Niedrige Drehzahlen – Ein Hindernis für Schwingungsanalysen?

Einleitung

Die Erfassung von Maschinenschwingungen zur Früherkennung von Schäden hat sich längst im Bereich der industriellen Instandhaltung etabliert.

Doch immer wieder hört man, dass diese Technik nur bei Drehzahlen über 300 min-1 erfolgreich eingesetzt werden kann.


Was begründet diese Aussage?

Geht man davon aus, dass gewöhnliche Beschleunigungssensoren Schwingungen ab 2 Hz erfassen können, so scheint es in der Tat unmöglich die Schadensfrequenz eines Lagerkäfigs, welche in der Regel mit +/- 0,4x der Drehzahl auftritt, zu erkennen wenn sich die Drehzahl unter 5 Hz befindet.

Außerdem ist die durch den Schaden verursachte Schwingung bei sehr langsamen Drehzahlen sehr gering und kann somit leicht in der natürlichen Schwingung der betriebenen Anlage untergehen.


Welche Möglichkeiten gibt es um diese Hindernisse zu umgehen?

Möchte man in der Lage sein, Schäden an langsam laufenden Maschinen mittels einer Schwingungsmessung diagnostizieren zu können, so sollte man auf Sensoren zurückgreifen, die Schwingungen ab nahezu 0 Hz erfassen können.

Außerdem wird ein Messgerät von höchster Qualität benötigt, da sich das Grundrauschen der elektronischen Komponenten direkt auf die Qualität des gemessenen Signals auswirkt. Gerade bei niedrigen Drehzahlen kann dies katastrophale Folgen haben.

Gegebenenfalls ist ein Sensor mit hoher Empfindlichkeit besser geeignet um sicher zu gehen, dass das gemessene Signal weniger schnell im Grundrauschen der Messtechnik untergeht. 


Was ist sonst noch zu beachten?

Wollen Sie eine aussagekräftige Schwingungsdiagnose für eine langsam laufende Anlage erarbeiten, sollten Sie folgendes im Hinterkopf haben: 

  •  Auflösung: Eine Vielzahl von Schäden kann aufgrund von Seitenbändern, die durch eine Amplitudenvariation hervorgerufen werden, exakt zugeordnet werden. Diese Seitenbänder befinden sich häufig im Bereich der 1. Ordnung an den Seiten der Schadensfrequenz. Ist die Drehzahl gering, sind die Seitenbänder dementsprechend nah an der Schadensfrequenz. Das genutzte Messgerät muss also über eine Auflösung verfügen, die es ermöglicht auch sehr nah beieinanderliegende  Frequenzen zu unterscheiden.
  • Schwingstärke: Aufgrund der langsamen Drehzahl ist die durch den Schaden erzeugte Schwingung von geringer Energie. Eine entsprechende korrektive Maßnahme muss also auch schon bei geringen Schwingungen eingeleitet werden. Leider berufen viele Standards (DIN, ISO, …) sich in erster Linie auf Schwingstärken, die bei schnelldrehenden Anlagen zu erwarten sind. Eine korrekte Schadensdiagnose setzt eine gewisse Erfahrung im Bereich der Schwingungsdiagnose bei Niederdrehzahlen voraus.

 

Fallbeispiel

exemplarisches Frequenzspektrum aus einem Prüfbericht
Frequenzspektrum

Die Firma I-Care ist unter anderem auf die Schadensdiagnose anhand von Schwingungsmessungen an Langsumläufern spezialisiert.

Die Nutzung modernster Messtechnik sowie jahrelange Erfahrung und kontinuierliche Optimierung der Messparameter ermöglichen uns frühzeitig Schäden an langsam rotierenden Anlagen festzustellen.

Das folgende Beispiel zeigt einen Innenringschaden an einem Lager mit einer Drehzahl von 0,407 Hz. Ganz klar zu erkennen sind die Seitenbänder 1. Ordnung sowie die Schadensfrequenz, welche sich hervorragend von der Grundschwingung abhebt.

 

Empfehlungen

Praktischer Einsatz des Schwingungsmessgeräts CSI 2140
CSI 2140 von Emerson

Um einen Service höchster Qualität liefern zu können testet die Firma I-Care laufend die verschiedenen Messgeräte die auf dem Markt verfügbar sind.

Bei den sogenannten Offline-Geräten, den tragbaren Messgeräten, liegt der CSI 2140 ganz weit vorne.

Weitere Informationen zu diesem Gerät erhalten Sie auf Anfrage bei uns.

Außerdem finden Sie in unserem Videokanal Videoanleitungen zur Handhabung dieses Gerätes sowie der dazugehörigen Auswertesoftware.