Vibration Test Stand | VTS

Beschreibung

Der Schwingungsprüfstand wurde speziell für die hochpräzise Ermittlung von Schaufelresonanzen und Modalparameter bei minimalem Einfluss der Einspannung auf die Ergebnisse entworfen.

Vorteile & Innovation

Automatisiertes Prüfsystem zur Bestimmung von Eigenfrequenzen und Dämpfungen

Testverfahren gemäß firmeninterner Vorschriften

Kosten- und Zeitersparnis durch geringen Personalaufwand

Skalierbar für unterschiedliche Schaufeltypen und –größen

Software gesteuerte Bauteileinspannung mittels Hydraulik

Unterschiedliche Klemmblöcke je nach Schaufelgröße

Anregung durch automatischen Modalhammer

Automatische Messprotokollgenerierung

Schaufel Datenbank

Einfache Bedienbarkeit

Export nach Excel ASCII oder SAP

Software gesteuerte Hydraulikeinspannung (optional)

Vibrationsmessung mit Laser-Doppler-Vibrometer, Beschleunigungsaufnehmer oder Mikrofon

Frequenzbereich bis zu 100 kHz

Frequenzauflösung < 1Hz bei 20 kHz

Projektorientierte Datenbankstruktur

SQL-Datenbank für mehrere Arbeitsstationen

Anwendung & Integration 

Komponententests bei Gas- und Dampfturbinen

Komponententests bei Luftfahrttriebwerken

Turbinenschaufeln, Kompressorschaufeln

Schaufelüberarbeitung

Qualitätskontrolle

Serienprüfung

Forschung und Entwicklung

Model updating

Experimentelle Modalanalyse

Kosten- und Zeitreduktion

Die Vereinfachung der Messabläufe und dadurch die Bedienbarkeit durch Werker, ermöglicht eine wirtschaftliche, produktionsprozessbegleitende Prüfung von Bauteilen. So können Toleranzabweichungen früher erfasst werden und ggf. Gegenmaßnahmen eingeleitet oder die Ausschussbauteile vor weiteren Arbeitsschritten aussortiert weden. Um die Prüfzeit zu minimieren weden unter andrem folgende Prozesse automatisiert:

Hydraulikeinspannung

Automatische Resonanzermittlung

Prüfkörper Management (Schaufel Datenbank)

Mit Hilfe dieser Automatisierung wird die Messung zu einer Aktion von wenigen Mausklicks.

Messmethode

Mittels Hammererregung und Ermittlung der Schaufelantwort durch ein Mikrofon oder Laser Doppler Vibrometer und die angeschlossene Datenerfassung wird die hohe Genauigkeit der Messungen gewährleistet.

Software

Die Hauptaufgabe während der Entwicklung war  eine einfach bedienbare, sowie auch sehr funktionale Software zu entwickeln. Das Ergebnis ist eine Software, die beinahe von jedem für simple Messabläufe benutzt werden kann. Die folgenden Schlüsselfunktionen sind verfügbar:

Serielle Messung (mit Master Blade Messungen)

Ermittlung der Gestalt der Moden

R&D Prüfmessung

Ablauf-Management

Prüfling-Management (Schaufel-Management)

Analyse & Bericht

Benutzer- & Rechte-Management

Mit Hilfe dieser Automatisierung wird die Messung zu einer Aktion von wenigen Mausklicks.

Alle Daten werden in einer lokalen Datenbank gespeichert, was die Software leicht erweiterbar macht. Bei Bedarf können auch Setups mit zentralem Server eingerichtet werden. Abgesehen vom Export der Daten in Excel oder SAP, ist es auch möglich Berichte direkt auszudrucken. Mit der “Office-Funktion” bietet die Software die Möglichkeit Parameter oder Messabläufe vom Büro aus über eine Netzwerkverbindung zu definieren und zu editieren.

Anwendungen

Komponententests bei Gasturbinen

Kompressionsschaufeln

Turbinenschaufeln

Compound-Material Bauteile

Sinus

Rauschen

Chirp

Rechtecksfunktion

Sweep

Step Sinus

Standardprüfstände

Maul-Theet bietet drei verschiedene Standardkonfigurationen zur Bestimmung der Eigenfrequenzen an.

Zusätzlich stehen Eingänge zur Druck– und Temperaturmessung zur Verfügung.

1. VTS mit kundeneigener Hydraulig

Diese Lösung umfasst alle für die Schwingungsmessung nötigen Geräte (Modalhammer, Sensoren, Datenerfassung) sowie einen PC mit Software. Ist das Bauteil in der kundeneigenen Spannvorrichtung geklemmt kann eine automatische Bestimmung der Resonanzfrequenzen gestartet werden. Wahlweise kann über einen Drucksensor kann eine vorgegebene Klemmkraft kontrolliert und dokumentiert werden. Die Ergebnisse und Messdaten können  gespeichert und Berichte erstellt werden.

 

2. VTS mit manueller Hydraulik

Diese Lösung umfasst eine manuell zu betätigende Hydraulikeinheit. Sie ist in einem Prüfstand aus Aluminiumprofilen integriert, in dem auch die Klemmeinheit untergebracht ist. Die Ausführung des Prüfstandes kann an die Anwendung des Kunden angepasst werden.

Die Klemmkraft kann über einen Kippschalter eingestellt werden.

Es besteht die Möglichkeit die Klemmkraft mit dem VTS-Controller zu messen und in der VTS Software  anzuzeigen. Bei Klemmkräften außerhalb des zulässigen Bereiches wird die Schwingungsmessung durch die VTS Software automatisch blockiert.

3. VTS mit SPS gesteuerter Hydraulik

Diese Lösung verfügt über eine SPS-Steuerung  der Hydraulikeinheit. Die SPS steuert die Proportionalventile zum Vorspannen, Spannen und  Regeln der Klemmkraft während der Schwingungsmessung. Die Druckspeicher sorgen dafür, dass die Klemmkräfte ohne Pumpenbetrieb bei experimentellen Messungen bis zu 20 Minuten stabil bleiben. Es sind bei der SPS-gesteuerte Hydraulik Klemmkräfte von bis zu 650 kN möglich.

VTS Prüfstandskonfigurator

Prüfstand AnregungKlemmungSchwingungssensorenÜberwachungssensoren
VTS mit Kunden HydraulikHammer ohne MesszelleKundeneigene KlemmungMikrofonDruck Klemmung (optional)
Hammer mit MesszelleLaser (LDV)Temperatur (optional)
Automatischer ModalhammerBeschleunigungsaufnehmer
VTS mit manueller HydraulikHammer ohne MesszelleHydraulische, manuellMikrofonDruck Klemmung enthalten
Hammer mit MesszelleLaser (LDV)Temperatur (optional)
Automatischer ModalhammerBeschleunigungsaufnehmer
VTS mit SPS gesteuerter HydraulikHammer ohne MesszelleHydraulische mit SPSMikrofonDruck Klemmung enthalten
Hammer mit MesszelleLaser (LDV)Temperatur (optional)
Automatischer ModalhammerBeschleunigungsaufnehmer