomponenten für die Luftfahrt, wie Getrieben, oft ein potenzielles Problem aufzeigen. SKF gebraucht ihre enorme Erfahrung in der Lageranalyse zur Unterstützung von
Wartungsarbeiten und Rolls-Royce Deutschland hat jetzt ihre Prüfausrüstung zertifiziert

Periodische Inspektion, Funktionsuntersuchungen und Wartung aller relevanten Komponenten in der Luftfahrtindustrie gewährleisten einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Ausrüstung und können durch eine verlängerte Gebrauchsdauer zu Kosteneinsparungen führen. Für die Wiederverwendung von Komponenten in Luftfahrtanwendungen, wie Turbinen oder Antriebssysteme, ist es von größter Bedeutung, die besten zur Verfügung stehenden Prozesse und Instrumente für die Qualitätsprüfung anzuwenden.

SKF hat als der führende Wälzlager­hersteller umfassende Kenntnis von Lagern und ein gründliches Verständnis von Lagergeräusch und seinen Ursachen. Die Lagergeräuschprüfung ist bei den gruppeneigenen Produktionsverfahren obligatorisch und seine Ausrüstung kann für die Lagerinspektion im Verlauf von Wartungs- und Umrüstarbeiten verwendet werden. Unzuverlässiges Lagerverhalten kann durch wellige Komponenten, durch lokale Defekte an Ringen oder Wälzkörpern, durch Kägeräusche und durch Schmutzpartikel im Lager verursacht werden. Alle diese Qualitätsprobleme an Lagern können mit dem SKF Geräuschprüfer analysiert und entdeckt werden.

 

Allgemeines

 

Schwingungsmessungen sind für die Herstell­ung von Hochqualitätslagern von großer Bedeutung. Einige Schwingungen können die Gebrauchsdauer von Lagern vermindern und so der Grund für unzufriedene Kunden werden. In Lagern werden Schwingungen durch zeitveränderliche Lagerkräfte verursacht. Die Berührungskräfte bewegen sich rund um das Lager und verursachen Schwingungen im Außenring. Unzuverlässige Leistung von Lagern kann folgende Ursachen haben;

• Welligkeit
• örtliche Defekte
• Schmutzpartikel
• Rauheit
• Formfehler
• Käprobleme.

Die von SKF entwickelten Geräusch- und Schwingungsmessgeräte können Schwingungen erfassen und auf ihre Ursachen zurückführen.

 

Geschichtliches

 

Bereits Mitte der 1950er Jahre hat SKF ihr erstes Schwingungsmessgerät zur Kontrolle der Geräuschqualität von Lagern entwickelt und hergestellt. Es war das Ergebnis von Forschungsarbeiten für ein besseres Verständnis des Schwingungsverhaltens von Wälzlagern. 1965 erreichte Erland
Yhland von SKF einen Meilenstein beim Verstehen des quasi statischen Problems der Lagerschwingungen und leistete somit einen Beitrag zu nationalen Normen, wie AFBMA 13-1987 und DIN 5426 (Entwurf), die die zu messenden Größen und die anzuwendenden Prüfbedingungen festlegen und spezifizieren.

 

Messprinzip

 

In der Praxis messen spezielle Sensoren die radialen Schwingungen des Außenrings. Das Lager wird auf eine Präzisionsspindel aufgesetzt und der Innenring dreht bei 1.800 min-1. Der Außenring ist feststehend und wird von einem speziellen Belastungswerkzeug belastet. Das Signal von einem Aufnehmer wird verstärkt und passiert drei Breitbandfilter, das niedrige (L), mittlere (M) und hohe (H) Band, welche entsprechend AFBMA und DIN-Normen definiert sind.

Bei den Geräusch- und Schwingungsmessgeräten von SKF werden die Lagerschwingungen von einem speziell entwickelten Aufnehmer nach dem induktiven Prinzip in elektrische Signale umgewandelt. Das sehr geringe geschwindigkeitsproportionale Signal darf nicht durch andere Umgebungsgeräusche in einer Fab­rikumgebung untergehen, darum ist ein hochempfindlicher geräuscharmer Verstärker in den Aufnehmer integriert. Das analoge Signal von dem Aufnehmer wird anschließend von einem hochauflösenden A/D-Umwandler für die weitere Computerverarbeitung digitalisiert.

Die SKF Messelektronik liefert viel mehr Informationen in dem Schmalband-Spektrum als die Standard Breitbandfilter L, M und H. Die Ergebnisse können in µm/s oder Anderon Einheiten gezeigt werden. Unter Verwendung einer Zeitdomänendarstellung, Hüllkurventechnik, Schmalband-Frequenzanalyse, Fourier-Transformation, Spektrummaske und einer speziellen digitalen Filtermethode, FPM, können die verschiedenen Signalfrequenzen, die einer Lagerkomponente (Innenring, Außenring, Kugel) entsprechen, gemessen und analysiert werden. Das Ergebnis identifiziert einen oder mehrere der möglichen Fehlertypen. Ferner ist die SKF Elektronik in der Lage, Schmutzteilchen, Kägeräusch und Formabweichungen der Lagerkomponenten zu erkennen.

 

Rolls-Royce erteilt Zulassung für SKF Geräuschprüfeinrichtungen

 

Die auf dieser Technik basierende Ausrüstung wurde von Rolls-Royce Deutschland für Geräuschprüfung während der Wartung von Getrieben zertifiziert. Die Qualifizierung erfolgte wegen der Entscheidung von Rolls-Royce Deutschland, die Wartungsarbeiten an Getrieben fùr sekundäre Antriebssysteme zum Subunternehmer DARA in Almondbank, Schottland, zu transferieren. Die Überholung der Getriebe erfordert eine gründliche Inspektion von mehr als 3.000 Komponenten; in einigen Fällen erfordert dies Spezialausrüstungen.

Ein Beispiel hierfür sind die strengen Geräusch- und Schwingungsuntersu­chungen sowie die Messung des Radial- und Axial­spiels der verschiedenen Wälz­lagertypen in dem Getriebe. Bis Februar 2006 schickte DARA die Lager für die Untersuchung zu Rolls-Royce nach Deutschland, da in Almondbank keine Lagerprüfgeräte vorhanden waren.

DARA hat nun SKF als bestgeeigneten Lieferanten für Prüfgeräte für Lagergeräusch und axiales sowie radiales Spiel ausgewählt. Hierfür war es nötig, bei Rolls-Royce Deutschland ein Zertifizierungsverfahren für diese spezielle Messausrüstung zu durchlaufen.

Die Inbetriebnahme dieser Einrichtungen erforderte ein detailliertes Versuchs- und Abnahmeprogramm unter Verwendung von Referenz- und Serienlagern, um den zukünftigen Einsatz der Geräuschprüfgeräte nach ihrer Installierung bei DARA freizugeben.

Das Messtechnikzentrum der SKF (Quality Technology Centre) in Steyr, Österreich, absolvierte erfolgreich das Abnahmeprogramm bei Rolls-Royce Deutschland und die Ausrüstung wurde bei DARA Anfang 2006 installiert. Außerdem ist SKF der zugelassene Lieferant von Geräuschprüfanlagen für Rolls-Royce Deutschland.