5 wichtige Arten von Schwingungsmessgeräten

Zum Beispiel mit Zustandsüberwachung Tools können Zuverlässigkeitsexperten Anlagenausfälle vorhersagen und kritische Daten zum Maschinenzustand sofort und von überall abrufen. Und in Zukunft Schwingungsanalyse In Kombination mit maschinellem Lernen (ML) und künstlicher Intelligenz (KI) können Reparaturempfehlungen abgeleitet werden. Um diese Zukunft zu gestalten, müssen Wartungsteams jedoch mit den richtigen Werkzeugen zur Schwingungsmessung ausgestattet sein.

Welches Schwingungsmessgerät sollte ich verwenden und warum?

Bevor Sie entscheiden, wie Sie Schwingungen messen, sollten Sie sich einen Überblick über den aktuellen Stand Ihres Unternehmens in Bezug auf die Zuverlässigkeit verschaffen. Sind Sie mit Ihren aktuellen Wartungs- und Betriebspraktiken zufrieden? Verfügen Sie über die Konnektivität und Infrastruktur, um Strategien für die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance, PdM) oder ein Schwingungsüberwachungsprogramm zu implementieren?

Mangelnde Ressourcen sind ein häufiger Grund dafür, dass manche Unternehmen mit ihren Schwingungsüberwachungsprogrammen zu kämpfen haben – darunter auch die Wahl des falschen Schwingungsmessgeräts für ihre Anforderungen. Fluke Reliability bietet umfassende Remote- Zustandsüberwachungsdienste, Hardware und Software, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern, Sie auf Kurs zu halten und Ihren Erfolg sicherzustellen.

Schwingungsmessdaten sind reich an Informationen

Schwingungsmessungen können Wartungsteams helfen, den Zustand von Maschinen zu bestimmen. Durch die Erfassung von Schwingungsdaten können Teams erkennen, ob und wann sich der Zustand einer Maschine ändert. Schwingungsmessungen können auch dazu genutzt werden, die Ursache dieser Veränderung zu diagnostizieren. Entscheidend ist, dass Schwingungsmessungen auch Informationen für einen sicheren Maschinenbetrieb liefern.

Bei der Schwingungsmessung handelt es sich im Normalfall um ein berührungsloses Messverfahren, das bei laufender Maschine im Normalbetrieb durchgeführt werden kann.

Vibration ist nichts anderes als eine Schallwelle. Jedes Bauteil einer Maschine hat einen einzigartigen Klang (oder eine Frequenz), der für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar ist. Sensoren können diese erkennen.

Die Schwingungsamplitude hängt von der Stärke der Erregerkraft, der Masse und Steifigkeit des Systems sowie seiner Dämpfung ab. Ein gewisses Maß an Schwingungen ist bei Maschinen normal. Ursachen für Schwingungen sind unter anderem Maschinentoleranzen, Maschinenstruktur, Lagerkonstruktion, Belastung und Schmierung, Maschinenaufhängung sowie das Rollen und Reiben zwischen beweglichen Teilen.

5 Arten von Schwingungsmessgeräten

Die folgenden Schwingungsmesswerkzeuge helfen Zuverlässigkeitsexperten häufig dabei, ein Programm zur vorausschauenden Wartung (Predictive Maintenance, PdM) oder Fernüberwachung des Zustands zu starten.

1. Tragbare Vibrationsmessgeräte

Beste Verwendung:
Ein tragbares Schwingungsmessgerät wie das Fluke 805 FC Vibrationsmesser Das Fluke 805 eignet sich optimal, wenn Sie ein hochzuverlässiges Prüfgerät benötigen, das wiederholbare, umfassende Schwingungsmessungen liefert. Im Gegensatz zu einem Stift misst das Fluke XNUMX auch spezifische Variablen, wie Lagerzustand und Temperatur.

Die Schweregradskala ist leicht verständlich und zeigt einfache Texte (Gut, Befriedigend, Unzufriedenstellend, Inakzeptabel) an, um den Lagerzustand und die Gesamtvibration anzuzeigen. Die Vibrationsmessung Das Gerät liest ein breites Spektrum an Frequenzen und die Daten sind von überall über ein Smartgerät wie einen Laptop oder ein Mobiltelefon zugänglich.

2. Tragbare Vibrationstester

Beste Verwendung:
Ein tragbarer Schwingungsprüfer ist eine hervorragende Option, wenn kritische Maschinen für einen Techniker sicher und einfach erreichbar sind. Sowohl tragbare Schwingungsprüfer als auch Schwingungsanalysatoren können Schwingungsdaten erfassen und Maschinenfehler diagnostizieren, verfügen jedoch über unterschiedliche Funktionen.

Das Fluke 810 Vibrationstester Verwendet eine Analyse-Engine zur Diagnose von Maschinenproblemen und bietet eine Schwingungsanalyse vor Ort auf einem Bildschirm. Es erfasst ein schmales Datenfenster.

3. Tragbare Vibrationsanalysatoren

Wie Schwingungsprüfgeräte liefert auch ein tragbarer Schwingungsanalysator dem Anwender sofortige Schwingungsmessdaten zum Zustand von Maschinen, einschließlich Motoren, Lüftern und Gebläsen. Beide können die vier häufigsten Fehler identifizieren: Unwucht, Fehlausrichtung, Lockerheit und Lagerschäden. Sie können häufig auch den Fehlerort und den Schweregrad angeben.

Im Gegensatz zu Vibrationstestern ist ein tragbarer Schwingungsanalysator Geräte wie der VIBXpert II von Prüftechnik erfassen nahezu alle Arten von Schwingungsmessdaten. Diese Schwingungsmessgeräte unterstützen Teams zudem bei der Korrektur von Maschinenunwuchten und ermöglichen die Anbindung verschiedener Sensortypen. Aufgrund ihrer Komplexität benötigen Schwingungsanalysatoren jedoch oft einen Experten zur Interpretation der detaillierten Daten.

4. Drahtloser Vibrationsanalysesensor

Beste Verwendung:
Ein drahtloser Schwingungsanalysesensor ist ideal, wenn Ihr Unternehmen über Dutzende kritischer Maschinen verfügt. Der Ausfall einer kritischen Anlage kann die Produktion lahmlegen und sogar andere Maschinen beschädigen. Diese hochentwickelten Sensoren warnen Sie frühzeitig vor möglichen Maschinenfehlern und zeigen den Schweregrad des Problems an, sodass Sie rechtzeitig Maßnahmen ergreifen können, um Ausfällen vorzubeugen.

Was macht ein drahtloser Schwingungsanalysesensor?

Wireless Vibrationssensoren wie der Fluke 3563 Analyse-Vibrationssensor verfolgen die Maschinenleistung und erfassen detaillierte Daten mit einem leistungsstarken PiezosensorDie Daten bieten Zuverlässigkeitsexperten Einblick in produktionskritische Maschinenprobleme. Schnelle Ergebnisse geben Wartungsteams genügend Zeit, fundierte Entscheidungen zu treffen, bevor Maschinen ausfallen.

5. Kabelgebundenes Vibrationsüberwachungssystem

Beste Verwendung:
Ein kabelgebundenes Schwingungsüberwachungssystem eignet sich am besten für Zustandsüberwachung produktionskritischer Maschinen. Beispielsweise kann der VIBGUARD IIoT von Prüftechnik Turbinengeneratoren, Papiermaschinen, Hochgeschwindigkeitsspindeln und Mehrantriebsmaschinen überwachen. Diese fortschrittlichen Schwingungsmesswerkzeuge ermöglichen eine vollständige Schwingungsanalyse komplexer Maschinen.

Was macht ein kabelgebundenes Vibrationsüberwachungssystem?

Ein kabelgebundenes Schwingungsüberwachungssystem erfasst große Mengen hochauflösender Schwingungsmessdaten. Es ermöglicht die Schwingungsanalyse für eine Vielzahl von Maschinenfehlern, Resonanzen, Prozessen und Strukturen und ermöglicht eine vorausschauende Wartung.

Hilfreiche Tipps zur Auswahl eines Schwingungsmessgeräts

• Überlegen Sie, welche Maschinenprobleme Sie zuerst lösen möchten und warum. Überprüfen Sie sorgfältig Ihre kostenintensivsten Wartungsprobleme. Welche Ihrer Maschinen fallen am häufigsten aus, was verursacht die Probleme und wie wirken sie sich auf die Produktion aus?
• Nutzen Sie die Angebote eines Herstellers. Mit einem Testlauf kann Ihr Unternehmen ein Schwingungsmessgerät vor dem Kauf testen. Je nach Anbieter erhält das Unternehmen zudem Expertenunterstützung, um die korrekte Einrichtung und den Erfolg des Pilotprojekts zu gewährleisten. Fluke Reliability bietet beispielsweise umfassende Schulungen und Fernüberwachungsdienste an.
• Führen Sie eine Anlagenkritikalitätsanalyse (ACA) durch, um sicherzustellen, dass Ihre Schwingungsmessungen auf die richtigen Maschinen ausgerichtet sind. An Bewertung der Anlagenkritikalität nutzt Daten, um den tatsächlichen Geschäftswert Ihrer wichtigsten Vermögenswerte präzise zu ermitteln. Stakeholder verwenden vereinbarte Kriterien, um Vermögenswerte zu bewerten, zu klassifizieren und zu bewerten und sie als produktionskritisch, semikritisch und weniger kritisch einzustufen.

Schwingungsmessung ist für jedes Wartungsprogramm unerlässlich. Schwingungen sind der „Puls“ Ihrer Maschinen und geben Ihnen wertvolle Einblicke in deren Zustand und Leistung. Glücklicherweise müssen Sie kein Experte für Schwingungsmessung sein, um die Vorteile von Schwingungsüberwachung und Analyse für Ihre Geräte. Hier erklären wir, wie Schwingungsmessung funktioniert, warum sie wichtig ist und wie sie die Funktionsfähigkeit Ihrer Anlagen erhalten und deren Lebensdauer verlängern kann.

Warum Schwingungsmessung wichtig ist

Beim Betrieb von Industrieanlagen ist ein gewisses Maß an Vibrationen normal. Verändert sich das Vibrationsmuster einer Maschine, kann dies auf bestehende oder potenzielle Störungen hinweisen. Übermäßige, unregelmäßige oder anderweitig ungewöhnliche Vibrationen sind oft das erste Anzeichen für ein Problem mit Ihren Maschinen. Unbehandelt können sich die zugrunde liegenden Probleme bis hin zum Maschinenausfall verschlimmern. Darüber hinaus können unkontrollierte Vibrationen zu weiteren Schäden an Ihren Anlagen führen.

Mit Fortschritten in Technologien des industriellen Internets der Dinge (IIoT)Die Branche hat sich von der vorbeugenden Wartung hin zu einer zustandsorientierten und Predictive-Maintenance-Strategien. Diese nutzen Echtzeitdaten zum Anlagenzustand, um Wartungspläne zu optimieren und ungeplante Ausfallzeiten zu verhindern.

A Schwingungsmessgerät erfasst Zustandsdaten von Maschinen. Die Daten dieser Geräte können zur Diagnose von Problemen wie Lagerverschleiß, Fehlausrichtung und mehr verwendet werden, sodass diese behoben werden können, bevor es zu Ausfällen und Ausfallzeiten kommt. Die Schwingungsüberwachung kann frühzeitig Verschleißerscheinungen an Maschinen erkennen und dient als aussagekräftiger Indikator für Maschinenzustand und -leistung.

Vibrationsmessgeräte

Es gibt eine Vielzahl von Instrumenten zur Erfassung von Maschinenschwingungen, die meist durch die Messung von Beschleunigungsänderungen erfolgen. Ein Beschleunigungsmesser ist eine der effektivsten Technologien zur Überwachung und Analyse von Maschinenschwingungen – sowohl langfristig als auch in Echtzeit. Schwingungen können sowohl mit Handgeräten des Wartungspersonals als auch mit an Maschinenkomponenten angebrachten Sensoren gemessen werden.

Tragbare Vibrationsmessgeräte und -tester

Tragbare Vibrationsmessgeräte und tragbare Tester können zur manuellen Datenerfassung zu einem bestimmten Zeitpunkt verwendet werden, beispielsweise bei der routenbasierten Wartung. Diese Geräte erfassen präzise Messwerte, die zur Problemdiagnose und zur Anpassung Ihres Wartungsprogramms verwendet werden können.

Tragbare Schwingungsmessgeräte können ein effektives Diagnosewerkzeug sein, haben aber ihre Grenzen. Sie erfassen die Schwingungspegel zu einem bestimmten Zeitpunkt. Zudem ist die Messung auf menschliches Eingreifen angewiesen: Ein Techniker muss zur Maschine gehen, eine Messung vornehmen, diese aufzeichnen usw.

Schwingungssensoren

Schwingungssensoren können an kritischen Punkten einer Maschine installiert werden, um Schwingungsmuster rund um die Uhr in Echtzeit zu überwachen. Dies bietet viele Vorteile. Durch die kontinuierliche Überwachung erhalten Sie beispielsweise mehr Daten über die Leistung und den Zustand Ihrer Maschine im Laufe der Zeit.

Dank der Echtzeitüberwachung werden Sie sofort über ein Problem informiert, wenn noch Zeit ist, die Maschine vor weiteren Schäden zu schützen. Es gibt sowohl kabelgebundene als auch drahtlose Vibrationssensoren.

Arten von Vibrationssensoren

Heutzutage handelt es sich bei den meisten Vibrationssensoren um Beschleunigungsmesser. Das bedeutet, dass die Sensoren die Beschleunigung messen. MEMS- und piezoelektrische Sensoren sind zwei der gängigsten Beschleunigungsmessertypen zur Messung von Maschinenvibrationen.

MEMS-Vibrationssensoren eignen sich am besten für Frequenzbereiche von 0 bis 1000 Hz. In diesem Frequenzbereich lassen sich typischerweise Unwucht, Fehlausrichtung und Lockerheit erkennen. MEMS-Sensoren sind kostengünstig und bieten eine lange Batterielebensdauer, wodurch sie sich ideal für groß angelegte Schwingungsüberwachungsprogramme eignen.

Piezoelektrische Vibrationssensoren eignen sich optimal für Frequenzbereiche über 1000 Hz, unter anderem zur Überwachung von Lagern, Kompressoren und Getrieben. Mit diesen Sensoren lassen sich beispielsweise Probleme mit Zahneingriffen und Motorstangen erkennen.

Was ist Vibration?

Vibration beschreibt einen Schwingungsprozess um einen festen Mittelpunkt. Wenn man eine Stimmgabel anschlägt, vibriert sie. Auch motorbetriebene Werkzeuge vibrieren während des Gebrauchs.

Keine zwei Anlagen vibrieren auf die gleiche Weise. Faktoren wie Größe, Steifigkeit, Energiezufuhr und Kopplung beeinflussen Frequenz und Amplitude der Schwingungen einer Anlage. Auch Umgebungsfaktoren wie Hitze wirken sich auf die Schwingungen aus.

Warum ist das wichtig? Weil Vibrationswerte eine gute Möglichkeit sind, Veränderungen im Zustand von Anlagen zu verfolgen.

Jede rotierende Maschine hat ihre eigene Schwingungssignatur oder ihr Grundmuster. Ändert sich dieses Muster, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass mit der Maschine etwas nicht stimmt. Selbst kleine Veränderungen der Schwingungsintensität können auf neue Probleme hinweisen – wie Fehlausrichtung, Lagerschäden, Unwucht oder eine verbogene Welle.

Je früher Sie diese Probleme erkennen, desto schneller kann Ihr Team sie beheben. Bleiben sie jedoch unbehandelt, können sie zu schwerwiegenden Defekten führen, die Ihre Maschinen zum Stillstand bringen können. Anders ausgedrückt: Wenn Sie auf die Vibrationspegel achten, sparen Sie Zeit, Ressourcen und Arbeitsaufwand.

Wie wird Vibration gemessen?

Techniker verfügen über eine große Auswahl an Werkzeugen zur Schwingungsmessung, von tragbaren Schwingungsmessgeräten bis hin zu drahtlosen Schwingungssensoren. Je nach Bedarf können Techniker Schwingungsmessungen im Rahmen einer streckenbasierten Inspektion durchführen oder kontinuierlich Daten erfassen.

Die meisten Schwingungsmessungen werden mit einem Beschleunigungsmesser durchgeführt, einem Gerät, das die von Anlagen und Komponenten ausgehenden Stöße und Vibrationen misst. Viele Beschleunigungsmesser – darunter auch die meisten drahtlosen Sensoren – basieren auf piezoelektrischer Technologie, die physikalische Schwingungen in elektrische Signale umwandelt.

Drahtlose Vibrationssensoren erfassen kontinuierlich Vibrationsdaten. So können Sie die Leistung Ihrer Anlagen im Betrieb genau verfolgen. Sie können diese Daten auch nutzen, indem Sie sie an ein computergestütztes Wartungsmanagementsystem (CMMS) senden, um einen besseren Einblick in den Anlagenzustand zu erhalten und die Wartungsplanung zu unterstützen.

Ein gutes CMMS speichert Ihre Schwingungsdaten, sodass Sie jederzeit und überall leicht darauf zugreifen können. Dies hilft Ihnen, fundierte Entscheidungen über die Planung von Reparaturen, die Bestellung von Ersatzteilen oder den Kauf neuer Geräte zu treffen.

Was ist die Maßeinheit für Vibration?

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Vibrationspegel zu messen. Jede Methode verwendet ihre eigenen Maßeinheiten. Die meisten Anlagen verwenden mehrere Methoden zur Vibrationsmessung. Daher ist es ratsam, sich mit einigen Ansätzen vertraut zu machen.

Vibrationen können anhand von Frequenz, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Weg gemessen werden. Kurz gesagt:

• Speziellle Matching-Logik oder Vorlagen misst die Anzahl der vollständigen Schwingungen oder Zyklen, die ein vibrierendes Objekt pro Sekunde durchläuft. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) gemessen.
• Verdrängung misst, wie weit sich ein vibrierendes Objekt von seiner zentralen, festen Position wegbewegt. Eine höhere Auslenkung deutet auf eine stärkere Vibration hin. Die Auslenkung wird üblicherweise in Metern (m) oder Millimetern (mm) gemessen.
• Geschwindigkeit misst Änderungen der Verschiebungsgeschwindigkeit. Die Grundeinheit ist Millimeter pro Sekunde (mm/s).
• BESCHLEUNIGUNG misst Geschwindigkeitsänderungen im Laufe der Zeit. Abhängig vom Vibrationsniveau kann die Beschleunigung in m/s² oder mm/s² gemessen werden.

Welches sind die drei wichtigsten Parameter zur Messung von Vibrationen?

Bei der Messung von Vibrationen berücksichtigen Techniker typischerweise drei Parameter: Frequenz, Auslenkung (oder Amplitude) und Beschleunigung. Kurz gesagt: Diese Parameter messen die Stärke und Intensität der Vibrationen. Zusammen helfen sie den Teams, die Ursache der Vibration zu ermitteln, deren Schweregrad zu bestimmen und Wartungsprioritäten festzulegen.

Die Betrachtung von Veränderungen der Hubhöhen kann beispielsweise helfen, festzustellen, ob eine Maschine unausgeglichen ist. Eine Frequenzanalyse kann dann helfen, genau zu bestimmen, welche Komponente die erhöhten Gesamtschwingungen verursacht. Letztendlich spart ein mehrgleisiger Ansatz zur Schwingungsanalyse Zeit und Geld.

Wie messen Techniker die Schwingungsfrequenz?

Die meisten heute verwendeten Vibrationssensoren sind Beschleunigungsmesser, die die Beschleunigung messen. MEMS-Vibrationssensoren sind für die Messung von Vibrationen im Frequenzbereich von 0 bis 1,000 Hz ausgelegt. Piezoelektrische Vibrationssensoren eignen sich ideal für Frequenzbereiche über 1,000 Hz.

Techniker können diese Schwingungssignale auch in ihre einzelnen Frequenzkomponenten zerlegen. Das resultierende Diagramm wird als Frequenzspektrogramm bezeichnet und kann Teams wertvolle Erkenntnisse darüber liefern, welche Komponente die erhöhten Schwingungspegel verursacht. Ein gutes Schwingungsmessgerät kann auch eine Fast-Fourier-Transformation (FFT) durchführen und die Schwingungsmesswerte in ein Frequenzspektrogramm zerlegen.

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, Schwingungspegel zu messen. Richtig eingesetzt, kann die Schwingungsmessung wertvolle Erkenntnisse über den Maschinenzustand liefern. Eine effektive Schwingungsanalyse hilft Ihnen, schwerwiegende Probleme frühzeitig zu erkennen, den Anlagenbetrieb aufrechtzuerhalten und Ihre Produktivität deutlich zu steigern.

Weitere Informationen finden Sie auf unserer Leitfaden zu Vibrationssensoren für Motoren.