Drehmomentmessung - GfM Gesellschaft für Maschinendiagnose mbH

GfM Gesellschaft für Maschinendiagnose mbH

Dienstleistungen - Drehmomentmessung

Die Kenntnis des Drehmomentverlaufs einer Arbeitsmaschine in Abhängigkeit von der Zeit bzw. der Drehzahl ist die entscheidende Grundlage für die sichere und gleichzeitig wirtschaftliche Bemessung eines Antriebs. Um mehr Informationen über das wirkliche übertragene Drehmoment eines Antriebs zu bekommen, wird oft der Motorstrom gemessen und mittels Spannung und Wirkungsgrad die Leistung berechnet. Unter Berücksichtigung der Drehzahl ist dann schnell das Drehmoment ermittelt. Allerdings fließen in den Motorstrom keine hochdynamischen Vorgänge ein, das heißt, kurze Drehmomentspitzen und Schwingungen sind im Motorstromsignal oft überhaupt nicht zu finden.

Um wirklich den exakten Drehmomentverlauf eines Antriebs zu bestimmen, muss man das Drehmoment an der Abtriebswelle oder wenigstens an der Antriebswelle des Getriebes messen. Dazu bieten sich verschiedene Wege an. Entweder man installiert eine Drehmomentmesswelle oder Drehmomentmessscheibe, wobei dies in der Regel konstruktive Veränderungen am Antrieb erfordert, oder man installiert eine Messstelle auf der Basis von Dehnmessstreifen (DMS) auf einem zugänglichen Stück Welle. Die letzte Variante ist für einen bereits fertig installierten, in Betrieb befindlichen Antrieb meist die einzige Möglichkeit. Sie erfordert minimale Eingriffe ins Betriebsgeschehen und zieht keine bleibenden Veränderungen am Antrieb nach sich.

Die Applikation einer Drehmomentmessstelle nimmt etwas Zeit in Anspruch. An der zu untersuchenden Welle werden Messstellen definiert. Die Welle wird in diesem Bereich gereinigt. Es werden Dehnmessstreifen aufgeklebt. Diese werden mit der Rotorelektronik und der Antenne verdrahtet. Für diese Arbeiten ist es erforderlich, die Welle etwa vier Stunden stillzusetzen und weitestgehend schmutzfrei zu halten.

Die Datenübertragung erfolgt drahtlos, die Stromversorgung mittels Batterie oder für Langzeitmessungen induktiv.

Die Art der Datenerfassung wird durch die Messaufgabe vorgegeben. Ist die Messstelle einmal installiert, können alle erdenklichen Arbeitssituationen erfasst werden.

Dementsprechend erfolgt dann auch die Analyse der Messdaten als Zeitschrieb oder für statistische Zwecke als Klassierungsmatrix.

Je nach Problemstellung sind verschiedene Messaufgaben denkbar:

Zur Erfassung des Drehmomentverlaufs eines bestimmten Produktionsablaufes oder einer bestimmten Lastsituation werden Messdaten im Minuten- oder Stundenbereich hochfrequent erfasst.
Zur Erfassung z.B. einer vollständigen Kampagne über mehrere Wochen und Monate wird das Drehmomentsignal zur Datenreduktion klassiert.
Im besonderen Fällen oder zusätzlich zur Klassierung wird die Datenerfassungsrate ereignisgesteuert gestaltet, so dass auch über längere Messzeiträume die Erfassung hochfrequenter Vorgänge möglich ist.

Im Hause GfM erfolgt die Verarbeitung der Messdaten. Je nach Diagnoseaufgabe beinhaltet dies auch angepasste Signalfilterungen oder die Klassierung der Daten. Bei gleichzeitiger Messung der Drehzahl können die mechanische Leistung als Funktion der Zeit oder aber die Lastkennlinie exakt bestimmt werden.

Es wird ein Messbericht erstellt, der alle Beobachtungen sowie Handlungsempfehlungen enthält. Auf Wunsch werden alle Messergebnisse in digitaler Form übergeben.

Technische Voraussetzungen:

Für die Applikation der Messstellen muss ein homogenes Stück Welle auf ca. 20 mm zugänglich sein.
Für Wirkungsgradbestimmungen ist die Beaufschlagung der Messstelle mit einer Prüflast erforderlich.
Für die Datenerfassung benötigen wir außerdem einen 230 V-Netzanschluss oder eine 12 V-Gleichspannungsversorgung.
Für die Applikation benötigen wir einen Stillstand von ca. 4 Stunden pro Messstelle.
Für die Deinstallation der Rotorelektronik benötigen wir einen Stillstand von ca. 10 Minuten.