Mithilfe der Schwingungsanalyse können Techniker ungewöhnliche Schwingungsmuster in Maschinen erkennen und Probleme beheben, um weitere Schäden zu verhindern. Schwingungsüberwachung, Berechnungen und Formeln helfen Technikern dabei, die Ursachen für starke Schwingungen in Präzisionswerkzeugmaschinen zu ermitteln, sodass sie vorbeugende Wartungsmaßnahmen durchführen und die Maschinen wieder in einen einwandfreien Betriebszustand versetzen können.
Ein Leitfaden zur Schwingungsanalyse kann Ihnen helfen, die Funktionsweise des Verfahrens zu verstehen und zu erfahren, welche Ergebnisse Sie erwarten können. Diese Art der Analyse deckt Probleme wie Fluchtungsfehler, Unwucht, mangelhafte Schmierung, Lagerausfälle, Pumpenkavitation, kritische Drehzahlen, lose Bauteile und Getriebeausfälle auf.
Die Schwingungsanalyse ist ein wesentlicher Bestandteil der vorausschauenden und vorbeugenden Instandhaltung, da Schwingungen Maschinen beschädigen und den Betrieb beeinträchtigen können. Mithilfe der Schwingungsanalyse können Fachleute Werkzeuge und Maschinen überwachen und anhand der Schwingungsdaten potenzielle Probleme erkennen. Bei diesem Verfahren werden die Schwingungsfrequenzen und -pegel einer Maschine gemessen, wodurch Daten über den Zustand der Maschine und ihrer Komponenten gewonnen werden.
Werkzeuge zur Schwingungsüberwachung und -analyse erfassen Schwingungsdaten, ohne den normalen Maschinenbetrieb zu beeinträchtigen. Die Komponenten einer Maschine erzeugen während des Betriebs Schwingungen, die von einem daran angebrachten Beschleunigungssensor gemessen werden. Der Beschleunigungssensor erzeugt ein Spannungssignal, das der Schwingungsamplitude und -frequenz der Maschine entspricht.
Ein Beschleunigungsmesser ist das gängigste Instrument zur Erfassung von Schwingungsdaten, doch es gibt noch eine weitere Möglichkeit. Lasersensoren nutzen fortschrittliche Technologie, um noch mehr Schwingungen zu erfassen als Beschleunigungsmesser. Diese Hochgeschwindigkeitssensoren kommen nicht mit den Maschinen in Berührung und liefern genauere Daten, wodurch Techniker bei ihrer Analyse auf ein breiteres Spektrum an Methoden zurückgreifen können.
Vibrationen können die inneren Komponenten und den Betrieb einer Maschine erheblich beeinträchtigen. Die Schwingungsanalyse erkennt problematische Schwingungsmuster, und Fachleute nutzen sie, um den Wartungs- und Reparaturbedarf zu ermitteln.
Techniker führen Schwingungsanalysen durch, indem sie verschiedene Schwingungsformen anhand komplexer Formeln berechnen und dabei die inneren Komponenten und den Betrieb einer Maschine überwachen. Ein Beschleunigungsmesser misst in der Regel, wie viele Schwingungen eine Maschine pro Minute oder Sekunde erzeugt. Fachleute können Schwingungen in den folgenden Formen bewerten:
Nachdem ein Beschleunigungsmesser oder Lasersensor die Schwingungen einer Maschine gemessen hat, übermittelt er die Daten an eine Datenerfassungssoftware. Diese Software kann die Signale auf folgende Weise aufzeichnen:
Algorithmen von Computerprogrammen analysieren die erfassten Schwingungsdaten. Erfahrene Schwingungsanalysten oder Ingenieure werten die erfassten Daten weiter aus, um den Zustand einer Maschine zu beurteilen.
Schwingungsanalysten können anhand von Schwingungsmessungen und -daten die folgenden Probleme erkennen und beheben:
Die Grundlagen der Schwingungsanalyse liefern wichtige Informationen über die schwingenden Teile einer Maschine und deren Betriebsbedingungen. Die grundlegenden Prinzipien der Schwingungsanalyse umfassen Folgendes:
Der Zeitbereich ist die Darstellung der Amplitude als Funktion der Zeit. Wellenformen sind Schwingungssignale im Zeitbereich.
Die Beziehung zwischen Frequenz und Amplitude bildet ein Spektrum im Frequenzbereich. Dieses Spektrum entsteht, wenn eine Wellenform einer Spektralanalyse unterzogen wird. Der Frequenzbereich wird häufig für eingehende Analysen herangezogen.
Bei der Modalanalyse werden die gemessenen Frequenzgangfunktionen einer Maschine in ein Computermodell eingegeben. Das Modell kann dann verschiedene Schwingungsmoden anhand von Animationen darstellen. Fachleute können das Modell zudem anpassen, um Faktoren wie Steifigkeit oder Masse hinzuzufügen oder zu entfernen und so die Ergebnisse zu bewerten.
Die Gabor-Wigner-Wavelet-Methode ist eine zeitabhängige Methode. Bei dieser Methode werden Variationen der schnellen Fourier-Transformation (FFT) berechnet. Die gleichzeitige Berechnung mehrerer Schwingungsspektren ist von Vorteil, da sich Schwingungen im Laufe der Zeit ändern können.
Fachleute können verschiedene Algorithmen, Berechnungen und Analyseverfahren nutzen, um die folgenden Aspekte der Schwingungsanalyse zu bewerten:
Zeitkurven messen die Zeit im Verhältnis zur Beschleunigung und zeigen die Rohschwingungen in einem kurzen Zeitabschnitt an. Eine Zeitkurve liefert Informationen über den Zustand einer Maschine, die sich aus der Frequenz nicht ableiten lassen.
Der FFT-Algorithmus nutzt Zeitwellenformen zur Berechnung von Spektren. Er zerlegt Signale in ihre einzelnen Frequenzen und kann ein Signal aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich umwandeln. Techniker nutzen die FFT häufig, um Unwuchten oder Fehlausrichtungen zu erkennen.
Die Ordnungsanalyse ist eine weitere Art der FFT, die von Fachleuten häufig zur Quantifizierung von Maschinenschwingungen bei unterschiedlichen Drehzahlen (RPM) eingesetzt wird. Während bei der Frequenzanalyse die Frequenzachse in Hertz angegeben wird, wird sie bei der Ordnungsanalyse in Drehzahlstufen (RPM) angegeben.
Bei einer Phasenmessung werden zwei Signale in Winkeleinheiten statt in Zeiteinheiten gemessen. Die Signale müssen dieselbe Frequenz aufweisen. Fachleute können die Phasenmessung in Verbindung mit der FFT nutzen, um Unwuchten, lose Bauteile und Fluchtungsfehler zu erkennen.
Fachleute berechnen die spektrale Leistungsdichte (PSD), indem sie die Amplitude der FFT mit deren verschiedenen Formen multiplizieren. Diese Berechnung normiert die FFT anhand der Bandbreite des Frequenzbins. Die PSD bewertet zufällige Schwingungen bei verschiedenen Frequenzen und Signallängen.
Fachleute können die Laufbahn messen, indem sie zwei Messsonden im 90-Grad-Winkel zueinander im Lagergehäuse eines Zapfens anbringen. Die gewonnenen Daten können sie anschließend digital anzeigen und dazu nutzen, Wellenschwingungen zu erkennen und festzustellen, ob der Zapfen durch Ölwirbel in Bewegung versetzt wird.
Die Envelope-Analyse erkennt Stöße mit geringer Energie, die normalerweise von anderen Schwingungssignalen überdeckt werden. Fachleute nutzen diese Analysemethode, um beschädigte Wälzlager und Zahnradzähne zu erkennen.
Resonanz in einer Maschine deutet auf starke Schwingungen hin, die zu Schäden führen können. Bei der Resonanzanalyse werden die Eigenfrequenzen und Schwingungen einer Maschine gemessen, um festzustellen, ob die Schwingungen ein schädliches Ausmaß erreichen könnten.
Die Schwingungsanalyse ist für die vorbeugende Wartung von Maschinen und Werkzeugmaschinen von entscheidender Bedeutung. Starke Schwingungen können verschiedene Komponenten beeinträchtigen, und die Schwingungsanalyse erkennt potenzielle Probleme, bevor sie weitere Schäden verursachen.
Techniker nutzen verschiedene Schwingungsanalysegeräte, Berechnungen und Formeln, um Probleme wie mangelhafte Schmierung, Fluchtungsfehler, Unwuchten, lose Teile, verbogene Wellen, Störungen an Elektromotoren und problematische Drehzahlen zu erkennen. Werden diese Probleme erkannt, bevor sie weitere Schäden verursachen, trägt dies dazu bei, dass die Anlagen länger halten und einwandfrei funktionieren.
Setco bietet Präzisionsreparaturdienste an, damit Ihre Maschinen stets mit höchster Leistung arbeiten. Setco ist ein führendes Unternehmen in der Werkzeugmaschinenbranche und hat es sich zur Aufgabe gemacht, Dienstleistungen und Produkte von höchster Qualität anzubieten. Unsere geschulten Techniker prüfen und reparieren Spindeln, Fräsköpfe und Schlitten, um sie wieder auf die exakten Spezifikationen zu bringen. Kontaktieren Sie uns, um mehr über unsere hochwertigen Reparaturdienste zu erfahren und zu erfahren, wie wir Ihre Präzisionswerkzeugmaschinen wieder auf Höchstleistung bringen können.