Berechnungsparameter

ISO 20816 – Bewertung von Maschinenschwingungen durch Beschleunigungsmessungen





Drehzahl




Berechnungsergebnisse

Gerätetyp:
—
Empfohlener Frequenzbereich:
—
Zone A (Neugeräte) – bis zu:
—
Zone B (Dauerbetrieb) – bis zu:
—
Zone C (Kurzzeitbetrieb) – bis zu:
—
Zone D (Schaden) – oben:
—

Interpretation der Vibrationsbeschleunigungszone:

Zone A: Schwingungsbeschleunigung bei Neumaschinen oder nach Generalüberholung
Zone B: Maschinen können unbegrenzt ohne Beschädigungsrisiko betrieben werden
Zone C: Zustandsüberwachung erforderlich und Wartungsplanung notwendig
Zone D: Hohes Schadensrisiko. Sofortiges Eingreifen erforderlich

So funktioniert der Rechner

ISO 20816-Standard

Die ISO 20816 ergänzt die ISO 10816 und legt Kriterien für die Bewertung von Schwingungen anhand von Beschleunigungsmessungen fest. Diese Norm ist insbesondere für hochfrequente Schwingungskomponenten wichtig, die in Geschwindigkeitsmessungen nicht immer ausreichend berücksichtigt werden.

Vorteile von Beschleunigungsmessungen

  • Bessere Empfindlichkeit gegenüber Hochfrequenzkomponenten
  • Frühzeitige Erkennung von Wälzlagerdefekten
  • Effektive Getriebediagnose
  • Kavitationserkennung in Pumpen

Beziehung zwischen Beschleunigung und Geschwindigkeit

Die Schwingbeschleunigung hängt über die Frequenz mit der Schwinggeschwindigkeit zusammen:

a = 2πf × v

wo:

  • A — Schwingbeschleunigung (m/s²)
  • f — Frequenz (Hz)
  • v — Schwinggeschwindigkeit (m/s)

Typische Schwellenwerte

Die Schwellenwerte für die Schwingbeschleunigung hängen vom Gerätetyp, dem Frequenzbereich und den Betriebsbedingungen ab. Allgemeine Empfehlungen:

  • < 0,5 g: Ausgezeichneter Zustand
  • 0,5-1,0 g: Guter Zustand
  • 1,0-2,5 g: Zufriedenstellender Zustand
  • 2,5-5,0 g: Unbefriedigender Zustand
  • > 5,0 g: Inakzeptabler Zustand

Anwendungsfunktionen

  • Für Wälzlager empfiehlt sich eine Messung im Bereich von 10-10000 Hz
  • Bei Zahnradgetrieben ist die Analyse der Zahneingriffsfrequenzen wichtig
  • Hochfrequenzmessungen dienen der Kavitationsdiagnostik
  • Strukturelle Resonanzfrequenzen müssen berücksichtigt werden

Messempfehlungen

  • Verwenden Sie Beschleunigungssensoren mit ausreichendem Frequenzbereich
  • Sorgen Sie für eine zuverlässige Sensormontage
  • Messen Sie in drei zueinander senkrechten Richtungen
  • Berücksichtigen Sie die Auswirkungen der Temperatur auf die Sensorempfindlichkeit

Anwendungsbeispiele und Leitfaden zur Werteauswahl

Beispiel 1: Kreiselpumpe mit Wälzlagern

Szenario: Überwachung einer 30 kW Kreiselpumpe

  • Gerätetyp: Kreiselpumpe
  • Geschwindigkeit: 2950 U/min
  • Frequenzbereich: 10-1000 Hz (Standard)
  • Lagertyp: Wälzlager
  • Montage: Starr
  • Ergebnis: Zone A: 0–1,0 g, Zone B: 1,0–2,5 g
  • Anmerkung: Bei Lagerdefekten auch 10-10000 Hz prüfen
Beispiel 2: Gasturbinengenerator

Szenario: 25 MW Gasturbine mit Gleitlagern

  • Gerätetyp: Gasturbine (3-40 MW)
  • Geschwindigkeit: 5400 U/min
  • Frequenzbereich: 10-2000 Hz
  • Lagertyp: Gleitlager
  • Montage: Flexibel
  • Ergebnis: Zone A: 0–0,5 g, Zone B: 0,5–1,2 g
  • Kritisch: Überwachen Sie die Rotorblattdurchgangsfrequenz
Beispiel 3: Kolbenkompressor

Szenario: 4-Zylinder-Kolbenkompressor

  • Gerätetyp: Kolbenkompressor
  • Geschwindigkeit: 750 U/min
  • Frequenzbereich: 2–1000 Hz (niedrige Frequenz)
  • Lagertyp: Gleitlager
  • Montage: Schwingungsisoliert
  • Ergebnis: Zone A: 0–2,0 g, Zone B: 2,0–5,0 g
  • Anmerkung: Höhere Grenzwerte aufgrund von Eigenpulsationen

So wählen Sie Werte aus

Leitfaden zur Auswahl des Gerätetyps
  • Gasturbinen:
    • < 3 MW: Kleine Industrieturbinen
    • 3–40 MW: Mittlere Stromerzeugung
    • > 40 MW: Große Kraftwerksturbinen
  • Kompressoren:
    • Kreisel: Laufruhe, untere Grenzwerte
    • Hin- und Herbewegung: Pulsierende Kräfte, höhere Grenzwerte
    • Schraube: Mittlere Grenzen, Oberschwingungen prüfen
  • Elektromotoren:
    • < 15 kW: Kleine Hilfsmotoren
    • 15–300 kW: Prozessmotoren
    • > 300 kW: Große Antriebe
Auswahl des Frequenzbereichs
  • 10-1000 Hz: Standard für die meisten rotierenden Geräte
  • 10-2000 Hz: Hochgeschwindigkeitsmaschinen, Getriebe
  • 10-10000 Hz: Wälzlagerdiagnostik, Kavitation
  • 2-1000 Hz: Langsamlaufende Maschinen, Hubkolbenmaschinen
Überlegungen zum Lagertyp
  • Wälzlager:
    • Empfindlicher gegenüber hohen Frequenzen
    • Untere Beschleunigungsgrenzen
    • Lagerdefekthäufigkeiten prüfen
  • Gleitlager:
    • Bessere Dämpfungseigenschaften
    • Konzentrieren Sie sich auf niedrige Frequenzen
    • Bedenken hinsichtlich Ölwirbel/Ölpeitsche
  • Magnetlager:
    • Sehr geringe mechanische Vibration
    • Kontrollieren Sie die Frequenzen des Steuerungssystems
    • Besondere Bewertungskriterien
Beschleunigungs- vs. Geschwindigkeitsmessungen
  • Verwenden Sie die Beschleunigung, wenn:
    • Hohe Frequenzen > 1000 Hz wichtig
    • Wälzlagerüberwachung
    • Zahneingriffsfrequenzen
    • Kavitationserkennung
  • Verwenden Sie Velocity, wenn:
    • Allgemeiner Maschinenzustand
    • Niedrige bis mittlere Frequenzen (10–1000 Hz)
    • Unwucht, Fehlausrichtung
    • Strukturschwingungen