Es ist wichtig, Schwingungen frühzeitig zu erkennen, um Schäden zu vermeiden. Die Folgen von Schwingungen sollten nicht unterschätzt werden. So können beispielsweise Schwingungen in einer Turbine katastrophale Auswirkungen auf Menschen, die Umwelt und das Werk haben. Die frühzeitige Erkennung von Schwingungen und deren Ursachen hilft, unnötige Unfälle und hohe Kosten zu vermeiden. Oft sind nur geringfügige Wartungsmaßnahmen oder Reparaturen erforderlich.
Ursachen für Maschinenschwingungen
Es gibt viele Ursachen für Maschinenschwingungen. Die häufigsten werden im Folgenden erläutert.
Wiederkehrende Kräfte
Wiederkehrende Kräfte entstehen durch ein sich wiederholendes Kraftmuster. Häufig werden diese Kräfte in Maschinen verursacht durch:
Die Maschine ist unausgewuchtet:
Der Schwerpunkt eines rotierenden Maschinenteils liegt nicht in der Mitte. Dies führt zu einer wiederkehrenden Kraft auf die Maschine.
Die Maschine ist falsch ausgerichtet:
Maschinenteile verbiegen sich während der Rotation, was zu wiederholten Kräften auf die Maschine führt.
Verschleiß an der Maschine:
Maschinenteile nutzen sich durch den Gebrauch ab. Denken Sie beispielsweise an Lager und Zahnräder. Dies kann zu wiederkehrenden Kräften führen.
Unsachgemäßer Betrieb der Maschine:
Eine unregelmäßige Stromversorgung kann zu wiederkehrenden Kräften führen.
Resonanz
Jede Maschine weist eine gewisse natürliche Schwingung auf. Jede Maschine hat eine Resonanzfrequenz (oder mehrere). Wenn diese Resonanzfrequenz mit der Drehzahl übereinstimmt, tritt eine Resonanz auf. Handelt es sich dabei um eine relativ geringe Kraft, verursacht dies keine größeren Probleme. Große Kräfte können jedoch katastrophale Folgen haben.
Einzelne Teile
Ursachen wie Lager mit zu großem Spiel, lose Schrauben und Korrosion können zu Maschinenvibrationen führen. Aufgrund der enormen Kräfte in der Maschine können lose Teile schnell zu Schäden führen.
Arten von Schwingungen
Es werden drei Arten von Schwingungsformen unterschieden:
- Aperiodische Schwingungen
Diese Schwingungen wiederholen sich im Laufe der Zeit nicht, wodurch das Verhalten unvorhersehbar ist. - Übergangsschwingungen
Diese Schwingungen lassen sich nur für einen bestimmten Zeitraum beobachten. - Periodische Schwingungen
Dies sind Schwingungen, die sich wiederholen. Dies sind die häufigsten Schwingungen in Maschinen (siehe Abbildung 1).
Was können Schwingungsmessungen verhindern?
Die Durchführung von Schwingungsmessungen ist natürlich mit Kosten verbunden. Daher ist es wichtig zu verstehen, was damit verhindert werden kann – oder besser gesagt: welche Kosten eingespart werden können.
Schwere Maschinenschäden
Werden Schwingungen nicht frühzeitig erkannt, kommt es häufig zu schweren Schäden an der Maschine. In den extremsten Fällen muss die gesamte Maschine ausgetauscht werden. Die frühzeitige Erkennung der Ursache von Schwingungen kann erhebliche Kosten einsparen und trägt zudem zur Sicherheit bei.
Hoher Energieverbrauch
Vibrierende Maschinen verbrauchen mehr Energie. Es wird zusätzliche Energie benötigt, um den Schwingungen entgegenzuwirken. Durch die Messung des Maschinenzustands lässt sich dies minimieren.
Ungeplante Ausfallzeiten
Wird der Zustand einer Maschine nicht gemessen, kann diese plötzlich ausfallen. Die Folge sind ungeplante Stillstandszeiten. Da viele Fabriken in der Prozessindustrie ständig betriebsbereit sein müssen, führt dies zu extrem hohen (unnötigen) Kosten. In vielen Fällen lässt sich dies durch einfache Maßnahmen verhindern, doch dazu muss der Zustand der Maschine überwacht werden.
Lieferprobleme
Viele Unternehmen müssen bestimmte Liefervereinbarungen einhalten. Wenn eine Maschine aufgrund defekter Teile oder schwerer Schäden unerwartet ausfällt, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass das Unternehmen diese Vereinbarungen nicht erfüllen kann. Dies führt zu Unzufriedenheit bei den Kunden.
Halbfertigprodukte
Wenn eine Maschine unerwartet zum Stillstand kommt, verbleiben Halbfertigprodukte im Produktionsprozess. In vielen Fällen müssen diese aufgrund von Verderb entsorgt werden. Dies verursacht zumindest unnötige Kosten.
Unnötiger Wartungsaufwand
Häufig werden Maschinenteile vorbeugend ausgetauscht, um sicherzustellen, dass die Maschine jederzeit einsatzbereit ist. Dies kann dazu führen, dass Teile unnötigerweise ausgetauscht werden. Durch die Zustandsmessung der Maschine (Teile) werden Reparaturen und Austauschmaßnahmen nur dann durchgeführt, wenn sie wirklich notwendig sind.
Qualitätsaspekte
In vielen Fällen mag es auf den ersten Blick so aussehen, als funktioniere eine Maschine einwandfrei, obwohl dies manchmal nicht der Fall ist. Um dies festzustellen, sind Messungen erforderlich. Werden diese nicht durchgeführt, kann die Qualität der Produkte darunter leiden.
Zustandsüberwachung
Die Zustandsüberwachung umfasst die Überprüfung des Zustands von Maschinen. Hierfür gibt es verschiedene Methoden, doch Schwingungsmessungen sind die zuverlässigste Methode. Erfahren Sie mehr über die Zustandsüberwachung »
