Maschinenschwingungsmessungen

Ein Überblick, Techniken, Anwendungen und Instrumentierung

Übersicht über Maschinenschwingungen

Das Verstehen und Beherrschen von Maschinenschwingungen ist für die Leistung von Industriemaschinen von entscheidender Bedeutung. Es ist ein Schlüsselfaktor bei der Beurteilung dynamischer Bedingungen, einschließlich Auswuchten, Lagerfehlern und Bauteilbeanspruchung.

Maschinenschwingungen Definition

Maschinenschwingungen sind Schwingungen oder Bewegungen, die eine Maschine oder ihre Komponenten während des Maschinenbetriebs erzeugen. Bei der Messung von Maschinenschwingungen werden Beschleunigungsmesser und Schwingungsmessgeräte zur Beurteilung von Schwingungsamplituden und -frequenzen eingesetzt.
Die Schwingungsamplitude gibt das Ausmaß der Bewegung mechanischer Teile an. Die Schwingungsamplitude einer Maschine wird in Mikrometern, Millimetern oder Metern in Einheiten der Schwingungsbeschleunigung, -verschiebung oder -geschwindigkeit gemessen.

Ursachen für Maschinenschwingungen

Zu den Ursachen von Maschinenschwingungen zählen unausgeglichene Massen, fehlende Ausgleichsgewichte sowie verschlissene oder beschädigte Lager. Die Erkennung dieser Ursachen mithilfe von Vibrationsmessungen ermöglicht eine frühzeitige Diagnose und die Vermeidung möglicher Maschinenausfälle und sorgt so für die Aufrechterhaltung der Maschinenzuverlässigkeit.

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Inhaltsverzeichnis

Bei Maschinenschwingungsmessungen werden Beschleunigungsmesser und Vibrationsmesser eingesetzt, um die Amplituden und Frequenzen von Maschinenschwingungen zu ermitteln. Diese Instrumente helfen dabei, die Schwingungen oder Bewegungen zu verstehen und zu steuern, die eine Maschine oder ihre Komponenten während des Betriebs erzeugen, und spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung des Maschinenzustandes und -leistung.

Gemäß ISO 2954 ist ein Maschinenschwingungsmessgerät eine Kombination aus einem Vibrationswandler, einer Anzeigeeinheit und einem Stromversorgungssystem. Dieses Gerät ist für die Beurteilung von Maschinenvibrationen von entscheidender Bedeutung, es hilft bei der Früherkennung von Fehlern, minimiert Wartungskosten und verhindert unerwartete Maschinenausfälle.

Ziel der Maschinenschwingungsmessung

Das Ziel der Maschinenschwingungsmessung besteht darin, deren Ursachen zu identifizieren, um Maschinenausfälle zu reduzieren, vorherzusagen oder ihren Zustand zu beurteilen. Durch die Messung von Maschinenschwingungen werden mechanische Probleme der Maschine erkannt, eine optimale Maschinenleistung sichergestellt und unerwartete Maschinenausfälle verhindert.

Reduzierung von Maschinenschwingungen

Zur Reduzierung von Maschinenschwingungen gehört die Sicherstellung, dass alle Ausgleichsgewichte korrekt angebracht sind, die Überprüfung der Lager und der Austausch abgenutzter oder beschädigter Lager. Die Schwingungsanalyse identifiziert fehlerhafte Teile und trägt so zur Aufrechterhaltung eines reibungslosen und optimalen Maschinenbetriebs bei. Durch den Einsatz der Werkzeuge und Techniken zur Schwingungsmessung können Fachleute den Maschinenzustand effektiv überwachen, die Leistung optimieren und Ausfallzeiten und Reparaturkosten minimieren.

Maschinenschwingungen, vorausschauende Wartung

Bei der vorausschauenden Wartung von Maschinenschwingungen handelt es sich um einen Ansatz, der die Daten von Maschinenschwingungen und andere Kennzahlen nutzt, um den Zustand einer Maschine zu bewerten und potenzielle Probleme vorherzusagen. Dieser Prozess trägt dazu bei, Fehler frühzeitig zu erkennen, Wartungskosten zu minimieren und unerwartete Maschinenausfälle zu verhindern.

Trendvergleich zu Maschinenschwingungen

Beim Trendvergleich von Maschinenschwingungen werden die neuesten Messergebnisse mit früheren verglichen. Der Trendvergleich der Maschinenschwingungen ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Störungen und hilft bei der Formulierung wirksamer Präventionsstrategien.

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Techniken zur Messung von Maschinenschwingungen

Techniken zur Messung von Maschinenschwingungen werden in der Norm ISO 20816-1 beschrieben. Diese Schwingungsanalysetechniken umfassen die Platzierung des Beschleunigungsmessers, die Einstellung geeigneter Messparameter, die Durchführung der Messung und die Interpretation der Ergebnisse. Die ISO-Maschinenschwingungsmesstechnik erleichtert die genaue Erfassung und Analyse von Schwingungsdateten. Die ISO-Schwingungsanalysetechnik identifiziert potenzielle Fehler wie Lagerdefekte, Fehlausrichtung und Unwucht und veranlasst rechtzeitige Korrekturmaßnahmen.
Die Messung kann Schwingungsmessungen an nicht rotierenden Teilen oder relativen Wellenschwingugnen umfassen. Die Schwingungsgröße, die den Maximalwert der Breitbandschwingubgspegel in Einheiten der RMS-Geschwindigkeit angibt, kann in verschiedenen Einheiten gemessen werden, z. B. Mikrometer für Verschiebung, Millimeter pro Sekunde für Geschwindigkeit und Meter pro Quadratsekunde für Beschleunigung.

Montage des Beschleunigungsaufnehmers

Gemäß ISO 20816-1 sollte der Maschinenschwingungsaufnehmer am zu prüfenden Maschinenteil montiert werden, typischerweise auf einer ebenen, sauberen Oberfläche, um ein gutes Signal zu gewährleisten. Gemäß ISO sollten Messungen in drei orthogonalen Richtungen erfolgen: axial, radial horizontal und radial vertikal.

Einstellungen für die Maschinenschwingungsmessung

Die Einstellungen zur Maschinenschwingungsmessung sind in der Norm ISO 20816-1 detailliert beschrieben. Dazu gehören spezifische Messparameter wie der Frequenzbereich (10 Hz bis 1 kHz für allgemeine Maschinen), die Art des Wandlers (Beschleunigungsmesser) und die Maßeinheiten (Geschwindigkeit in mm/s, Verschiebung in μm oder Beschleunigung in m/s). s2). Darüber hinaus sollten die Umgebungsbedingungen präzise Messungen ermöglichen, d. h. Hintergrundgeräusche und Vibrationen sollten minimiert werden.

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Ablauf der Maschinenschwingungsmessung

Maschinenschwingungsmessung werden durchgeführt, sobald der Beschleunigungsmesser ordnungsgemäß angebracht und die entsprechenden Einstellungen vorgenommen wurden. Maschinenschwingungen werden für eine bestimmte Dauer gemessen und Größen wie Beschleunigung, Geschwindigkeit oder Weg erfasst.

Interpretation der Maschinenschwingungsergenisse

Bei der Interpretation der Maschinenschwingungsergebnisse gemäß ISO 20816-1 wird die Verwendung der RMS-Geschwindigkeit (Vrms) bevorzugt. Das Überschreiten der in ISO 20816-1 festgelegten Grenzwerte weist auf ein potenzielles Problem mit dem Zustand der Maschine hin. Zur Identifizierung des spezifischen Fehlerzustands kann eine detaillierte Frequenzanalyse wie die Fourier-Transformation (Frequenzspektrum-FFT) durchgeführt werden.

Anwendungen zur Messung von Maschinenschwingungen

Zu den in ISO 20816-1 aufgeführten Anwendungen zur Messung von Maschinenschwingungen gehören Schwingungen nicht rotierender Teile und Schwingugnen rotierender Wellen. Die meisten Anwendungen zur Schwingungsmessung von Maschinen werden an nicht rotierenden Teilen durchgeführt. Die Messung rotierender Wellen wird an Maschinen wie Dampfturbinen, Gasturbinen oder Turbokompressoren angewendet. Diese Maschinen enthalten flexible Rotorwellensysteme.

Anwendungen zur Schwingungsmessung an nicht rotierenden Teilen

Schwingungsmessungen an nicht rotierenden Teilen werden mit einem Schwingungsaufnehmer durchgeführt das die absolute Geschwindigkeit oder Beschleunigung von Strukturteilen misst, an denen es montiert ist (z. B. Die Lagergehäuse).

Schwingungsmessanwendungen an rotierenden Teilen

Schwingungsmessungen an rotierenden Teilen werden an einem berührungslosen Wandler durchgeführt, der die Schwingungsverschiebung zwischen der Welle und einem Strukturelement, an dem sie montiert ist (z. B. dem Lagergehäuse), erfasst.

Messgeräte für Maschinenschwingungen

Geräte zur Schwingungsmessung von Maschinen spielen bei der Schwingungsbeurteilung eine entscheidende Rolle. Dazu gehört die Verwendung spezieller Schwingungsmessgeräte mit den entsprechenden Spezifikationen, die Berücksichtigung ihrer Betriebsumgebung und der richtigen Wandler.

Spezifikation der Schwingungsmessinstrumente

Spezifikationen für Schwingungsanalysegeräte zur Messung der Schwingstärke sind in ISO 2954 und Instrumente zur Messung von Wellenschwingungen in ISO 10817-1 angegeben. Spezifikationen für die Montage von Beschleunigungsmessern sind in ISO 5348 enthalten, die grundsätzlich auch für Geschwindigkeitsaufnehmer gelten.

Was ist ein Maschinenschwingungsmessgerät?

Gemäß der Definition von ISO 2954 ist das Maschinenschwingungsmessgerät eine Kombination aus einem Schwingungswandler; eine Anzeigeeinheit; und ein Stromversorgungssystem

Was ist der Frequenzbereich des Maschinenschwingungsmessgeräts?

 Der Frequenzbereich des Maschinenschwingungsmessgeräts reicht von 10 Hz bis 1.000 Hz. In manchen Fällen kann es notwendig sein, den Messfrequenzbereich an seinen oberen oder unteren Grenzen einzuschränken oder weiter zu erweitern, um störende Schwingungen zu vermeiden, die für die Beurteilung des Schwingungsverhaltens einer Maschine keine Rolle spielen, oder um wichtige Frequenzen einzubeziehen. Zu diesem Zweck kann das Gerät mit zusätzlichen oder modifizierten Hochpass- oder Tiefpassfiltern ausgestattet sein.

Maschinenschwingungsmessungen: Wichtige Erkenntnisse

  1. Maschinenschwingungen sind Schwingungen, die eine Maschine oder ihre Komponenten während des Betriebs erzeugen. Für eine optimalen Maschinenzustand und -leistung ist es wichtig, diese Schwingungen zu verstehen und zu bewältigen.
  2. Die Schwingungsamplitude gibt das Ausmaß der Bewegung in den Maschinenteilen an. Sie wird in Mikrometern, Millimetern oder Metern gemessen und stellt die Einheiten der Schwingbeschleunigung, -auslenkung oder -geschwindigkeit dar.
  3. Ursachen für Maschinenschwingungen sind unausgeglichene Lasten, fehlende Ausgleichsgewichte sowie verschlissene oder beschädigte Lager. Eine frühzeitige Diagnose und Lösung dieser Probleme durch Schwingungsanalyse kann potenzielle Maschinenausfälle verhindern.
  4. Das Hauptziel der Maschinenschwingungsanalyse besteht darin, die Ursachen zu identifizieren, mögliche Ausfälle vorherzusagen und den Gesamtzustand der Maschine zu beurteilen.
  5. Zur Schwingungsreduzierung gehört es, sicherzustellen, dass alle Ausgleichsgewichte richtig angebracht sind, und alle verschlissenen oder beschädigten Lager auszutauschen. Diese Vorgehensweise trägt dazu bei, einen reibungslosen und optimalen Maschinenbetrieb aufrechtzuerhalten.
  6. Bei der vorausschauenden Wartung handelt es sich um einen Ansatz, der Maschinenschwingungsdaten und andere Kennzahlen nutzt, um den Maschinenzustand zu bewerten und potenzielle Probleme vorherzusagen. Dieser Ansatz hilft bei der frühzeitigen Fehlererkennung, wodurch die Wartungskosten minimiert und unerwartete Maschinenausfälle verhindert werden.
  7. Der Trendvergleich der Maschinenschwingungen, bei dem aktuelle Schwingungswerte mit früheren Schwingungswerten verglichen werden, erleichtert die frühzeitige Erkennung von Fehlern und hilft bei der Formulierung wirksamer Präventionsstrategien.
  8. Die Norm ISO 20816-1 stellt die Techniken zur Messung von Maschinenschwingungen bereit. Dazu gehören Prozesse wie die Platzierung des Beschleunigungsmessers, das Festlegen von Messparametern, das Durchführen von Messungen und das Interpretieren der Ergebnisse.
  9. ISO empfiehlt, Schwingungen in drei orthogonalen Richtungen (axial, radial horizontal und radial vertikal) zu messen, sobald der Beschleunigungsmesser ordnungsgemäß angebracht und die entsprechenden Einstellungen vorgenommen wurden.
  10. Das Maschinenschwingungsmessgerät gemäß ISO 2954 ist ein entscheidendes Instrument zur Schwingungsbewertung. Es handelt sich um eine Kombination aus einem Schwingungswandler, einer Anzeigeeinheit und einem Stromversorgungssystem, das in einem Frequenzbereich von 10 Hz bis 1.000 Hz arbeitet.

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