Körperschall im Aufzugbau

Transkript

1 Körperschall im Aufzugbau (Übersicht) Ulrich Nees 1

2 Inhaltsverzeichnis Frequenzbereiche Schalldämm-Maß in Abhängigkeit der Frequenz Informationen zur Schwingungsisolierung von Maschinen Tabelle flächenbezogene Masse und zu erwartendes bewertetes Schalldämm-Maß Raue Oberflächen als Körperschallquelle Informationen zur Schwingungsisolierung von Maschinen Körperschalldämmung durch Isolatoren / Sperrmassen Beschleunigungsmessung auf einem Schienenbügel Körperschall-Messung an der Schachtwand neben dem Triebwerksrahmen Test Körperschallisolation in db von Führungsschuheinlagen (Mittelwerte) Messung gem. ISO Tiefpassfilter ohne EMV-Einflüsse Messung gem. ISO Tiefpassfilter hohe EMV-Einflüsse Messung und Bewertung der Schwingungen von Maschinen Ulrich Nees 2

3 Frequenzbereiche (16.000) Ulrich Nees 3

4 Schalldämm-Maß in Abhängigkeit der Frequenz Berechnung des Schalldämm-Maß zw. Senderaum und Empfangsraum R S T = L1 L lg 0,163 V Ulrich Nees 4

5 Tabelle flächenbezogene Masse und zu erwartendes bewertetes Schalldämm-Maß Ulrich Nees 5

6 Informationen zur Schwingungsisolierung von Maschinen DIN 1299 Durch die Schwingungsisolierung soll entweder eine Übertragung periodischer, stoßförmiger oder stoch-astischer Kräfte von einer Maschine in die umgebenden Strukturen vermindert werden (Quellenisolierung, Schutz gegen Schwingungsemission), oder es sollen Menschen und empfindliche Maschinen, Geräte, Gebäude vor Schwingungen aus der Umgebung geschützt werden. Lebensdauer Über die Lebensdauer bzw. über die Änderung der physikalischen Eigenschaften hat der Lieferant Angaben wie etwa die folgenden zu machen: a) Dauerhaltbarkeitsgrenze bei wiederholten Lastspielen und Stößen; b) Angaben über das Kriechverhalten (ständige Verformung), soweit erforderlich, und wie diese Daten gewonnen wurden; c) Alterungseinflüsse durch Lagerung in spezifizierter Umgebung einschließlich maximaler und minimaler Temperatur. Instandhaltungsdaten Der Lieferant hat Einzelheiten zur Instandhaltung, zu regelmäßigen Inspektionen und zu Anforderungen an die Wartung anzugeben. Ulrich Nees 6

7 Raue Oberflächen als Körperschallquelle Neben den Körperschallquellen wie Antrieb, Bremse, Geschwindigkeitsbegrenzer usw. gibt es eine Reihe von weiteren Aufzugkomponenten, die Körperschall erzeugen. Eine Körperschallanregung durch Kugellager, Gleitlager, Fahrkorbführungen, Gegengewichtsführungen, Umlenkrollen, Schacht-/ Fahrkorbtürbewegungen, Seile in den Seilrillen, Seilführung, Aufschwingen der Seile usw. sind bei der Übertragung von Körperschall zu berücksichtigen. Maßgeblich für diese Art der Körperschallanregung ist die Oberflächenrauigkeit. Wie hoch dieser Köperschalleintrag durch passive Komponenten ist, kann durch einen relativ einfachen Test ermittelt werden: Die Bremse des Antriebes wird kontrolliert gelüftet und der Fahrkorb und Gegengewicht bewegen sich durch den Aufzugschacht. Bei dem Start und in der Fahrtbewegung können einzelne Komponenten auf deren Körperschallanregung messtechnisch untersucht werden. Ulrich Nees 7

8 Körperschalldämmung durch Isolatoren / Sperrmassen Der Einsatz von elastischen Zwischenlagern zur Körperschalldämmung hat den Nachteil, dass die statische Stabilität, z.b. der Führungsschienen oder des Antriebes, verringert wird. Langzeitmessungen und Belastungstests mit Fangen des Fahrkorbes usw. zeigen, dass Isolatoren je nach Einsatz und Anwendung über die Zeit kritische Zustände erreichen können. Wenn Isolatoren auf Schub / Transvektion oder Zug beansprucht werden, verändern sich die Eigenschaften und das gewünschte Ziel der Körperschalldämmung wird nicht erreicht. Die Konstruktion von Schienenbügeln, Triebwerksrahmen usw. sollte so ausgeführt werden, dass eine Biegewellendämmung durch symmetrische Sperrmassen erfolgt. Durchgeführte Tests belegen, dass Schienenbügel die wirkenden Kräfte problemlos aufnehmen können, aber Körperschall zu wenig reduziert wird. Schienenbügel die getestet wurden, je nach Belastungsrichtung entsprechenden Körperschall in die Schachtwand einleiten. Auf der folgenden Seite ein Beispiel die Messung auf einem Schienenbügel der einer kontinuierlichen Beschleunigung ausgesetzt wird. In dem Test spiegelt sich das Verhalten unterschiedlicher Schienenbügel, die im Feld gemessen wurden, wieder. Es zeigt sich, dass bei einer relativ geringen Beschleunigung (Krafteinwirkung) ein hoher Körperschallpegel in die Wand eingeleitet wird. Die Gründe für dieses Verhalten lassen sich auf die transversalen Biegewellen zurückführen. Ulrich Nees 8

9 Acceleration Acceleration Beschleunigungsmessung auf einem Schienenbügel [m/s²] Logger results, pixels per sample = 5 m s 2 m s :18:00 14:18:15 14:18:30 14:18:45 14:19:00 14:19:15 14:19:30 14:19:45 14:20:00 14:20:15 Time 1/3 Oct Acc RMS 500 Hz, Ch1 1/3 Oct Acc RMS 250 Hz, Ch1 1/3 Oct Acc RMS 125 Hz, Ch1 1/3 Oct Acc RMS 63 Hz, Ch1 Overload (Ch2) Overload (Ch3) Overload (Ch4) Ulrich Nees 9

10 Acceleration Velocity Körperschall-Messung an der Schachtwand neben dem Triebwerksrahmen [db(a)] Logger results, pixels per sample = 5 db db :18:00 14:18:15 14:18:30 14:18:45 14:19:00 14:19:15 14:19:30 14:19:45 14:20:00 14:20:15 Time 1/3 Oct Acc RMS 500 Hz, Ch1 1/3 Oct Acc RMS 250 Hz, Ch1 1/3 Oct Acc RMS 125 Hz, Ch1 1/3 Oct Acc RMS 63 Hz, Ch1 Overload (Ch2) Overload (Ch3) Overload (Ch4) Ulrich Nees 10

11 Acceleration Acceleration Körperschallmessung auf einem Rollenträger [db(a)]) Logger results, pixels per sample = 5 db db :17:45 14:18:00 14:18:15 14:18:30 14:18:45 14:19:00 14:19:15 14:19:30 14:19:45 14:20:00 14:20:15 Time Start Duration RMS 1/3 Oct Acc RMS 1/3 Oct Acc RMS 1/3 Oct Acc RMS 1/3 Oct Acc RMS 1 1/3 Oct Acc RMS 31 1/3 Oct Acc RMS 6 1/3 Oct Acc RMS 12 1/3 Oct Acc RMS 25 1/3 Oct Acc RMS 50 1/3 Oct Acc RMS 63 1/3 Oct Acc RMS 10 1/3 Oct Acc RMS 20 Info - - Ch1, P1 (HP1, 500Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Ch1, HP Main cursor :13: db 65.2 db 67.4 db 65.3 db 68.8 db 58.4 db 63.0 db 57.9 db 60.1 db 61.3 db 65.4 db 64.6 db 65.2 db Overload (Ch :17:54.00:00: Overload (Ch :17:54.00:00: Overload (Ch :17:54.00:00: Ulrich Nees 11

12 Test Körperschallisolation in db von Führungsschuheinlagen (Mittelwerte) db(a) 130,00 120,00 110,00 100,00 90,00 80,00 Test 1 Test 2 Test 3 Test 4 Test 5 Test 6 Normal 70,00 60,00 2 Hz 4 Hz 8 Hz 16 Hz 31.5 Hz 63 Hz 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1 khz 2 khz Ulrich Nees 12

13 Messung und Bewertung der Schwingungen von Maschinen Drei grundlegende Schwingungsgrößen sind definiert (Schwingweg, Schwinggeschwindigkeit und Schwingbeschleunigung) und ihre Grenzen festgelegt. In der ISO werden mit Betriebsüberwachung diejenigen Schwingungsmessungen bezeichnet, die beim üblichen Betrieb einer Maschine ausgeführt werden. Die Normenreihe ISO erlaubt die Verwendung verschiedener Messgrößen und -verfahren, vorausgesetzt, sie sind eindeutig festgelegt und ihre Grenzen beschrieben, sodass die Interpretation der Messwerte verständlich ist. Run-Out Werte: Maximale Summe aus elektrischen und mechanischen Schwingungen Ulrich Nees 13

14 Messung des Schwingweges 1,20 0,80 0,40 0,00 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900, ,00-0,40-0,80-1,20 XD [µm] YD [µm] ZD [µm] Ulrich Nees 14

15 Messung der Schwinggeschwindigkeit 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900, ,00-0,05-0,10-0,15-0,20-0,25 XV [mm/s] YV [mm/s] ZV [mm/s] Ulrich Nees 15

16 Messung gem. ISO Tiefpassfilter ohne EMV-Einflüsse Ulrich Nees 16

17 Messung gem. ISO Tiefpassfilter hohe EMV-Einflüsse Ulrich Nees 17

18 . für Ihr Interesse bedanke ich mich Ulrich Nees 18