Schwingungsmessung an Lagern: Warum sie wichtig ist und wie sie funktioniert

Schwingungsmessung mag technisch klingen, aber im Kern ist es einfach der Prozess der Überwachung, wie stark sich eine Maschinenkomponente während des Betriebs bewegt oder oszilliert. Für Lager – kritische Komponenten, die eine reibungslose Drehung von Wellen und Rädern ermöglichen – ist die Schwingungsanalyse ein leistungsstarkes Diagnosewerkzeug. Stellen Sie es sich als ein „Stethoskop“ für Industriemaschinen vor, das frühe Anzeichen von Verschleiß und potenziellen Ausfällen aufdeckt.

Was ist Lagerschwingungsmessung?

Wenn sich ein Lager dreht, bewegen sich seine Wälzkörper (Kugeln oder Rollen) entlang der inneren und äußeren Laufbahnen. Selbst die präzisesten Lager weisen mikroskopische Unvollkommenheiten auf – winzige Unregelmäßigkeiten in der Oberflächenbeschaffenheit oder Geometrie. Diese winzigen Fehler erzeugen während des Betriebs kleine, aber messbare Schwingungen.

Um diese Daten zu erfassen, verwenden Techniker Sensoren – typischerweise Beschleunigungsmesser – die direkt am Maschinengehäuse in der Nähe des Lagers angebracht werden. Diese Sensoren messen drei wichtige Schwingungsparameter:

1.Verschiebung: Der Peak-to-Peak-Abstand, den sich das Lager von seiner Ruhelage bewegt (gemessen in Mikrometern oder Mils). Nützlich für Maschinen mit niedriger Drehzahl.

2. Geschwindigkeit: Die Schwingungsgeschwindigkeit (in mm/s oder in/s). Dieser Parameter steht in engem Zusammenhang mit Lärm und Gesamtenergie und ist daher ideal für die allgemeine Zustandsüberwachung.

3. Beschleunigung: Die Änderungsrate der Schwingungsgeschwindigkeit (in g oder m/s²). Sehr empfindlich gegenüber hochfrequenten Stößen, ist sie besonders effektiv bei der Erkennung von Lagerschäden im Frühstadium wie Abplatzungen oder Grübchenbildung.

Warum ist die Schwingungsmessung für Lager kritisch?

Die Überwachung der Lagerschwingung ist nicht nur eine gute Praxis – sie ist für einen zuverlässigen und kostengünstigen Betrieb unerlässlich.

Hier ist der Grund:

1. Früherkennung von Fehlern

Veränderungen in den Schwingungsmustern signalisieren oft sich entwickelnde Probleme – wie Schmierungsversagen, Fehlausrichtung, Unwucht oder beginnende Risse – lange bevor ein katastrophaler Ausfall eintritt. Die Früherkennung ermöglicht rechtzeitige Maßnahmen und verhindert ungeplante Ausfallzeiten.

2. Kosten- und Zeitersparnis

Geplante Wartung ist deutlich günstiger und weniger störend als Notfallreparaturen. Die schwingungsbasierte vorausschauende Instandhaltung ermöglicht es Unternehmen, Komponenten nur bei Bedarf zu reparieren oder auszutauschen, wodurch die Betriebszeit maximiert und die Arbeits- und Teilekosten minimiert werden.

3. Verlängerte Lebensdauer der Geräte

Durch die frühzeitige Erkennung und Korrektur von anormalen Betriebsbedingungen reduziert die Schwingungsüberwachung die Belastung der Lager und der zugehörigen Komponenten, was zu einer längeren Lebensdauer und einer verbesserten Zuverlässigkeit führt.

4. Erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit

Unerwartete Geräteausfälle können Sicherheitsrisiken bergen und kritische Prozesse stören. Regelmäßige Schwingungsanalysen tragen dazu bei, einen sicheren, vorhersehbaren Betrieb aufrechtzuerhalten – insbesondere in Hochrisikoumgebungen wie Kraftwerken, Raffinerien und Produktionsstätten.

Wie wird die Schwingungsmessung durchgeführt?

Der Prozess ist unkompliziert und wird in allen Branchen weit verbreitet:

• Ein Schwingungssensor (Beschleunigungsmesser) wird am Maschinengehäuse in der Nähe des Lagers angebracht.
• Der Sensor erfasst Schwingungsdaten in Echtzeit und überträgt sie an einen Datensammler oder ein Online-Überwachungssystem.
• Ingenieure oder Software zur Zustandsüberwachung analysieren das Frequenzspektrum und die Amplitudentrends, um Fehlersignaturen zu identifizieren (z. B. Lagerdefektfrequenzen).
• Wartungsmaßnahmen werden basierend auf der Schwere und dem Fortschreiten der erkannten Probleme geplant.

Fortgeschrittene Systeme verwenden die FFT-Analyse (Fast Fourier Transform), um komplexe Schwingungssignale in einzelne Frequenzkomponenten aufzuteilen, wodurch es einfacher wird, spezifische Fehler wie Innenring-, Außenring- oder Käfigschäden zu lokalisieren.

Zusammenfassend

Die Schwingungsmessung ist eine bewährte, nicht-invasive Methode zur Beurteilung des Zustands rotierender Maschinen. Bei Anwendung auf Lager wandelt sie die Wartung von reaktiv in proaktiv um. Für jedes Unternehmen, das sich auf Industrieanlagen verlässt, bedeutet die Implementierung der Schwingungsüberwachung:

• Höhere Geräteverfügbarkeit
• Geringere Wartungskosten
• Reduziertes Risiko unerwarteter Ausfälle
• Verbesserte Betriebssicherheit

Warten Sie nicht auf einen Ausfall, um zu handeln. Verwenden Sie die Schwingungsanalyse, um Ihre Maschinen reibungslos am Laufen zu halten – bevor kleine Probleme zu großen Problemen werden.