Supply Chain Management Vibrationsmessung – wichtig zur vorbeugenden Instandhaltung

Autor / Redakteur: Holger Janssen * / Margit Kuther

Vibrationen und Schwingungen bei Industriemaschinen: Kritisch oder harmlos? Ein Fall für die Messtechnik. Moderne Messtechnik aus dem Sortiment von Distrelec

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Nicht immer lassen sich unerwünschte Schwingungen, die die Lebensdauer von Anlagen verkürzen, von harmlosen Schwingungen unterscheiden. Moderne Messtechnik schafft Abhilfe.
Nicht immer lassen sich unerwünschte Schwingungen, die die Lebensdauer von Anlagen verkürzen, von harmlosen Schwingungen unterscheiden. Moderne Messtechnik schafft Abhilfe.
(Bild: Distrelec)

Resonanzfrequenzen bei Industriemaschinen und -anlagen sind unter anderem auf die verbauten Motoren und Aggregate zurückzuführen. Wenn diese Schwingungen regelmäßig protokolliert werden, lassen sich aus den ermittelten Werten Schlüsse bezüglich des Zustands der Maschine ziehen: Schwingungen, die über einen bestimmten Pegel hinaus ansteigen, können ein Anzeichen für normalen Verschleiß sein. Sie können aber auch ein Hinweis darauf sein, dass eine umfassende Prüfung der Ursachen oder eine sofortige Reparatur notwendig ist. Moderne Vibrationsmessgeräte wie das Modell 805 von Fluke helfen, Maschinen stets bestmöglich zu warten und Ausfälle zu vermeiden.

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Auslöser für Schwingungen in motorbetriebenen Geräten

In motorbetriebenen Geräten können eine ganze Reihe von Faktoren Schwingungen verursachen. Dazu gehört die Oszillation von Antriebsmotoren, Pumpen oder Kompressoren. Aber auch Lager, Wellen, Getriebe, Riemen und andere Bestandteile mechanischer Systeme bewegen sich und bewirken damit Vibrationen. Das muss jedoch nicht immer ein Anlass zur Sorge sein: In manchen Fällen hängen die Schwingungen mit der Konstruktion der Maschine zusammen. So sind sie zum Beispiel beim Betrieb von Kolbenpumpen und -kompressoren, Verbrennungsmotoren und Zahnradantrieben kaum zu vermeiden. Bei Geräten, die möglichst reibungslos betrieben werden sollten, sind sie jedoch unerwünscht – unter anderem bei Elektromotoren und -antrieben, Drehkolbenpumpen, Druckluftanlagen und Kompressoren sowie Ventilatoren und Gebläsen.

Generell sind die meisten industriellen Maschinen so konzipiert, dass sie mit minimaler Reibung arbeiten und durch Massenausgleich und Auswuchtung Schwingungen vermeiden. Bei diesen Maschinen können erhöhte Vibrationswerte ein Anzeichen für Probleme oder einen Verschleiß der Anlage sein. Wenn die Ursachen nicht beseitigt werden, können die unerwünschten Schwingungen selbst zusätzlichen Schaden verursachen, was mitunter zu enormen Kosten führen kann. In Produktionsbetrieben oder auch Krankenhäusern können Ausfälle zum Beispiel von Motoren, Kühlungen oder Transportsystemen sehr schnell dramatische Konsequenzen haben.

Ursachen und Auswirkungen von Schwingungen

Schwingungen können von einer Vielzahl von Umständen verursacht werden. Dazu gehört eine Unwucht von rotierenden Körpern, die zum Beispiel bei Fabrikationsfehlern oder mangelhafter Instandhaltung auftreten kann. Eine Unwucht kann die Lebensdauer von Wälzlagern erheblich verkürzen sowie übermäßige Maschinenschwingungen herbeiführen. Auch eine falsche Ausrichtung von Wellen kommt als Ursache von unerwünschten Vibrationen in Frage. Sie kann unter anderem durch eine fehlerhafte Montage oder aufgrund von wärmebedingter Ausdehnung entstehen. Bei Teilen wie Kugel- oder Rollenlagern, Antriebsriemen oder Getrieben können zudem Verschleiß oder Lockerungen Probleme verursachen.

Nicht erkannte, unerwünschte Vibrationen haben schwerwiegende Auswirkungen. Sie beschleunigen den Verschleiß und verkürzen somit die Lebensdauer der gesamten Anlage. Auch ein übermäßig hoher Stromverbrauch kann auftreten, weil die Maschine nicht mehr effizient arbeitet. Im schlimmsten Fall wird die Anlage durch Schwingungen so stark beschädigt, dass sie ausfällt und die Produktion stillsteht.

Wann ist eine Schwingung kritisch, wann harmlos

Doch woran erkennt der Instandhaltungstechniker den Unterschied zwischen zulässigen, normalen Schwingungen und Vibrationen, die einen unmittelbaren Handlungsbedarf nach sich ziehen? Generell muss er die Anlagen und deren Komponenten in seinem Einsatzbereich gut kennen und über Basiswissen in diesem Bereich verfügen. Zudem sind spezielle Messgeräte unabdingbar: Darüber lässt sich schnell und zuverlässig der Schweregrad der Vibrationen ermitteln und häufig auch schon deren Ursache bestimmen. Korrekt gemessene und analysierte Schwingungen können bei einer vorbeugenden Instandhaltung als zuverlässiger Indikator für den Zustand einer Maschine dienen.

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