Kurz erklärt
Die Schwingungsanalyse ist ein Verfahren der Zustandsüberwachung, das Maschinenschwingungen misst, um Schäden an rotierenden Bauteilen früh zu erkennen.
Inhalt
Was ist Schwingungsanalyse?
Jede rotierende Maschine schwingt. Verändern sich Höhe oder Zusammensetzung dieser Schwingungen, deutet das auf Unwucht, Fehlausrichtung, lose Befestigungen, Lagerschäden oder Verzahnungsfehler hin. Die Schwingungsanalyse ist deshalb ein Kernwerkzeug der zustandsorientierten und vorausschauenden Instandhaltung von Motoren, Pumpen, Lüftern, Getrieben und Verdichtern.
Gemessen wird meist mit Beschleunigungsaufnehmern an den Lagerstellen, entweder mobil auf festen Messrouten oder dauerhaft mit Online-Systemen. Für die allgemeine Bewertung dient der Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit in mm/s; Bewertungsmaßstäbe für verschiedene Maschinenklassen beschreibt die Normenreihe ISO 20816, Nachfolgerin der ISO 10816. Für die Diagnose wird das Frequenzspektrum ausgewertet: Bestimmte Muster weisen auf Unwucht oder Ausrichtfehler hin, die Hüllkurvenanalyse macht frühe Wälzlagerschäden anhand ihrer Schadensfrequenzen sichtbar.
Der größte Nutzen liegt im Zeitgewinn: Ein Lagerschaden wird oft deutlich vor dem Ausfall erkannt, sodass Ersatzteile geplant beschafft und Reparaturen in einen Stillstand gelegt werden können. Voraussetzung sind gleichbleibende Messpunkte und Betriebsbedingungen, damit Trends vergleichbar bleiben.
Praxis in Instandhaltung und Beschaffung
Für eine verlässliche Lagerdiagnose sollten die genauen Lagerbezeichnungen jeder Messstelle hinterlegt sein, da die Schadensfrequenzen von der Lagergeometrie abhängen. Kündigt die Analyse einen Schaden an, kann die Beschaffung des Ersatzlagers sofort beginnen.
Synonyme und Abkürzungen: Schwingungsmessung · Vibrationsanalyse · Vibration Analysis · Schwingungsdiagnose
Häufige Fragen
Was erkennt man mit einer Schwingungsanalyse?
Typische Befunde sind Unwucht, Fehlausrichtung von Wellen und Kupplungen, mechanische Lockerungen, Wälzlagerschäden, Verzahnungsfehler in Getrieben, Resonanzen sowie bestimmte elektrische Fehler in Motoren. Häufig lässt sich nicht nur ein Schaden erkennen, sondern auch grob abschätzen, wie weit er fortgeschritten ist und wie dringend gehandelt werden muss.
Welche Norm gilt für die Bewertung von Maschinenschwingungen?
Für die Bewertung von Schwingungen an Maschinengehäusen und Lagern wird die Normenreihe ISO 20816 herangezogen, die die frühere ISO 10816 ablöst. Sie enthält je nach Maschinenart Zonen von gut bis unzulässig. Die konkreten Grenzwerte hängen von Maschinenklasse, Leistung und Aufstellung ab und sind im jeweiligen Normteil festgelegt.
Was ist der Unterschied zwischen Schwingungsanalyse und Thermografie?
Die Schwingungsanalyse misst mechanische Bewegungen und eignet sich besonders für rotierende Maschinen wie Pumpen, Motoren und Getriebe. Die Thermografie misst Oberflächentemperaturen berührungslos und zeigt vor allem Erwärmungen, etwa an elektrischen Verbindungen oder überlasteten Bauteilen. Beide Verfahren ergänzen sich in der zustandsorientierten Instandhaltung.
Wie oft sollte man Schwingungen messen?
Das Intervall richtet sich nach Kritikalität der Maschine und nach der Zeit, die ein typischer Schaden vom ersten Anzeichen bis zum Ausfall braucht. Bei Routenmessungen sind regelmäßige Intervalle üblich, die bei auffälligen Werten verkürzt werden. Sehr kritische Maschinen werden oft dauerhaft online überwacht.