Kostenloses Ingenieurwerkzeug #021
Schwingungsgrenzwerte — Industriemaschinen 15 kW–50 MW
Bewerten Sie die Schwingungsintensität von industriellen Rotationsmaschinen gemäß ISO 20816-3. Wählen Sie die Maschinengruppe und die Lagerungsart aus, geben Sie die gemessene Geschwindigkeit ein und erhalten Sie die Zonenklassifizierung.
Ergebnisse
| Zone | Grenze (mm/s RMS) | Beschreibung |
|---|
ISO 20816-3 Anwendungsbereich
ISO 20816-3 legt Kriterien zur Schwingungsbewertung von Industriemaschinen mit einer Nennleistung von 15 kW bis 50 MW und Drehzahlen zwischen 120 und 15.000 U/min fest. Dies ist die am weitesten verbreitete Norm zur Bewertung rotierender Industriemaschinen, einschließlich:
- Elektromotoren und Generatoren
- Kreisel- und Axialpumpen
- Kompressoren (Kreisel-, Axial-, Schraubenkompressoren)
- Ventilatoren und Gebläse
- Getriebe (Eingangs-/Ausgangswellen)
Zonengrenzen nach Maschinengruppe
Die Zonengrenzen hängen von der Maschinengruppe ab, die die Nennleistung und die Fundamentart kombiniert:
| Zonengrenze | Gruppe 1 Groß, starr | Gruppe 2 Mittel, starr | Gruppe 3 Pumpen | Gruppe 4 Groß, flexibel |
|---|---|---|---|---|
| A/B | 2,3 mm/s | 1,4 mm/s | 2,3 mm/s | 3,5 mm/s |
| B/C | 4,5 mm/s | 2,8 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s |
| C/D | 7,1 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s | 11,0 mm/s |
Wenn die Maschine auf einer flexiblen (weichen) Auflage steht, gilt die nächsthöhere veröffentlichte Grenzwertgruppe: Gruppe 1 oder 3 flexibel → 3,5 / 7,1 / 11,0 mm/s, Gruppe 2 flexibel → 2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s (Werte aus den ehemaligen ISO 10816-3-Auflageklassentabellen). Der Rechner wendet diese an, wenn die Option flexible Fundamentausführung ausgewählt ist.
Anforderungen an die Messung
Die Schwingungsgeschwindigkeit wird am Lagergehäuse in mm/s RMS in zwei radialen Richtungen (horizontal und vertikal) und optional in axialer Richtung gemessen. Der höchste Messwert ist für die Zonenauswertung maßgeblich.
Gegeben: Gruppe 3 (Pumpe), gemessene Geschwindigkeit = 3,2 mm/s RMS
Zonengrenzen für Gruppe 3: A/B = 2,3, B/C = 4,5, C/D = 7,1 mm/s
3,2 mm/s liegt zwischen 2,3 und 4,5 → Zone B – geeignet für den Langzeitbetrieb
⚠️ Wichtig: Berücksichtigen Sie stets neben den absoluten Werten auch die Schwingungstrends. Ein signifikanter Anstieg (z. B. Verdopplung) gegenüber dem Ausgangswert kann eine Untersuchung erforderlich machen, selbst wenn der absolute Wert innerhalb von Zone A oder B liegt.
ISO 20816-3 gilt für rotierende Industriemaschinen mit einer Nennleistung von 15 kW bis 50 MW, darunter:
- Elektromotoren und Generatoren (Asynchron-, Synchronmaschinen)
- Kreisel- und Axialpumpen
- Kompressoren (Radial-, Axial-, Schrauben-, Hubkolbenverdichter)
- Ventilatoren und Gebläse
- Getriebe (bewertet an den Lagerstellen der An- und Abtriebswellen)
Sie ersetzt die frühere Norm ISO 10816-3.
Die Maschinengruppe richtet sich nach Nennleistung und Fundamentart:
- Gruppe 1 — Große Maschinen über 300 kW auf starren Fundamenten (Betonblock, schwerer Stahl-Grundrahmen)
- Gruppe 2 — Mittelgroße Maschinen von 15–300 kW auf starren Fundamenten — die häufigste Gruppe für Standard-Industrieanlagen
- Gruppe 3 — Pumpen einschließlich mehrstufiger, vertikaler und Sonderpumpen (unabhängig von der Nennleistung)
- Gruppe 4 — Große Maschinen über 300 kW auf nachgiebigen (weichen) Fundamenten (Stahlgerüste, Bühnen, Plattformen)
Starre Aufstellung: Die Eigenfrequenz des Fundaments liegt deutlich über der Betriebsdrehzahl der Maschine. Beispiele: Betonblockfundamente, schwere, mit dem Beton verschraubte Stahlgrundplatten. Die Unterkonstruktion verstärkt die Maschinenschwingungen kaum.
Nachgiebige (elastische) Aufstellung: Die Eigenfrequenz des Fundaments liegt unterhalb oder nahe der Betriebsdrehzahl. Beispiele: Stahlrahmenkonstruktionen, Zwischendecken, Offshore-Plattformen, Skid-montierte Aggregate. Aufgrund dynamischer Verstärkung sind die Schwingungspegel hier typischerweise höher.
Gemessen wird die Schwinggeschwindigkeit in mm/s RMS (Effektivwert) am Lagergehäuse im Frequenzbereich von 10–1000 Hz. Die Messungen sollten an jeder Lagerstelle in mindestens zwei radialen Richtungen (horizontal und vertikal) durchgeführt werden. Der höchste Messwert an jedem Lager ist für die Zoneneinstufung maßgebend.
ISO 20816-3 ersetzt ISO 10816-3. Die wichtigsten Punkte sind:
- Die Zonengrenzen bleiben unverändert — die Grenzwerte sind identisch
- Die Nummerierung wurde an die Normenreihe ISO 20816 angepasst
- Aktualisierte Hinweise zur Messmethodik
- Bessere Abstimmung mit den Begleitnormen (ISO 20816-1, -2, -4)
Für die praktische Schwingungsbewertung liefern beide Normen dieselben Ergebnisse.
Die auf dieser Seite beschriebenen Verfahren wurden vom Vibromera-Team entwickelt und im Praxiseinsatz getestet, unter Verwendung des Balanset-1A, eines tragbaren Zweikanal-Auswuchtgeräts und Schwingungsanalysators für die Vor-Ort-Rotorauswuchtung.
Professionelle Feldwuchtgeräte und Schwingungsanalysatoren für Industriemaschinen. Zustandsbewertung gemäß ISO 20816-3 vor Ort. Im Einsatz in über 50 Ländern.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ist Schwingungsanalyse-Ingenieur sowie Gründer und Geschäftsführer von Vibromera. Seit mehr als 15 Jahren wuchtet er rotierende Maschinen direkt vor Ort aus statt auf dem Prüfstand: Mulchgeräte, Industrieventilatoren, Brecher, Zentrifugen, Wellen und Spindeln. Aus dieser Arbeit sind die Balanset-Geräte entstanden — sie wurden als Werkzeug konzipiert, das ein Fachmann zur Maschine mitnehmen und dort allein einsetzen kann, nicht als Laborausrüstung. Vibromera wurde 2017 gegründet und hat seinen Sitz seit 2023 in Porto, Portugal. Entwicklung, Montage und Support der Balanset-Reihe finden hier statt. Das Flaggschiffgerät ist das Balanset-1A, ein tragbares Analysegerät für ein- und zweiebeniges Auswuchten sowie für Schwingungsdiagnose. Nikolai ist persönlich in den Kundensupport eingebunden, arbeitet schwierige Auswuchtfälle durch und ist an der Softwareentwicklung beteiligt. Er arbeitet mit Kunden weltweit, in jeder Sprache.
