Entwicklung und Erprobung der Bildderotator-Messtechnik am Beispiel der Schlupfmessung von Wälzlagern

In dieser Arbeit wird ein Bildderotator, ein berührungsloses optisches Messsystem, zur Analyse der Dynamik rotierender Bauteile entwickelt und erprobt. Durch die optische Eliminierung der Drehbewegung eines rotierenden Objekts ermöglicht dieses Messsystem die Untersuchung der Bewegungen und des Schwingungsverhaltens des Objekts im quasi Stillstand. Hauptbestandteile dieser Arbeit sind die Entwicklung, der Aufbau, und die Inbetriebnahme des Derotator-Messsystems. Darüber hinaus werden die Entwicklung der hierfür nötigen Bildverarbeitungsalgorithmen und eines mathematischen Modells des Systems für die automatisierte Justage dargestellt. Beispielhaft und erstmalig wird das Messsystem in experimentellen Untersuchungen zur Analyse des Schlupfs der Wälzkörper eines Wälzlagers eingesetzt. Zudem erfolgen thermographische Messungen, um die Eignung des Systems zur Temperaturmessung darzustellen. In den Untersuchungen wird der Einfluss verschiedener Betriebsparameter auf den Schlupf ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass die radiale Lagerkraft und die Drehzahl einen deutlichen Einfluss auf das Schlupfverhalten der Wälzkörper haben. Es tritt generell bei allen Betriebsparametern Schlupf auf. Er kann in seiner Ausprägung jedoch durch die Lagerkraft und die Drehzahl erheblich beeinflusst werden. Die thermographischen Untersuchungen zeigen, dass das vorgestellte Derotator-Messsystem sehr gut zur Ermittlung der stationären Temperaturverhältnisse im Lager unter realen Betriebsbedingungen möglich ist.