Der Zusammenhang zwischen Rattern und Lobing
Adcole
Wenn der Profilfehler Ihres zylindrischen Teils ein sich wiederholendes, wellenförmiges Muster aufweist, spricht man von Chatter oder Lobing. Die beiden Begriffe überschneiden sich und werden oft synonym verwendet, obwohl keiner von beiden durch Normen oder Praktiken klar definiert ist. Im Allgemeinen werden jedoch Wellungen mit niedrigerer Frequenz als Lobing bezeichnet, während Fehler mit höherer Frequenz als Chatter bezeichnet werden. Die Verwendung dieser Art der Klassifizierung wirft zwei Probleme auf. Erstens gibt keiner der beiden Begriffe Aufschluss über die Berechnung, mit der das Ergebnis aus den gemessenen Daten abgeleitet wurde. Zweitens gibt keiner der beiden Begriffe die Frequenzgrenze an, ab der Lobing zu Chatter wird. Daher ist eine Spezifikation, die „Lobbing” oder „Chatter” ohne Methoden und Frequenzen definiert, unzureichend. Sehen wir uns die Methoden an, mit denen diese Parameter auf Ihrem Adcole-Messgerät berechnet werden.
Das Rattern wird berechnet, indem der Datensatz einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) unterzogen wird und die Ergebnisse als Amplitude im Verhältnis zur Anzahl der Umdrehungen (UPR oder Undulations per Revolution) angegeben werden. Das Lobing stammt jedoch aus der Zeit vor der Verfügbarkeit moderner Computer, als es nicht praktikabel war, Fourier-Transformationen vollständig durchzuführen (wenn überhaupt jemand daran gedacht hat). Lobing wurde als Spitze-zu-Spitze-Rundheitsfehler in einem Winkelbereich des radialen Messsatzes definiert (die Daten, die vom Teileprofil aufgezeichnet werden, während das Teil im Messgerät gedreht wird). Es handelt sich im Wesentlichen um ein Kreisdiagramm der Rundheitsdaten. In der Praxis ist ein 5-Grad-„Fenster” mit Loben das engste, das für die Lobemessung ausgewählt wird. Das breiteste ist in der Regel 45 Grad. Wenn wir von einem sinusförmigen Muster um das Teil herum ausgehen, ohne andere Fehler als die der Wellenform, würde eine volle Wellenlänge innerhalb eines 45-Grad-Fensters 8 Wellen darstellen. Bei 5 Grad würden wir 72 vollständige Wellen sehen.
Basierend auf diesen Methodendefinitionen kann FFT theoretisch verwendet werden, um Wellenmuster bei jeder Frequenz, einschließlich niedriger Frequenzen, zu erkennen, und die Methode zur Berechnung von Lobing kann die Spitze-Spitze-Werte von hochfrequentem „Chatter” erkennen (vorausgesetzt, dass die Lobing-Messung eine volle Wellenlänge des Chatter-Musters umfasst und das Muster um den Log herum benachbart ist). Die eigentliche Frage, was Chatter und was Lobing ist, scheint also zumindest nach allgemein anerkannten Konzepten auf die Abgrenzungslinie in der Frequenz des Ereignisses hinauszulaufen. Es gibt noch andere proprietäre, kundenspezifische Methoden, aber dies sind die beiden allgemein verwendeten Methoden.
In der Praxis sind Fehler im Profil oder in der Rundung jedoch sehr selten (wenn überhaupt) eine perfekte Sinuswelle. Daher hat jede Messung, egal ob Lobing oder Chatter, einen besonderen Nutzen und Vorteil. Da jedoch der Zweck jeder Überlappung der andere ist, werden die beiden Begriffe oft falsch und synonym verwendet. Ein ernsthafteres Problem entsteht, wenn ein Problem durch ein anderes ersetzt wird. Anstatt Lobing und Chatter als Vergleich der relativen Häufigkeit zu betrachten, betrachten wir dieses Problem aus einem anderen Blickwinkel: dem der Funktion. Mit anderen Worten: Was wollen wir mit der Lobing- oder Chatter-Messung erreichen?
Wie bereits erwähnt, zeigt die Lobing-Messung auf Ihrem Adcole-Messgerät die maximale Spitze-Spitze-Amplitude innerhalb eines begrenzten Bereichs der Rundheitsdaten an. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Differenz Teil einer wiederkehrenden Welle oder ein einmaliges Ereignis ist. Die Adcole-Chatter-Messung hingegen wird verwendet, um die spezifischen UPR- und Amplitudenergebnisse für ein wiederkehrendes Signal zu ermitteln. Die UPR-Komponente kann dann zur Identifizierung der Ursache und sogar der spezifischen Maschine, die sie verursacht hat, verwendet werden. Jede Messung hat Vor- und Nachteile. Die FFT-Chatter-Analyse versucht, zyklische Muster in den Messdaten zu identifizieren und kann die verschiedenen überlappenden Signale in ihre UPR- und Amplitudenkomponenten trennen. Sie ist jedoch in ihrer Fähigkeit begrenzt, die Amplitude nicht zusammenhängender Muster zu bestimmen, und ist nicht das richtige Werkzeug, um ein einmaliges Ereignis wie einen Kratzer oder eine flache Stelle zu lokalisieren.
Die Lobenmessung hingegen kann den maximalen Spitzen- und Talwert innerhalb des Messfensters melden und eignet sich daher besser zum Auffinden von flachen Stellen, Kratzern oder kleinen nicht ausgeräumten Sektoren. Bei Loben gibt es jedoch keine praktische Möglichkeit, die verschiedenen Frequenzen zu trennen, ohne 360 oder mehr Fenster zu berechnen. Selbst dann würde man davon ausgehen, dass die gesamte Spitze-Spitze-Amplitude das Ergebnis einer bestimmten störenden Frequenz war. In Wirklichkeit gibt es wahrscheinlich eine Reihe von Frequenzkomponenten, die sich überlappen und die zur Gesamtamplitude addiert oder von dieser subtrahiert werden können. Lobing eignet sich am besten, um schnelle Änderungen in Daten über einen begrenzten Winkelbereich zu erkennen, indem eine Toleranz auf das Fenster angewendet wird, die enger ist als das auf den gesamten Datensatz angewendete Fenster. Beispielsweise kann Ihre Spezifikation einen Rundheitsfehler von 6 Mikrometern zulassen, diesen Fehler jedoch auf maximal 2 Mikrometer in einem 30-Grad-Fenster begrenzen.
Die Lobing-Spezifikation eignet sich gut zum Auffinden isolierter Abweichungen, wie z. B. einer Stufe oder eines Kratzers im Zapfen. Chatter ist nützlicher, um sich wiederholende Muster zu finden, die auf Vibrationssignale in der Schleifanlage hinweisen, oder um Situationen zu erkennen, in denen das raue Betriebsmuster noch vorhanden ist (kein Rundlauf). Beide Arten von Fehlern haben funktionale Auswirkungen auf die Kurbelwelle, und die richtige Kombination aus Chatter- und Lobing-Messung kann dabei helfen, die Ursache zu ermitteln und zu diagnostizieren. Die beiden Spezifikationen ergänzen sich jedoch und können sich nicht vollständig ersetzen.
Per Definition betrachtet Lobing Rundheitsdaten über ein begrenztes Winkel-Fenster; unsere standardmäßige FFT-Chatter-Analyse analysiert die gesamten 360 Grad der Daten. Wenn jedoch ein nicht zusammenhängendes Chatter-Muster vorliegt, kann es sinnvoll sein, die Analyse auf einen kleineren Teil des Datensatzes zu konzentrieren. Ein Signal, das über einen kleinen Winkelbereich auftritt, kann eine geringere Amplitude aufweisen, wenn die Analyse über 100 % der Daten durchgeführt wird. Durch die Beschränkung der Analyse auf einen bestimmten Winkelbereich erhalten Sie eine genauere Darstellung der Chatter-Amplitude. Die Softwarepakete von Adcole für die FFT-Chatter-Analyse enthalten Optionen zur Betrachtung begrenzter Winkelbereiche sowohl für Zapfen als auch für Nocken. Für eine gute Analyse sollten Sie einen ausreichend breiten Sektor verwenden. Ein zu kleiner Sektor kann zu verzerrten Ergebnissen und/oder einer schlechten UPR-Bestimmung führen.