ISO 20816-3: Mechanische Schwingungen – Messung und Bewertung von Maschinenschwingungen – Teil 3: Industriemaschinen

Zusammenfassung

ISO 20816-3 ist die aktuelle, moderne Norm, die spezifische numerische Werte für die zulässige Vibration gängiger Industriemaschinen bereitstellt. Sie ist die direkte, praktische Anwendung des allgemeinen Rahmens, der in ISO 20816-1 und dient als offizieller Ersatz für das weit verbreitete ISO 10816-3. Dieser Standard ist ein wichtiges Dokument für Zuverlässigkeitsingenieure und Wartungstechniker zur Beurteilung des Maschinenzustands auf der Grundlage von Schwingungsmessungen an nicht rotierenden Teilen (z. B. Lagergehäusen).

Inhaltsverzeichnis (Konzeptionelle Struktur)

Der Standard folgt der Struktur seines Vorgängers, jedoch mit aktualisierten Kriterien, und bietet eine klare Anleitung für die praktische Anwendung:

1. 1. Geltungsbereich:

   Dieses erste Kapitel definiert klar die Anwendungsgrenzen der Norm. Es legt fest, dass diese Richtlinien für Industriemaschinen mit einer Leistung über 15 kW und Betriebsdrehzahlen zwischen 120 und 15.000 U/min bestimmt sind. Der Anwendungsbereich konzentriert sich auf gängige Industriemaschinen wie Pumpen, Elektromotoren, Kompressoren und Lüfter. Wichtig ist, dass die Bewertungskriterien für Breitbandmessungen vor Ort an nicht rotierenden Maschinenteilen (z. B. Lagergehäusen) unter normalen, stationären Betriebsbedingungen gelten. Dieser Abschnitt schafft die Voraussetzungen, indem er dem Anwender genau erklärt, für welche Maschinen und unter welchen Bedingungen die wertvollen numerischen Grenzwerte dieser Norm zuverlässig anwendbar sind.

2. 2. Maschinenklassifizierung (Gruppen):

   Dieses Kapitel ist für die korrekte Anwendung der Norm von entscheidender Bedeutung, da die Schwingungsgrenzwerte vollständig von der Klassifizierung der Maschine abhängen. Die Norm gruppiert Maschinen nach ihrer Größe (Nennleistung), der Antriebsart (Motor, Turbine usw.) und der Flexibilität ihres Unterbaus. Die Hauptgruppen sind:

   • Gruppe 1: Große Maschinen, typischerweise mit einer Leistung von über 300 kW, die auf schweren, starren Fundamenten (z. B. großen Betonblöcken) montiert sind. Beispiele hierfür sind große Turbinen zur Stromerzeugung und große Prozesspumpen.
   • Gruppe 2: Mittelgroße Maschinen mit Leistungen zwischen 15 kW und 300 kW, ebenfalls auf starren Fundamenten montiert. Dies ist die häufigste Kategorie und umfasst die meisten Standard-Industriepumpen, Lüfter und Elektromotoren.
   • Gruppe 3 & 4: Diese Gruppen umfassen große (Gruppe 3) und mittelgroße (Gruppe 4) Maschinen, die auf leichten, flexiblen Trägerstrukturen (z. B. Stahlkufen oder Schwingungsisolatoren) montiert sind. Die Norm bietet eine technische Definition für ein flexibles Fundament, basierend darauf, ob die erste Eigenfrequenz der Maschine über oder unter ihrer Hauptbetriebsdrehzahl liegt.

   Die korrekte Identifizierung der Gruppenzugehörigkeit einer Maschine ist der wesentliche erste Schritt vor der Verwendung der Schwingstärkendiagramme.

3. 3. Werte der Vibrationsstärkezone (das Diagramm):

   Dies ist der praktische Kern der Norm und liefert die maßgeblichen Zahlenwerte für die Schwingungsbeurteilung. Der Abschnitt enthält Tabellen, die die spezifischen RMS-Geschwindigkeit Pegel (in mm/s und Zoll/s), die die Grenzen zwischen den vier Bewertungszonen (A/B, B/C und C/D) bilden. Diese Werte werden für jede der im vorherigen Kapitel definierten Maschinengruppen angegeben. Beispielsweise kann ein Benutzer „Gruppe 2“ für mittelgroße Maschinen auf starrem Fundament nachschlagen und die genauen Geschwindigkeitswerte ermitteln. Die Tabelle könnte angeben, dass für diese Gruppe die Grenze zwischen Zone B (uneingeschränkter Dauerbetrieb) und Zone C (nicht für Dauerbetrieb geeignet) 4,5 mm/s beträgt. Dies ermöglicht es einem Techniker, eine Messung durchzuführen, sie direkt mit der Tabelle zu vergleichen und sofort eine normbasierte Beurteilung des Maschinenzustands vorzunehmen.

4. Anleitung zu den Alarmeinstellungen:

   Dieser letzte Abschnitt enthält praktische Hinweise zur Umsetzung der Bewertungszonengrenzen in wirksame Betriebsalarme für eine kontinuierliche oder periodische Überwachung. Er unterstreicht die in ISO 20816-1 empfohlene zweistufige Alarmstrategie. Die erste Ebene, die Alarm Der Alarm wird typischerweise auf einen Pegel eingestellt, der anzeigt, dass die Vibration der Maschine deutlich über dem Normalwert liegt oder in Zone C eingetreten ist. Dies dient als Frühwarnung, die eine Untersuchung und Analyse rechtfertigt. Die zweite, höhere Stufe, die Reise oder Gefahr Alarm ist ein absoluter Grenzwert, der nicht überschritten werden sollte. Dieser wird oft an der Grenze zwischen Zone C und Zone D festgelegt. Ein Überschreiten dieses Grenzwerts weist auf eine hohe Wahrscheinlichkeit schwerer Schäden hin und sollte sofortige Maßnahmen auslösen, möglicherweise einschließlich einer automatischen Abschaltung der Maschine, um einen katastrophalen Ausfall zu verhindern. Diese Anleitung ermöglicht es Betreibern, von der einfachen Bewertung zum proaktiven, automatisierten Maschinenschutz überzugehen.

Wichtige Konzepte und Aktualisierungen

• Direkter Ersatz für ISO 10816-3: Diese Norm ist der offizielle Nachfolger der ISO 10816-3. Der grundlegende Ansatz ist derselbe, die numerischen Grenzwerte und einige Klassifizierungen wurden jedoch auf der Grundlage neuer Branchendaten und Erfahrungen überprüft und aktualisiert.
• Praktische und umsetzbare Grenzen: Der Hauptzweck dieses Dokuments besteht darin, klare, umsetzbare Zahlen bereitzustellen. Ein Techniker kann die Vibration einer Pumpe messen, sie der richtigen Gruppe zuordnen (z. B. Gruppe 2, starres Fundament) und den Messwert mit der Tabelle vergleichen, um den Zustand der Pumpe sofort beurteilen zu können.
• Der Fundamenttyp ist entscheidend: Die Norm betont weiterhin den entscheidenden Unterschied zwischen starren und flexiblen Fundamenten. Eine Maschine auf einer flexiblen Trägerstruktur darf stärker vibrieren als dieselbe Maschine auf einem festen, starren Fundament.
• Fokus auf nicht rotierende Teile: Es ist wichtig zu beachten, dass diese Norm (wie ihre Vorgängerin) für Messungen an der stationären Struktur der Maschine, wie z. B. den Lagergehäusen, gilt. Sie wird gegebenenfalls in Verbindung mit anderen Teilen der ISO 20816-Reihe für Wellenschwingungsmessungen verwendet.

← Zurück zum Hauptindex