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Schwingungsanalyse

Schwingungsanalyse eines Stirnradgetriebes

Bei einem zwischen Elektromotor und Verdichter eingesetzten Stirnradgetriebe wurden bei Testläufen sehr schmalbandige Resonanzen beobachtet. Eine Ordnungsanalyse zeigte, dass diese vornehmlich bei der Zahneingriffsfrequenz und deren Vielfachen auftreten. An den Resonanzstellen wurden zusätzlich einseitige Seitenbänder beobachtet.

Um dieses Verhalten zu analysieren, wurde ein FE-Modell des Radsatzes erstellt. Der Vergleich von rechnerischer und experimenteller Modalanalyse zeigt eine relative Vorhersagegenauigkeit von besser als 1% für die etwa 120 auftretenden Eigenfrequenzen bis 6 [kHz]. Den im Betrieb beobachteten schmalbandigen Resonanzen konnten Moden der beiden Radscheiben zugeordnet werden.

Bleibt bei der erzwungenen Schwingungssimulation die Raddrehung unberücksichtigt, ergeben sich jedoch charakteristische Abweichungen zu den Messergebnissen. Wie in obiger Abbildung gezeigt, liefert die Simulation für das stehende Rad jeweils nur Einzelresonanzen (grün), während bei Betriebsschwingungsmessungen Resonanzpaare (blau) auftreten.

Wird die Drehung des Rades hingegen berücksichtigt, ist die Übereinstimmung der Resonanzstellen wieder besser als 1%, was die rote Kurve in obiger Abbildung zeigt. Nun stellen sich wie in der Messung auch in der Simulation für jede Radeigenfrequenz zwei Resonanzen ein. Die bei der Messung zusätzlich beobachteten einseitigen Seitenbänder resultieren ebenfalls aus der Raddrehung.

Lesen Sie hierzu unseren ausführlichen Artikel.

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