Modelling the dynamic interactions of rolling bearings

• Modellierung der dynamischen Interaktionen in Wälzlagern

Guimarïaes, Joïao Henrique Diniz; Vorländer, Michael (Thesis advisor)

Berlin : Logos-Verl. (2008)
Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge zur technischen Akustik 8
Seite(n)/Artikel-Nr.: VI, 141 S. ; Ill., graph. Darst.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2007

Kurzfassung

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entstehung und Ausbreitung von Körperschall, der bei Rollvorgängen in Wälzlagern entsteht. Wälzlager sind unverzichtbare Bauteile in den verschiedensten Maschinen. Das Zusammenspiel zwischen den rauen Oberflächen von Laufbahnen und dem Wälzkörper erzeugt Körperschall, der sich in der umliegenden Struktur ausbreitet. In dieser Dissertation wird zunächst ein Modell für die Bestimmung von Körperschallanregungen, die durch Rollbewegung entstehen, hergeleitet. Dieses Modell erlaubt die Simulation der Zeitabhängigkeit der Anregung und benutzt den Oberflächenzustand und die Rolldynamik als Parameter für die Berechnung. Exemplarisch wird für eine Testmaschine die Bestimmung der Übertragungsfunktion zwischen Signalentstehung (aus dem Wälzlager) und Signalmessung (am Sensor am Maschinengehäuse) beschrieben. Dazu werden speziell kalibrierte Aktuatoren aus einen Rollkörper gefertigt und in das Wälzlager aufgebaut. Dadurch ist eine breitbandige Bestimmung der Übertragungsfunktion imeingebauten Zustandmöglich, was die Realität bestmöglich abbildet. Der Kern der Arbeit ist ein Modell der Geräuschentstehung im Rollvorgang in Lagern. Mit einer Beschreibung der Signalquelle und des Weges zwischen Anregung und Messung als Filter ist es nun möglich, die Schwingung am Messpunkt zu simulieren. Begleitende Messungen von Betriebszuständen für Zylinder- und Kugellager werden als Vergleich herangezogen und verifizieren den theoretischen Ansatz. Weitere Aspekte dieser Arbeit sind die Implementierung eines Schmiermodells, mit dem die Körperschallentstehung unter dem Einfluss von Schmiermitteln simuliert werden kann und die Betrachtung des inversen Problems, welches die Bestimmung des Lagersignals aus gemessenen Signalen beschreibt. Somit ist eine wichtige Grundlage für die Untersuchung des Zustandes von Lageroberflächen auf der Basis von gemessenen Körperschallsignalen verfügbar. Zukünftig soll der Zusammenhang zwischen Lagerschwingung und dessen Oberflächenzustand bestimmt werden. Für diesen Zweck, ist eine erweiterte Oberflächen- bzw. Körperschalldatenbank erforderlich.

Einrichtungen

• Lehrstuhl für Technische Akustik [613510]