Berechnungen & Messungen
Schwingungsmessung
CFM Schiller bietet die Durchführung von Schwingungsmessungen bei Ihnen vor Ort an.
Eine passive Schwingisolierung schützt Maschinen und Geräte vor externen Vibrationen. Dafür ist es nötig zu wissen, welche Schwingungen am geplanten Aufstellort tatsächlich von der Umgebung auf die Maschine übertragen werden. Anhand der Messungen stellen die CFM-Ingenieure fest, ob und welche Art von Schwingisolierung in diesem Fall erforderlich ist. Mittels der Schwingungsmessung und der nachfolgenden Auswertung lassen sich die Schwinggeschwindigkeiten über dem Frequenzbereich ermitteln. Die Messung erfolgt anhand eines Beschleunigungssensors jeweils in x-, y- und z-Richtung. Die Messergebnisse werden anschließend in einem Kurzbericht zusammengefasst. Wenn die Messergebnisse vorliegen, erstellt CFM Schiller Ihnen ein unverbindliches Angebot für eine entsprechende Schwingisolierung.
Schwingfundamentplanung
Individuell zugeschnitten auf Ihre technisch-wirtschaftliche Problemstellung legt CFM Schiller die Schwingisolierung aus.
Mithilfe eines Starrkörpermodells lassen sich rechnergestützt Schwingungsamplituden, -geschwindigkeiten und der Isoliergrad berechnen. Als physikalische Basis hierfür teilen Sie uns die zu erwartenden statischen und dynamischen Betriebslasten sowie die Frequenzspektren mit, denen der spätere Anlagenbetrieb unterliegt. Als weitere Randbedingungen fließen Form, Lage und Gewicht der Auflasten auf dem Schwingfundament ein. Mit den Ergebnissen der Berechnungssoftware werden die Form und Masse des Fundaments sowie die Art der Schwingisolierung festgelegt. Dazu zählt, ob Stahlfederisolatoren oder Luftfedern, Zusatzvolumen und Dämpfer genutzt werden oder nicht. Weiterhin zieht CFM Schiller die räumlichen Gegebenheiten und die Untergrundbeschaffenheit für die Gesamtauslegung der Schwingisolierung in Betracht. Bereits in der ersten Auslegungsphase wenden wir Maßnahmen zur optimalen Umsetzung der Betriebssicherheit der Gesamtanlage an.
FINITE-ELEMENTE-BERECHNUNG
Zur Auslegung von Schwingisolierungen und Prüfstandskomponenten nutzen die CFM-Ingenieure moderne FEM-Berechnungen. Während des Konstruktionsprozesses werden Bauteile und Baugruppen auf Basis statischer und dynamischer Analysen iterativ gestaltet. CFM Schiller bietet Finite-Elemente-Berechnungen außerdem als Dienstleistung für Ihre Produkte an.
Schwingisolierungstechnik
Die Planung des Schwingfundamentes erfolgt mithilfe eines Starrkörpermodells. Sowohl das Betonfundament als auch die Aufspannplatte können im nächsten Schritt mit verschiedenen FEM-Analysen untersucht und optimiert werden. Insbesondere bei Anwendungen mit hohen Frequenzen und großen Lasten wird so eine funktionsfähige Konstruktion gewährleistet. Je nach Anforderung werden ein oder mehrere der nachfolgenden 3 Verfahren von CFM Schiller durchgeführt.
Die lineare statische Analyse berechnet bei gegebenen Kräften und Momenten resultierende Spannungen und Deformationen. Zusammenhänge der klassischen Elastostatik werden vom Computer auf komplexe Bauteilgeometrien angewendet und von unseren erfahrenen Ingenieuren ausgewertet. Diese Analyse liefert quantitative Aussagen zur Steifigkeit und Festigkeit von Bauteilen und Baugruppen.
Mithilfe der Modalanalyse lassen sich Eigenfrequenzen und Eigenformen komplexer Strukturen berechnen. Liegen die Eigenfrequenzen eines Bauteils zu nah am Frequenzbereich, in dem der zugehörige Prüfstand betrieben wird, müssen die Eigenfrequenzen durch konstruktive Anpassungen erhöht werden. Auch die Eigenformen werden von unseren Ingenieuren bezüglich der erwarteten Belastung kritisch geprüft und in der Auslegung qualitativ berücksichtigt.
Eine sogenannte Frequency Response Analyse untersucht die dynamische Reaktion eines Bauteils auf Anregungen im Eigenfrequenzbereich. Sie nutzt die Ergebnisse der Modalanalyse. Mit dieser Methode werden Schwingungsbewegung, -geschwindigkeit und -beschleunigung quantitativ berechnet. Diese Werte können für ausgewählte Knotenpunkte (Nodes) des FEM-Modells vektoriell angegeben werden. Das Verfahren wird hauptsächlich als Dienstleistung angeboten, die Bewertung der Ergebnisse erfolgt durch den Kunden.
Aufspanntechnik
Produkte wie Aufspannplatten, MOCOKIT®-Komponenten, Fundamente und ganze Baugruppen werden mit verschiedenen FEM-Analysen untersucht und optimiert. Insbesondere bei neuentwickelten Sonderlösungen und Anwendungen mit hohen Frequenzen und großen Lasten wird so eine funktionsfähige Konstruktion gewährleistet. Je nach Anforderung werden ein oder mehrere der nachfolgenden 3 Verfahren von CFM Schiller durchgeführt.
Die lineare statische Analyse berechnet bei gegebenen Kräften und Momenten resultierende Spannungen und Deformationen. Zusammenhänge der klassischen Elastostatik werden vom Computer auf komplexe Bauteilgeometrien angewendet und von unseren erfahrenen Ingenieuren ausgewertet. Diese Analyse liefert Aussagen zur Steifigkeit und Festigkeit von Bauteilen und Baugruppen.
Mithilfe der Modalanalyse lassen sich Eigenfrequenzen und Eigenformen komplexer Strukturen berechnen. Liegen die Eigenfrequenzen eines Bauteils zu nah am Frequenzbereich, in dem der zugehörige Prüfstand betrieben wird, müssen die Eigenfrequenzen durch konstruktive Anpassungen erhöht werden. Auch die Eigenformen werden von unseren Ingenieuren bezüglich der erwarteten Belastung kritisch geprüft und in der Auslegung qualitativ berücksichtigt.
Eine sogenannte Frequency Response Analyse untersucht die dynamische Reaktion eines Bauteils auf Anregungen im Eigenfrequenzbereich. Sie nutzt die Ergebnisse der Modalanalyse. Mit dieser Methode werden Schwingungsbewegung, -geschwindigkeit und -beschleunigung quantitativ berechnet. Diese Werte können für ausgewählte Knotenpunkte (Nodes) des FEM-Modells vektoriell angegeben werden. Das Verfahren wird hauptsächlich als Dienstleistung angeboten, die Bewertung der Ergebnisse erfolgt durch den Kunden.
Auslegung Verankerungssysteme
Das spezielle Verankerungssystem von CFM Schiller ist im Fundament integriert und verbindet die Grund- oder Aufspannplatte über Ankerpunkte dynamisch dauerfest mit dem Fundament.
Grundlage für die Auslegung jeder Verankerungskonstruktion (VAK) sind alle wirkenden dynamischen Kräfte des Prüfstands bzw. der Maschine. Basierend darauf legen die CFM-Ingenieure die Anzahl der Ankerpunkte sowie deren benötigten Querschnitt für die Schraubverbindung fest. Standardausführungen reichen von M20 bis M42, darüber hinaus können Schwerlasten im Meganewton-Bereich mit Ankergrößen M100 oder größer aufgenommen werden.
Das Verankerungssystem ist mit einem extrem hohen Sicherheitsfaktor dimensioniert, ohne dadurch nennenswerte Mehrkosten zu verursachen. Damit ist gewährleistet, dass die dauerfeste Verbindung nach Rücksprache mit CFM Schiller auch für Prüfstände mit höheren Lasten genutzt werden kann. Die Spezialanker übertragen die eingeleiteten Kräfte sehr großflächig in den umgebenden Betonkörper. Dadurch wird der Beton lokal nie überlastet und das Fundament mit Verankerung ist überdurchschnittlich langlebig.
Im Komplettpaket von CFM Schiller erfolgt die Auslegung des Verankerungssystems mitsamt Fundamentplanung sowie Auswahl und Konstruktion der Aufspannplatte. Damit ist für Sie als Kunde garantiert, dass die Dimensionierung der VAK genau auf die Größe und Belastbarkeit des Fundaments sowie auf die Maße der Aufspannplatte abgestimmt ist. Die Bewehrung des Fundaments wird individuell auf die Verankerungskonstruktion angepasst und mit ihr parallel montiert.
