ISO 10816-3: Schwingungsgrenzwerte für Industriemaschinen
Eine praxisnahe Zusammenfassung der ISO 10816-3:2009 für Schwingungsprüfungen vor Ort an industriellen Maschinensätzen über 15 kW mit Drehzahlen zwischen 120 und 15 000 U/min: Bewertungszonen A bis D für den Effektivwert von Schwinggeschwindigkeit und Schwingweg, zwei Maschinengruppen, zwei Aufstellungsarten, das Änderungskriterium und Empfehlungen zur Einstellung von ALARM und ABSCHALTUNG.
Ein tragbares Messgerät wie das Balanset-1A misst den breitbandigen Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit an Lagergehäusen; sein voreingestellter Frequenzbereich von 10 Hz bis etwa 1 kHz entspricht dem Bereich, der hier für die meisten Maschinen gilt. Den Messwert vergleichen Sie selbst mit den Tabellen unten, denn die Balanset-Software ordnet die Zonen nach ISO 10816-3 nicht automatisch zu.
Kurzübersicht: Grenzwerte der Schwingstärke
Zonengrenzen nach ISO 10816-3:2009, Anhang A: Tabelle A.1 für Gruppe 1 und Tabelle A.2 für Gruppe 2. Alle Werte sind breitbandige Effektivwerte, gemessen in radialer Richtung an Lagergehäusen oder Lagerböcken bei stationärem Betrieb der Maschine.
Frequenzbereich: 10–1000 Hz bzw. 2–1000 Hz für Maschinen mit Drehzahlen unter 600 U/min. Bestimmen Sie zuerst die Maschinengruppe und die Aufstellungsart und lesen Sie dann die Zone ab.
Bewertungskriterien — Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit (mm/s)
Zonengrenzwerte nach ISO 10816-3 für Industriemaschinen
| Maschinengruppe | Zone A / B | Zone B / C | Zone C / D |
|---|---|---|---|
| Gruppe 1 — starr Über 300 kW (bis 50 MW) oder elektrische Maschine mit H ≥ 315 mm; starre Aufstellung | 2.3 | 4.5 | 7.1 |
| Gruppe 2 — starr ★ Über 15 kW bis 300 kW oder elektrische Maschine mit 160 ≤ H < 315 mm; starre Aufstellung | 1.4 | 2.8 | 4.5 |
| Gruppe 1 — nachgiebig Über 300 kW (bis 50 MW) oder elektrische Maschine mit H ≥ 315 mm; nachgiebige Aufstellung | 3.5 | 7.1 | 11.0 |
| Gruppe 2 — nachgiebig Über 15 kW bis 300 kW oder elektrische Maschine mit 160 ≤ H < 315 mm; nachgiebige Aufstellung | 2.3 | 4.5 | 7.1 |
Die Grenzwerte gelten für radiale Messwerte an allen Lagern, Lagerböcken oder Gehäusen und für axiale Messwerte nur an Axiallagern. Die Maschine muss sich im stationären Betrieb befinden, bei Nenndrehzahl oder innerhalb ihres zulässigen Drehzahlbereichs; Messwerte, die bei sich ändernder Drehzahl oder Last aufgenommen wurden, werden nicht anhand dieser Grenzwerte beurteilt. Für eine bestimmte Maschine oder ungewöhnliche Aufstellungsbedingungen können Hersteller und Kunde andere Werte vereinbaren.
Das Schwingungsniveau, das bei gerade in Betrieb genommenen Maschinen üblich ist.
Gilt in der Regel als zulässig für uneingeschränkten Langzeitbetrieb.
Gilt in der Regel als unbefriedigend für einen dauerhaften Langzeitbetrieb. Im Allgemeinen kann die Maschine für begrenzte Zeit in Betrieb bleiben, bis sich eine geeignete Gelegenheit für Abhilfemaßnahmen ergibt.
Schwingungen in dieser Höhe gelten in der Regel als so stark, dass sie Schäden an der Maschine verursachen können.
Effektivwert des Schwingwegs (µm)
Anhang A nennt neben den Grenzen für die Schwinggeschwindigkeit auch Grenzen für den Schwingweg. Wenn Sie beide Größen messen, gilt die strengere Zone.
| Maschinengruppe | Zone A / B | Zone B / C | Zone C / D |
|---|---|---|---|
| Gruppe 1 — starr | 29 | 57 | 90 |
| Gruppe 2 — starr ★ | 22 | 45 | 71 |
| Gruppe 1 — nachgiebig | 45 | 90 | 140 |
| Gruppe 2 — nachgiebig | 37 | 71 | 113 |
Der Schwingweg ist vor allem bei langsam laufenden Maschinen wichtig: Wenn der drehfrequente Anteil dominiert, kann auch eine moderat wirkende Schwinggeschwindigkeit eine übermäßige Auslenkung bedeuten. Bei solchen Maschinen sollte die Bewertung sowohl die Schwinggeschwindigkeit als auch den Schwingweg berücksichtigen.
Angloamerikanische Einheiten — Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit (in/s)
Entsprechende Werte für Regionen mit angloamerikanischem Maßsystem (1 mm/s ≈ 0.03937 in/s)
| Maschinengruppe | Zone A / B | Zone B / C | Zone C / D |
|---|---|---|---|
| Gruppe 1 — starr | 0.091 | 0.177 | 0.280 |
| Gruppe 2 — starr ★ | 0.055 | 0.110 | 0.177 |
| Gruppe 1 — nachgiebig | 0.138 | 0.280 | 0.433 |
| Gruppe 2 — nachgiebig | 0.091 | 0.177 | 0.280 |
⚡ Rechner für Schwingungszonen
Wählen Sie Maschinengruppe und Aufstellungsart, geben Sie Ihre Messwerte ein und erhalten Sie die Zone, die Bewertung der Änderung sowie Empfehlungen für ALARM und ABSCHALTUNG nach ISO 10816-3:2009.
Starr: Die niedrigste Eigenfrequenz beträgt mindestens das 1.25-Fache der Erregerfrequenz. Nachgiebig: alle anderen Fälle.
Aufstellungsart unklar? Hier prüfen
Grafischer Vergleich der Zonengrenzen
Die proportionale Breite jeder Zone zeigt, wie sich die Grenzen bei nachgiebig aufgestellten und größeren Maschinen erweitern.
Jedes Segment zeigt seine obere Grenze in mm/s RMS; die Skala reicht bis 15 mm/s.
Was ist ISO 10816-3?
ISO 10816-3 ist Teil 3 der Normenreihe ISO 10816, die Maschinenschwingungen anhand von Messungen an nicht rotierenden Teilen bewertet. Teil 1 legt das allgemeine Vorgehen fest; Teil 3 leitet daraus konkrete Kriterien für industrielle Maschinensätze über 15 kW mit Nenndrehzahlen von 120 bis 15 000 U/min bei Messungen am Aufstellungsort ab. Diese Seite beschreibt die zweite Ausgabe, ISO 10816-3:2009, erarbeitet vom Technischen Komitee TC 108 der ISO, Unterkomitee SC 2.
Die Ausgabe 2009 ersetzte die erste Ausgabe von 1998. Wichtigste Änderung war die Herausnahme der Pumpen aus dem Anwendungsbereich, denn für Kreiselpumpen gibt es nun einen eigenen Teil, ISO 10816-7.
Schwingungen werden auf zwei Arten beurteilt: nach ihrer Größe (Kriterium I, Zonen A bis D) und danach, wie stark sie sich gegenüber einem festgelegten Bezugswert verändert haben (Kriterium II). Anhang A gibt die Zonengrenzen als breitbandige Effektivwerte von Schwinggeschwindigkeit und Schwingweg an, getrennt für zwei Maschinengruppen sowie für starre und nachgiebige Aufstellung.
Allgemeine Grundsätze: ISO 10816-1
Anwendungsbereich und Anwendbarkeit
Prüfen Sie vor der Verwendung der Tabellen den Anwendungsbereich: Die Grenzwerte gelten nur für die unten aufgeführten Maschinenarten bei Messung vor Ort unter stationären Betriebsbedingungen.
Erfasste Maschinen
Maschinensätze mit einer Nennleistung über 15 kW und Betriebsdrehzahlen zwischen 120 und 15 000 U/min, und zwar:
- Dampfturbinen bis 50 MW;
- größere Dampfturbosätze (über 50 MW) mit Drehzahlen unter 1 500 oder über 3 600 U/min, die ISO 10816-2 nicht erfasst;
- Rotationsverdichter;
- Industriegasturbinen bis 3 MW;
- Generatoren;
- Elektromotoren aller Art;
- Gebläse und Ventilatoren.
Für Ventilatoren eignen sich die Kriterien im Allgemeinen nur bei Leistungen über 300 kW oder bei nicht nachgiebig aufgestellten Ventilatoren. Für andere Ventilatoren, zum Beispiel leichte Blechkonstruktionen, müssen Lieferant und Käufer Grenzwerte auf Grundlage bisheriger Betriebserfahrungen vereinbaren.
Anforderungen an Auswuchtgüte und Schwingungen von Ventilatoren: ISO 14694
Ausgeschlossene Maschinen
ISO 10816-3:2009 gilt nicht für:
- große landgestützte Dampfturbosätze über 50 MW bei 1 500, 1 800, 3 000 oder 3 600 U/min (ISO 10816-2);
- Gasturbinensätze mit einer Nennleistung über 3 MW (ISO 10816-4);
- hydraulische Maschinensätze in Kraftwerken und Pumpanlagen (ISO 10816-5);
- Maschinen, die mit Hubkolbenmaschinen gekoppelt sind (ISO 10816-6);
- Kreiselpumpen, einschließlich Aggregaten, deren Laufrad direkt auf der Motorwelle sitzt oder starr mit ihr verbunden ist (ISO 10816-7);
- Rotationsverdrängerverdichter, zum Beispiel Schraubenverdichter;
- Hubkolbenverdichter und Hubkolbenpumpen;
- Tauchmotorpumpen;
- Windenergieanlagen.
Berücksichtigt werden nur Schwingungen, die im Maschinensatz selbst entstehen, nicht von außen auf ihn übertragene Schwingungen. Maschinen mit Getrieben oder Wälzlagern sind eingeschlossen, die Zustandsbeurteilung dieser Getriebe oder Lager ist jedoch nicht Gegenstand der Norm. Dieselben Kriterien dienen Abnahmeprüfungen und der Betriebsüberwachung, unabhängig davon, ob kontinuierlich oder periodisch gemessen wird.
Leistungsbereich
Maschinensätze über 15 kW. Bei elektrischen Maschinen ergibt sich die Gruppe aus der Achshöhe; kleinere Maschinen fallen nicht unter diesen Teil.
Drehzahlbereich
Nenndrehzahlen von 120 bis 15 000 U/min. Gemessen wird im stationären Betrieb innerhalb dieses Bereichs.
Messstelle
Lager, Lagerböcke oder Gehäuse: freiliegende, normalerweise zugängliche Stellen, die die Schwingung des Lagergehäuses ohne lokale Resonanz wiedergeben. Ist ein Gehäuse nicht zugänglich, messen Sie so nah wie möglich daran.
Messgröße
Hauptmessgröße ist der breitbandige Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit in mm/s; der Schwingweg in µm kommt hinzu, wenn tieffrequente Anteile zu erwarten sind. Der Frequenzbereich beträgt 10–1000 Hz bzw. 2–1000 Hz unter 600 U/min, und die Messgeräte sollten ISO 2954 entsprechen.
Was RMS bedeutet: Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit
Maschinenklassifizierung: Zwei Gruppen und zwei Aufstellungsarten
ISO 10816-3 teilt Maschinen nach Maschinenart, nach Nennleistung oder Achshöhe und nach der Nachgiebigkeit ihrer Aufstellung ein. Es gibt zwei Maschinengruppen; Maschinen beider Gruppen können eine horizontale, vertikale oder geneigte Welle haben und starr oder nachgiebig aufgestellt sein.
| Gruppe | Nennleistung | Elektrische Maschinen | Typische Bauart | Grenzwerte |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Über 300 kW (Tabelle A.1 ist bis 50 MW angegeben) | Achshöhe H ≥ 315 mm | Meist Gleitlager; Drehzahlen im gesamten Bereich von 120–15 000 U/min | Tabelle A.1 |
| 2 ★ | Über 15 kW, höchstens 300 kW | Achshöhe 160 mm ≤ H < 315 mm | Meist Wälzlager; Drehzahlen über 600 U/min | Tabelle A.2 |
Die Achshöhe H ist in ISO 496 definiert als Abstand zwischen Wellenmitte und Auflageebene der Maschine selbst, gemessen an der Maschine im Lieferzustand. Bei Maschinen ohne Füße, mit erhöhten Füßen oder in vertikaler Bauform gilt die Achshöhe der horizontalen Fußausführung derselben Baugröße; ist die Baugröße nicht bekannt, nehmen Sie den halben Maschinendurchmesser.
So bestimmen Sie die Aufstellungsart
Die Aufstellungsart ist eine dynamische Eigenschaft und keine Frage des Fundamentmaterials oder der Masse. In einer bestimmten Messrichtung gilt die Aufstellung als starr, wenn die erste Eigenfrequenz von Maschine und Aufstellung zusammen mindestens 25 % über der Haupterregerfrequenz liegt, die in den meisten Fällen der Drehfrequenz entspricht. In allen anderen Fällen gilt sie als nachgiebig.
Dieselbe Anlage kann in einer Richtung starr und in einer anderen nachgiebig sein. Gummi- oder Federlager, ein Betonfundament oder ein Stahlrahmen allein bestimmen die Klassifizierung nicht. Verwenden Sie gemessene oder berechnete Eigenfrequenzen und die maßgebliche Betriebsanregung.
Typische Fälle: Große und mittelgroße Elektromotoren, vor allem langsam laufende, sind in der Regel starr aufgestellt, Turbogeneratoren und Verdichter über 10 MW sowie vertikale Maschinensätze dagegen meist nachgiebig.
Lassen Zeichnungen und Berechnungen die Frage offen, erlaubt die Norm, die Aufstellungsart durch Versuche zu bestimmen. In der Praxis ist das oft ein Anschlagversuch oder eine Hochlauf- bzw. Auslaufmessung, die die niedrigste Eigenfrequenz sichtbar macht.
Hintergrund: Eigenfrequenz
Hinweise zur praktischen Anwendung
Dieselben Kriterien gelten für Abnahmeprüfungen neuer oder reparierter Maschinen und für die Überwachung von Maschinen im Betrieb; unterschiedlich ist nur, wie die Ergebnisse verwendet werden.
Abnahmeprüfung neuer/reparierter Anlagen
Die Zonengrenzen sind Richtwerte und keine fertige Abnahmespezifikation: Abnahmewerte werden zwischen Lieferant und Käufer der Maschine vereinbart. Als Orientierung helfen die Grenzen, sowohl grobe Mängel als auch unrealistische Forderungen auszuschließen. Bei manchen Maschinen sind abweichende Grenzwerte gerechtfertigt, höhere oder niedrigere; der Hersteller sollte dann die Gründe nennen und, wenn höhere Schwingungen zugelassen werden, nachweisen, dass die Maschine dadurch nicht gefährdet wird.
Betriebsüberwachung laufender Anlagen
Im Betrieb stellen sich zwei Fragen: in welche Zone die aktuelle Schwingungsgröße fällt (Kriterium I) und ob sie sich signifikant verändert hat (Kriterium II). Die Zonen A und B geben für den Langzeitbetrieb keinen Anlass zur Sorge, Zone C erfordert Abhilfemaßnahmen bei der nächsten geeigneten Gelegenheit, und Zone D bedeutet, dass die Schwingungen stark genug sind, um die Maschine zu beschädigen. Eine Zone beschreibt die Schwingstärke, nicht die Ursache.
Kriterium II vergleicht den Messwert mit einem zuvor ermittelten Bezugswert an derselben Aufnehmerposition und in derselben Richtung, unter annähernd gleichen Betriebsbedingungen. Eine Änderung nach oben oder unten um mehr als 25 % der oberen Grenze der Zone B gilt als signifikant, erst recht, wenn sie plötzlich auftritt, und sollte eine diagnostische Untersuchung auslösen, auch wenn Zone C noch nicht erreicht ist. Der Wert von 25 % ist ein Richtwert; Erfahrungen mit einer bestimmten Maschine können einen anderen Wert rechtfertigen.
Beispiel: Bei einer Maschine der Gruppe 2 mit starrer Aufstellung liegt die obere Grenze der Zone B bei 2.8 mm/s, eine Änderung um mehr als 0.7 mm/s ist also signifikant. Ein Motor, der jahrelang mit 1.0 mm/s lief und jetzt 2.2 mm/s zeigt, liegt noch in Zone B, doch der Anstieg um 1.2 mm/s erfordert bereits eine Überprüfung.
Messverfahren
Gemessen wird normalerweise in zwei zueinander senkrechten radialen Richtungen an jedem Lagerdeckel oder Lagerbock. Bei horizontalen Maschinen sind das meist die vertikale und die horizontale Richtung. Bei vertikalen oder geneigten Maschinen muss eine der beiden die Richtung mit dem höchsten Messwert sein, typischerweise entlang der elastischen Achse. Die Aufnehmer können in beliebigem Winkel am Gehäuse sitzen; die verwendeten Positionen und Richtungen sind zu dokumentieren.
Nehmen Sie für die Bewertung in jeder Messebene den größeren der beiden Messwerte und vergleichen Sie ihn mit den Zonengrenzen. Ein einzelner Aufnehmer je Messebene ist nur zulässig, wenn bekannt ist, dass er die Schwingungsgröße ausreichend erfasst, denn er ist möglicherweise nicht auf das Maximum ausgerichtet.
An radial belasteten Lagern werden Axialschwingungen normalerweise nicht überwacht. Erfasst werden sie vor allem bei periodischen Schwingungsmessungen oder zur Diagnose, weil sich manche Fehler in dieser Richtung deutlicher zeigen, und die Zonengrenzen gelten für axiale Messwerte nur an Axiallagern.
Messen Sie, sobald Rotor und Hauptlager ihre übliche stationäre Betriebstemperatur erreicht haben und die Maschine unter festgelegten Bedingungen läuft, etwa bei Nenndrehzahl und Nennlast, Spannung, Durchfluss und Druck. Schwanken Drehzahl oder Last im Betrieb, messen Sie in jedem Betriebszustand, in dem die Maschine über längere Zeit läuft, und verwenden Sie den höchsten Wert.
Überschreitet ein Messwert den Abnahmewert und besteht Verdacht auf Fremdschwingungen, wiederholen Sie die Messung bei stillstehender Maschine. Beträgt die Schwingung im Stillstand mehr als 25 % des Werts im Betrieb, muss der äußere Einfluss unter Umständen verringert oder herausgerechnet werden, zum Beispiel durch Spektralanalyse.
Die Messgeräte sollten ISO 2954 entsprechen und den breitbandigen Effektivwert mit linearem Frequenzgang über mindestens 10–1000 Hz messen, bei Maschinen mit etwa 600 U/min oder weniger nach unten erweitert bis 2 Hz. Befestigen Sie die Aufnehmer so, dass die Befestigung den Messwert nicht verfälscht, und achten Sie auf Temperaturänderungen, Magnet- und Schallfelder, Schwankungen der Stromversorgung, Kabellänge und Ausrichtung der Aufnehmer.
Praxiswissen, nicht Teil der ISO 10816-3: Der Vergleich der Richtungen hilft, bei der Diagnose wahrscheinliche Ursachen einzugrenzen.
| Richtung | Abkürzung | Häufig erkannte Fehler |
|---|---|---|
| Horizontal (senkrecht zur Welle) | H | Unwucht, mechanische Lose, Lagerverschleiß |
| Vertikal | V | Unwucht, Strukturresonanz |
| Axial (parallel zur Welle) | A | Fluchtungsfehler, verbogene Welle, Axiallagerschäden |
ISO 10816-3 bewertet breitbandige Schwingungen, ohne einzelne Frequenzanteile oder die Phase zu betrachten. Für Abnahmeprüfungen und die routinemäßige Überwachung reicht das meist aus, zeigt aber nur, dass sich etwas verändert hat, nicht jedoch, wodurch. Amplitude und Phase einzelner Anteile sind für die langfristige Zustandsüberwachung und die Diagnose wertvoll, Kriterien dafür liegen jedoch außerhalb dieser Norm.
Ursachen finden: Analyse des Frequenzspektrums
Praxisbeispiele
Schrittweise Bewertungen anhand der Zonenkriterien der ISO 10816-3.
Maschine: Elektromotor, 75 kW, Achshöhe 280 mm
Aufstellung: Betonfundament; in Messrichtung liegt die niedrigste Eigenfrequenz deutlich über dem 1.25-Fachen der Drehfrequenz, die Aufstellung ist also starr
Einstufung: Gruppe 2 (elektrische Maschine mit 160 mm ≤ H < 315 mm), starre Aufstellung
Gemessene Schwingung: 3.5 mm/s RMS am antriebsseitigen Lagergehäuse, horizontal: der größere der beiden radialen Messwerte
Grenzen der Gruppe 2: A/B = 1.4 mm/s · B/C = 2.8 mm/s · C/D = 4.5 mm/s
3.5 mm/s liegt zwischen der Zonengrenze B/C (2.8) und der Zonengrenze C/D (4.5). Bei diesem Wert sollte der Motor nicht dauerhaft im Langzeitbetrieb bleiben, kann aber in der Regel noch für begrenzte Zeit weiterlaufen, während Abhilfemaßnahmen geplant werden. Mit einer Spektralanalyse sollten vor allem typische Ursachen wie Unwucht, Fluchtungsfehler und beginnender Lagerverschleiß geprüft werden.
Maschine: Radialventilator mit 500-kW-Antrieb, 1480 U/min; über 300 kW, daher gelten die Kriterien dieses Teils für Ventilatoren
Aufstellung: Stahlrahmen auf Federisolatoren; in Messrichtung liegt die niedrigste Eigenfrequenz unter dem 1.25-Fachen der Drehfrequenz, die Aufstellung ist also nachgiebig
Einstufung: Gruppe 1 (über 300 kW), nachgiebige Aufstellung
Gemessene Schwingung: 2.0 mm/s RMS, der größere der beiden radialen Messwerte am antriebsseitigen Lager
Gruppe 1, Grenzen bei nachgiebiger Aufstellung: A/B = 3.5 mm/s · B/C = 7.1 mm/s · C/D = 11.0 mm/s
2.0 mm/s liegt unter der Zonengrenze A/B von 3.5 mm/s, also auf dem typischen Niveau einer neu in Betrieb genommenen Maschine. Ob der Ventilator die Abnahme besteht, hängt dennoch von den zwischen Lieferant und Kunde vereinbarten Werten ab.
Maschine: Elektromotor, 45 kW, Achshöhe 225 mm
Aufstellung: Gummilager; in Messrichtung liegt die niedrigste Eigenfrequenz unter dem 1.25-Fachen der Drehfrequenz, die Aufstellung ist also nachgiebig
Einstufung: Gruppe 2, nachgiebige Aufstellung
Ausgangswert der Schwingung: 3.0 mm/s RMS (vor 6 Monaten ermittelt)
Aktueller Schwingungswert: 6.8 mm/s RMS
Gruppe 2, Grenzen bei nachgiebiger Aufstellung: A/B = 2.3 mm/s · B/C = 4.5 mm/s · C/D = 7.1 mm/s
6.8 mm/s liegt zwischen 4.5 und 7.1 mm/s, die Schwingungsgröße fällt also in Zone C. Der Anstieg um 3.8 mm/s übersteigt den Richtwert von 1.125 mm/s (25 % der Zonengrenze B/C von 4.5 mm/s) bei Weitem, daher verlangt auch Kriterium II eine diagnostische Untersuchung. Bei einem Ausgangswert von 3.0 mm/s hätte der empfohlene ALARM 4.125 mm/s betragen.
Wichtige Konzepte und bewährte Vorgehensweisen
Richtwerte, kein Vertrag
Zonengrenzen sind Orientierungswerte. Abnahmegrenzwerte ergeben sich aus der Vereinbarung zwischen Lieferant und Kunde, die Einstellwerte für ALARM und ABSCHALTUNG dagegen aus dem Ausgangswert und der Bauart der Maschine.
Die Aufstellungsart ist entscheidend
Derselbe Messwert kann für Gruppe 1 und Gruppe 2 sowie bei starrer und nachgiebiger Aufstellung in unterschiedliche Zonen fallen. Ordnen Sie Maschine und Aufstellung für jede Richtung ein, bevor Sie die Tabelle ablesen.
Änderungen im Blick behalten
Eine Maschine, die konstant mit 2.5 mm/s läuft, ist weniger bedenklich als eine, deren Wert von 1.0 auf 2.5 mm/s gesprungen ist. Für Gruppe 2 mit starrer Aufstellung gilt nach Kriterium II jede Änderung über 0.7 mm/s als signifikant.
Zustandsprüfung, keine Diagnose
Die Norm bewertet die breitbandige Gesamtschwingung: Sie zeigt, dass ein Problem vorliegt, aber nicht, welches. Zur Ursachenanalyse nutzen Sie Spektralanalyse, Zeitsignalanalyse und Phasenmessungen mit einem Schwingungsanalysator.
Betriebsgrenzwerte: ALARM und ABSCHALTUNG
Für den Langzeitbetrieb beschreibt ISO 10816-3 zwei Arten von Betriebsgrenzwerten. Ein ALARM warnt, wenn die Schwingung einen festgelegten Wert erreicht oder sich signifikant verändert hat; die Maschine kann in der Regel weiterlaufen, während die Ursache untersucht wird. Eine ABSCHALTUNG markiert den Wert, oberhalb dessen ein Weiterbetrieb die Maschine beschädigen kann; wird er überschritten, sollte die Schwingung sofort verringert oder die Maschine abgeschaltet werden. Die Grenzwerte können sich je nach Messposition und Messrichtung unterscheiden.
ALARM festlegen
Legen Sie den ALARM bezogen auf den Ausgangswert fest, den diese Maschine an dieser Messposition und in dieser Richtung im stationären Betrieb aufweist: Ausgangswert plus 25 % der oberen Grenze der Zone B. Der ALARM sollte normalerweise höchstens 125 % dieser Grenze betragen und kann bei niedrigem Ausgangswert unterhalb der Zone C liegen. Bei einer neuen Maschine ohne Ausgangswert geht man von Erfahrungen mit ähnlichen Maschinen oder von den vereinbarten Abnahmewerten aus; die Einstellung wird angepasst, sobald ein stabiler Ausgangswert bekannt ist, und erneut, wenn sich der Ausgangswert verschiebt, zum Beispiel nach einer Überholung.
ABSCHALTUNG festlegen
Grenzwerte für die ABSCHALTUNG hängen von der mechanischen Belastbarkeit und der Bauart der Maschine ab; daher sind sie bei Maschinen ähnlicher Bauart meist gleich und nicht an den Ausgangswert gebunden. Feste Werte für die ABSCHALTUNG nennt die Norm nicht. Die ABSCHALTUNG liegt normalerweise in Zone C oder D und sollte höchstens 125 % der oberen Grenze der Zone C betragen.
Obergrenzen für Einstellwerte, mm/s RMS
Abgeleitet aus den Grenzen der Schwinggeschwindigkeit: 25 % und 125 % von B/C, 125 % von C/D
| Maschinengruppe | Signifikante Änderung | ALARM, max. | ABSCHALTUNG, max. |
|---|---|---|---|
| Gruppe 1 — starr | 1.125 | 5.625 | 8.875 |
| Gruppe 2 — starr ★ | 0.700 | 3.500 | 5.625 |
| Gruppe 1 — nachgiebig | 1.775 | 8.875 | 13.750 |
| Gruppe 2 — nachgiebig | 1.125 | 5.625 | 8.875 |
Beispiel: Eine Maschine der Gruppe 2 mit starrer Aufstellung und einem Ausgangswert von 1.2 mm/s erhält einen ALARM von 1.2 + 0.7 = 1.9 mm/s, deutlich unter der Obergrenze von 3.5 mm/s, und eine ABSCHALTUNG von höchstens 5.625 mm/s.
Bezugswert ermitteln: Ausgangswert der Schwingung
Beziehung zu anderen Normen
ISO 10816-3 stützt sich auf ISO 10816-1 für die allgemeinen Leitlinien, auf ISO 2954 für die Anforderungen an Messgeräte für die Schwingstärke und auf ISO 496 für die Achshöhen. Die hier ausgeschlossenen Maschinen behandeln andere Teile der Reihe: ISO 10816-2 (große Dampfturbinen und Generatoren in landgestützten Kraftwerken), ISO 10816-4 (Gasturbinensätze), ISO 10816-5 (Wasserkraft- und Pumpanlagen), ISO 10816-6 (Hubkolbenmaschinen) und ISO 10816-7 (Kreiselpumpen).
Die Kriterien für Lagergehäuseschwingungen lassen sich durch Wellenschwingungsmessungen nach ISO 7919-3 ergänzen. Zwischen Gehäuse- und Wellenschwingungen gibt es keine einfache Umrechnung, daher müssen beide unabhängig voneinander gemessen werden; führen die beiden Kriteriensätze zu unterschiedlichen Bewertungen, gilt die strengere. ISO hat die Ausgabe 2009 inzwischen zurückgezogen; die überarbeitete Fassung ist ISO 20816-3:2022.
Verwandte Seiten: ISO 7919-1 · ISO 20816-3
Häufig gestellte Fragen
Eine elektrische Maschine mit einer Achshöhe von mindestens 160 mm, aber unter 315 mm gehört zur Gruppe 2. Bei starrer Aufstellung liegen ihre Zonengrenzen A/B, B/C und C/D bei 1.4, 2.8 und 4.5 mm/s RMS (22, 45 und 71 µm); bei nachgiebiger Aufstellung liegen sie bei 2.3, 4.5 und 7.1 mm/s (37, 71 und 113 µm).
Die Unterscheidung ist dynamisch und wird für jede Messrichtung getrennt getroffen. Die Aufstellung ist starr, wenn die niedrigste Eigenfrequenz von Maschine und Aufstellung zusammen mindestens 25 % über der Haupterregerfrequenz liegt, und in allen anderen Fällen nachgiebig. Das Fundamentmaterial oder vorhandene Schwingungsisolatoren entscheiden darüber nicht allein.
ISO führt ISO 10816-3:2009 als zurückgezogen; die überarbeitete Fassung ist ISO 20816-3:2022. Diese Seite beschreibt die Ausgabe von 2009.
Nein. ISO 10816-3 gilt für Maschinensätze über 15 kW, kleinere Maschinen liegen daher außerhalb ihres Anwendungsbereichs. Orientieren Sie sich bei ihnen an den Grenzwerten des Herstellers oder an anderen zutreffenden Kriterien und verfolgen Sie Änderungen gegenüber einem nach der Installation aufgenommenen Ausgangswert.
Nein. Mit der Ausgabe 2009 wurden Pumpen aus dem Anwendungsbereich herausgenommen. Kreiselpumpen, auch Bauarten mit integriertem Motor, werden in ISO 10816-7 behandelt, während Hubkolbenpumpen und Tauchmotorpumpen ausgeschlossen sind.
Legen Sie den ALARM auf den Ausgangswert im stationären Betrieb plus 25 % der oberen Grenze der Zone B fest, normalerweise nicht höher als 125 % dieser Grenze. Die ABSCHALTUNG hängt von der Bauart der Maschine ab, liegt meist in Zone C oder D und sollte höchstens 125 % der oberen Grenze der Zone C betragen.
Nicht routinemäßig. Die Bewertung beruht auf zwei radialen Richtungen je Lager. Axiale Messwerte werden vor allem bei periodischen Schwingungsmessungen und zur Diagnose genutzt, und die Zonengrenzen gelten für sie nur an Axiallagern.
Offizielle ISO-Norm
Katalogeintrag des auf dieser Seite beschriebenen Dokuments: ISO 10816-3:2009 auf iso.org
Diese Seite ist eine unabhängige, in eigenen Worten verfasste Zusammenfassung für Bildungszwecke. Sie gibt den Text der Norm nicht wieder; für normative Anforderungen verwenden Sie das offizielle Dokument.
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