Was ist der Effektivwert (RMS – Root Mean Square) in der Schwingungsanalyse?
Effektivwert — Effektivwert — ist die branchenübliche statistische Methode zur Quantifizierung des Energiegehalts und der Zerstörungskraft mechanischer Vibration bei rotierenden Maschinen. Bei der Berechnung wird jeder Abtastwert eines Schwingungssignals quadriert, der Mittelwert dieser quadrierten Werte gebildet und anschließend die Quadratwurzel gezogen, wodurch eine einzige Zahl entsteht, die das tatsächliche Energieäquivalent des Signals darstellt und in direktem Zusammenhang mit der Ermüdung und dem Verschleiß der Bauteile steht. In der Praxis Schwingungsanalyse, RMS Geschwindigkeit in mm/s ist der entscheidende Wert, den man mit internationalen Grenzwerten vergleicht – und genau deshalb ist es die erste Zahl, auf die die meisten Ingenieure bei einer Maschine achten.
1. Was ist eine RMS-Schwingungsanalyse und warum ist sie wichtig?
Die RMS-Schwingungsanalyse ist das Standardverfahren, um eine komplexe, sich ständig ändernde Schwingungswellenform in einen physikalisch aussagekräftigen Wert umzuwandeln. Dabei wird jeder Abtastwert des Signals quadriert, der Mittelwert dieser quadrierten Werte berechnet und anschließend die Quadratwurzel gezogen. Das Ergebnis ist ein Wert, der das tatsächliche Energieäquivalent des Signals darstellt und in direktem Zusammenhang mit der Ermüdung und dem Verschleiß der Bauteile steht.
Mathematisch gesehen umfasst die RMS-Berechnung drei diskrete Schritte. Zunächst wird jeder Momentanwert der Schwingungswellenform quadriert, wobei negative Werte eliminiert und größere Amplituden stärker gewichtet werden. Anschließend wird der arithmetische Mittelwert aller quadrierten Werte über den Messzeitraum berechnet. Schließlich wird die Quadratwurzel dieses Mittelwerts gezogen. Das Ergebnis ist analog zum Gleichstromwert, der dieselbe Erwärmung oder Verlustleistung erzeugen würde – wodurch die RMS-Schwingungsanalyse die physikalisch aussagekräftigste Kennzahl zur Beschreibung der Schwingungsstärke ist, die Instandhaltungsingenieuren zur Verfügung steht.
Für ein diskretes Signal von N Proben X1, X2 … XN, der Effektivwert beträgt:
XEffektivwert = √[ ( x1² + x2² + ... + xN² ) / N ]
Für eine kontinuierliche Wellenform x(t) über einen Zeitraum T, es ist die Quadratwurzel des Mittelwerts von x(t)² integriert über T — die „Wurzel aus dem Mittel der Quadrate“, worauf sich der Name bezieht.
Diese auf der Energie basierende Interpretation unterscheidet den RMS von einfacheren Kennzahlen wie Gipfel oder gleichgerichteter Mittelwert. Gemäß ISO 20816-1 ist die in mm/s ausgedrückte Effektivwertgeschwindigkeit der wichtigste Parameter zur Bewertung der Schwingungsintensität von Maschinen in praktisch allen Klassen rotierender Anlagen. Anlagen, die auf dem Effektivwert basierende Trends im Rahmen eines strukturierten vorausschauende Wartung In solchen Programmen wird in der Regel ein 25–30% Reduzierung ungeplanter Ausfallzeiten, Laut einer Deloitte-Studie aus dem Jahr 2022 zum ROI von Predictive Maintenance.
2. Warum ist RMS die bevorzugte Methode zur Schwingungsmessung gegenüber Spitzen- oder Durchschnittswerten?
Die RMS-Schwingungsanalyse wird bevorzugt, da sie die einzige Kennzahl ist, die den gesamten Energiegehalt eines Schwingungssignals direkt widerspiegelt. Damit ist sie der zuverlässigste Indikator für den Dauerbetriebszustand einer Maschine und bildet die Grundlage für alle wichtigen internationalen Schweregradsnormen – einschließlich der modernen ISO 20816 die Serie und die Legacy-Modelle ISO 10816 es ersetzt.
Es gibt vier Hauptgründe, warum Fachleute für Zustandsüberwachung RMS gegenüber alternativen Amplitudenkennzahlen den Vorzug geben:
- Direkte Energiekorrelation. Die Zerstörungskraft von Schwingungen ist proportional zur Energie, nicht zu momentanen Spitzenwerten. Der Effektivwert (RMS) erfasst die Gesamtenergie über die gesamte Schwingungsform und korreliert mit Berechnungen zur Ermüdungslebensdauer von Lagern (gemäß ISO 281) und Strukturermüdungskurven.
- Betrachtung der gesamten Wellenform. Eine Peak-Messung erfasst lediglich einen einzigen Maximalwert. Die RMS-Methode verarbeitet jede Probe im Messfenster und liefert einen stabilen, reproduzierbaren Wert mit einer typischen Test-Retest-Variabilität von unter ±2% unter gleichbleibenden Betriebsbedingungen.
- Robustheit gegenüber zufälligen Stößen. Ein kurzzeitiger Stoß – beispielsweise durch Partikel, die eine Pumpe passieren – kann den Spitzenwert um 300% oder mehr erhöhen, ohne dass sich der Zustand der Maschine ändert. Der Effektivwert (RMS) als statistischer Mittelwert kompensiert solche Ereignisse mit minimaler Verzerrung und reduziert die Fehlalarmrate im Vergleich zur Spitzenwert-basierten Alarmierung um schätzungsweise 40–60%.
- Einhaltung internationaler Standards. ISO 20816-1 bis 20816-9, API 670, und VDI 2056 definieren alle Alarm und Reise Grenzwerte für die Effektivgeschwindigkeit (mm/s oder in/s). Die Verwendung der Effektivgeschwindigkeit ermöglicht einen direkten Vergleich mit diesen weltweit anerkannten Grenzwerten.
3. Der Unterschied zwischen RMS-, Spitzen- und Spitze-Spitze-Schwingungswerten
Bei einer reinen Sinuswelle entspricht der Effektivwert dem Spitzenwert geteilt durch √2 (ungefähr 0,707 × Spitzenwert), und Spitze-Spitze entspricht 2 × Peak. In der Praxis sind Maschinenschwingungen jedoch niemals reine Sinuswellen; das Verhältnis von Peak zu RMS – bezeichnet als Crest-Faktor — hängt von der Komplexität des Signals ab und dient als unabhängiger Diagnoseindikator für impulsartige Defekte wie Pittingschäden am Lager. Eine saubere Sinuskurve verteilt ihre Energie gleichmäßig, sodass ihre Spitzenwerte nahe am Effektivwert liegen; ein Signal mit vielen scharfen Impulsen schießt weit über den Effektivwert hinaus, und genau diesen Überschuss misst der Crest-Faktor.
| Metrisch | Definition | Bezug zum Sinuswellen-Spitzenwert | Bester Anwendungsfall | Standardreferenz |
|---|---|---|---|---|
| Effektivwert | Quadratwurzel des Mittelwerts der quadrierten Werte | 0,707 × Peak | Allgemeine Entwicklung des Maschinenzustands, Schweregradklassifizierung | ISO 20816 (früher ISO 10816) |
| Spitzenwert (0-bis-Spitzenwert) | Maximale absolute Amplitude | 1,0 × Spitzenwert | Kurzzeitige Aufprallerkennung, Lagerspielprüfungen | API 670 (Wellenversatz) |
| Spitze-Spitze | Maximale Gesamtschwankung von negativ zu positiv | 2,0 × Spitzenwert | Wellenverschiebung, Bahnanalyse | API 670, ISO 7919 |
| Mittelwert (gleichgerichtet) | Mittelwert des gleichgerichteten Signals | 0,637 × Peak | Nur noch ältere Instrumente – heute selten verwendet | Historisch / veraltet |
Die Wahl der Maßeinheit ist keine akademische Frage: Alarmgrenzwerte, Trenddiagramme und Abnahmeberichte sind nur dann vergleichbar, wenn alle denselben Begriff verwenden. Ein als „5 mm/s“ angegebener Messwert hat als RMS-Wert, Spitzenwert oder Spitze-Spitze-Wert ganz unterschiedliche Bedeutungen; geben Sie daher immer an, welchen Wert Sie meinen. Eine Gegenüberstellung aller drei Begriffe finden Sie im Glossareintrag zu Schwingungsamplitude, und wenn man schnell zwischen ihnen wechseln muss, dann Schwingungseinheiten-Umrechner übernimmt für Sie die Umrechnungen zwischen mm/s, µm und g.
3.1 Was ist der Crest-Faktor und warum ist er wichtig?
Der Scheitelfaktor ist das Verhältnis der Spitzenamplitude zur Effektivamplitude. Bei einer reinen Sinuswelle beträgt der Scheitelfaktor genau √2 ≈ 1,414. Ein Scheitelfaktor von über 3,0 bei einer Schwingungsmessung deutet stark auf wiederkehrende Stöße hin – ein typisches Anzeichen für beginnenden Verschleiß von Wälzkörpern Lagerdefekte, Zahnradschäden oder Kavitation. Die Überwachung des Crest-Faktors zusätzlich zum Effektivwert bietet eine leistungsstarke diagnostische Komponente:
- Ansteigender Scheitelfaktor bei stabilem Effektivwert weist auf beginnende lokale Schäden hin – es treten scharfe Stoßimpulse auf, während das Energieniveau ansonsten unverändert bleibt (klassisches Frühstadium) Abplatzungen).
- Ansteigender Effektivwert bei stabilem Scheitelfaktor weist auf gleichmäßigen oder fortschreitenden Verschleiß hin – das gesamte Energieniveau steigt an, während die Wellenform unverändert bleibt.
4. Sollte ich den Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit, die Beschleunigung oder den Schwingweg verwenden?
Für die allgemeine Zustandsüberwachung von Maschinen im Frequenzbereich von 10 Hz bis 1.000 Hz – der den Großteil der Fehler an rotierenden Maschinen abdeckt – ist die Effektivgeschwindigkeit in mm/s der branchenübliche Parameter, wie in der Norm ISO 20816 festgelegt. RMS Beschleunigung wird oberhalb von 1.000 Hz bevorzugt (z. B. bei der Erkennung von Lagerschäden im Hochfrequenzbereich), während der Effektivwert Verschiebung wird unterhalb von 10 Hz für langsam laufende Maschinen verwendet.
| Parameter | Optimaler Frequenzbereich | Einheit (SI / Imperial) | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|
| Effektivwert der Verschiebung | < 10 Hz | µm / mil | Langsam laufende Maschinen (< 600 U/min), Wellennäherungssensoren |
| RMS-Geschwindigkeit | 10 Hz – 1.000 Hz | mm/s / in/s | Allgemeiner Maschinenzustand, Schweregrad nach ISO 20816, die meisten rotierenden Maschinen |
| RMS-Beschleunigung | > 1.000 Hz | g / m/s² | Hochfrequenz-Lagerhüllkurvenanalyse, Getriebeanalyse, Ultraschallprüfung |
Der Grund dafür, dass die RMS-Geschwindigkeit im mittleren Frequenzbereich dominiert, ist physikalischer Natur: Die Geschwindigkeit ist über einen weiten Frequenzbereich proportional zur Schwingungsenergie, wodurch nieder- und hochfrequente Fehlerkomponenten in etwa gleich stark berücksichtigt werden. Die Verschiebung betont die niedrigen Frequenzen übermäßig, während die Beschleunigung die hohen Frequenzen übermäßig betont. Eine bewährte Vorgehensweise besteht darin, die RMS-Geschwindigkeit zur Ermittlung der Gesamtschwingungsintensität zu analysieren und hochfrequente Verfahren hinzuzuziehen – wie zum Beispiel Hüllkurvenanalyse oder Ultraschallmessungen über 20 kHz – um die frühesten Stadien der Lagerschädigung zu erkennen, oft 3–6 Monate bevor Veränderungen in herkömmlichen Schwingungsspektren auftreten. Wenn Sie bereits in einer Einheit arbeiten und eine weitere benötigen, dann Umrechner für Beschleunigung von mm/s in m/s² stellt einen direkten Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung her.
5. Wie wird RMS in Programmen zur vorausschauenden Instandhaltung eingesetzt?
Die RMS-Schwingungsanalyse bildet das Rückgrat von Zustandsüberwachung sowie Programme zur vorausschauenden Instandhaltung (PdM), indem sie trendfähige, auf Normen basierende Schweregrade liefern, die zustandsorientierte Instandhaltungsentscheidungen ermöglichen. Wenn RMS-Geschwindigkeitsmesswerte in regelmäßigen Abständen erfasst und mit den Alarmschwellenwerten nach ISO 20816 verglichen werden, können Instandhaltungsteams eine Verschlechterung bereits Wochen oder Monate vor einem Ausfall erkennen und Reparaturen während geplanter Stillstandszeiten ansetzen.
Eine typische Implementierung umfasst folgende Schritte:
- Festlegung der Ausgangslage. Erfassen Sie unmittelbar nach der Inbetriebnahme oder nach einer bekanntermaßen erfolgreichen Überholung die RMS-Geschwindigkeitsmesswerte aller überwachten Lager und Gehäuse und speichern Sie diese als Basislinie. Notieren Sie die Betriebsdrehzahl, die Last und die Temperatur.
- Schwellenwertzuweisung. Wenden Sie die für die Maschinenklasse geeigneten Schwingungsschweregrade nach ISO 20816 (A bis D) an oder erstellen Sie statistische Basiswerte, indem Sie das Dreifache des Basiswert-RMS als Alarmschwelle und das Sechsfache als Gefahrenschwelle verwenden.
- Trendüberwachung. Messen Sie die Werte nach einem festgelegten Routenplan – typischerweise alle 28–30 Tage für kritische Anlagen, vierteljährlich für nicht kritische Anlagen. Stellen Sie die Effektivwerte (RMS) im Zeitverlauf grafisch dar.
- Alarmreaktion. Wenn ein Messwert den Alarmschwellenwert überschreitet, erhöhen Sie die Messhäufigkeit und führen Sie eine detaillierte Diagnose durch. Spektralanalyse um die Art des Fehlers zu ermitteln.
- Ursachenanalyse. Verwenden Sie Spektraldaten, Phase Analyse sowie ergänzende Verfahren (Ultraschall, Thermografie, Ölanalyse) zur Bestätigung des Fehlers – Unterscheidung Unwucht, Fehlausrichtung, Und Lockerheit — und um die verbleibende Nutzungsdauer abzuschätzen.
Laut einem McKinsey-Bericht aus dem Jahr 2023 zum Thema Industrieanalytik erzielen Unternehmen mit ausgereiften PdM-Programmen, die auf standardisierten Schwingungskennzahlen wie der RMS-Geschwindigkeit basieren, 10–20% Reduzierung der gesamten Wartungskosten und 50–70% weniger unerwartete Ausfälle.
5.1 Messung der Effektivgeschwindigkeit im Feld
Bei montierten Maschinen wird die Gesamt-Effektivgeschwindigkeit direkt von einem am Lagergehäuse angebrachten Sensor abgelesen, und dasselbe Gerät, das die Schwingstärke anzeigt, kann in der Regel auch den Rotor auswuchten, der die Schwingungen verursacht. Ein tragbarer Zweikanal-Analysator wie der Balanset-1A misst die RMS-Geschwindigkeit an jedem Lager und zeigt die Schwingungsspektrum So können Sie erkennen, welche Frequenz zur Energie beiträgt, und erhalten den Breitbandwert, den Sie mit den Zonen der Norm ISO 20816 vergleichen. Da das System in den eigenen Lagern der Maschine bei Betriebsdrehzahl arbeitet – über einen FFT-Bereich von etwa 5 Hz bis zu 1.000 Hz –, erfasst es den tatsächlichen Betriebszustand. So können Sie eine Unwucht sofort beheben und sicherstellen, dass die RMS-Geschwindigkeit wieder in Zone A oder B gesunken ist. Damit schließt sich der Kreis von „der Wert ist zu hoch“ zu „der Wert ist korrigiert“, ohne dass ein Besuch an einer Auswuchtmaschine erforderlich ist.
6. ISO 20816 Schwingungsstärkezonen für den Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit
ISO 20816 – die moderne Norm, die ISO 10816 und die längst zurückgezogene Norm abgelöst hat ISO 2372 — klassifiziert Maschinen Schwingungsintensität in vier Zonen: A (gut), B (akzeptabel), C (Warnung) und D (Gefahr), basierend auf der breitbandigen RMS-Geschwindigkeit in mm/s. Die genauen Grenzwerte hängen von der Maschinenklasse, der Fundamentart und der Nennleistung ab, doch die folgende Tabelle enthält repräsentative Werte für Großmaschinen der Gruppe 1 (Klasse III/IV) als praktische Orientierungshilfe.
| Zone | Zustand | Effektivgeschwindigkeit (mm/s) — Starres Fundament | Effektivgeschwindigkeit (mm/s) — Flexibles Fundament | Empfohlene Aktion |
|---|---|---|---|---|
| A | Gut | 0 – 2,3 | 0 – 3,5 | Normalbetrieb |
| B | Akzeptabel | 2,3 – 4,5 | 3,5 – 7,1 | Akzeptabel für den Langzeitbetrieb |
| C | Alarm | 4,5 – 7,1 | 7.1 - 11.2 | Eingeschränkter Betrieb; Wartung einplanen |
| D | Gefahr | > 7.1 | > 11.2 | Sofortabschaltung erforderlich; dringender Handlungsbedarf |
Die Zonengrenzen werden anhand der höchsten an einem beliebigen Messpunkt gemessenen Breitband-RMS-Geschwindigkeit ermittelt, sodass bereits ein einziges schlechtes Lager ausreicht, um eine Maschine in eine ungünstigere Zone zu verschieben. Um einen Messwert einer bestimmten Maschinengruppe und Aufstellung einer Zone zuzuordnen, muss die Tool zur Zonenbewertung nach ISO 20816-1 wendet automatisch die richtigen Begrenzungen an, und die Schwingungsstärke-Diagramm nach ISO 10816 / 20816 bietet einen schnellen Überblick.
7. Rechenbeispiel: Wie berechnet man den Effektivwert aus einem Schwingungssignal?
Um den Effektivwert eines diskreten Schwingungssignals zu berechnen, quadriert man jeden Abtastwert, berechnet den Mittelwert dieser Quadrate und zieht die Quadratwurzel. Bei fünf Momentanwert-Messungen der Geschwindigkeit von 3,0, −4,0, 2,5, −1,0 und 5,0 mm/s beträgt die RMS-Geschwindigkeit beispielsweise etwa 3,39 mm/s – womit diese Maschine gemäß ISO 20816 auf einem starren Fundament in Zone B (akzeptabel) eingestuft würde.
Schrittweise Berechnung:
- Quadratieren Sie jede Probe: 9.0, 16.0, 6.25, 1.0, 25.0
- Berechnen Sie das mittlere Quadrat: (9.0 + 16.0 + 6.25 + 1.0 + 25.0) / 5 = 57.25 / 5 = 11.45
- Ziehen Sie die Quadratwurzel: √11,45 ≈ 3,385 mm/s RMS
Beachten Sie, dass der einfache arithmetische Mittelwert der fünf Rohmesswerte lediglich (3,0 − 4,0 + 2,5 − 1,0 + 5,0) / 5 = 1,1 mm/s beträgt – ein weitaus niedrigerer Wert, da sich die negativen Schwankungen mit den positiven aufheben. Gerade die vorherige Quadrierung verhindert diese Aufhebung und sorgt dafür, dass der Effektivwert die tatsächliche Energie widerspiegelt. In der Praxis führen tragbare Datenerfassungsgeräte und Online-Überwachungssysteme diese Berechnung automatisch für Tausende von Messwerten pro Sekunde durch und liefern so Effektivwerte mit hoher statistischer Zuverlässigkeit. Wenn die Eingabe eine Frequenz ist Spektrum anstatt eines Rohdatensatzes Zeitwellenform… wird der Gesamt-RMS-Wert ermittelt, indem die RMS-Werte der einzelnen Spektrallinien in Quadratur (als quadratische Mittelwertsumme) kombiniert werden – eine Aufgabe, die vom Rechner für den Gesamtvibrationspegel (Effektivwert aus dem Spektrum).
8. Die häufigsten Fehler bei der RMS-Schwingungsmessung
Die häufigsten Fehler bei der RMS-Schwingungsanalyse sind Fehler bei der Sensorbefestigung, eine falsche Wahl des Frequenzbereichs, eine unzureichende Mittelungszeit sowie der Vergleich von RMS-Werten, die unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen gemessen wurden. Jeder dieser Fehler kann zu irreführenden Trends führen, die entweder tatsächliche Fehler verschleiern oder Fehlalarme auslösen und so das Vertrauen in das Programm zur vorausschauenden Instandhaltung untergraben.
- Mangelhafte Sensormontage. Eine lose befestigte Beschleunigungsmesser kann hochfrequente Signale oberhalb von 2 kHz um 50 % oder mehr dämpfen, was zu künstlich niedrigen RMS-Beschleunigungswerten führt. Verwenden Sie stets Schraubbefestigungen oder hochwertige Magnethalterungen auf sauberen, ebenen Oberflächen – siehe die Hinweise zur korrekten Sensormontage.
- Falsches Frequenzband. Die Messung der Effektivgeschwindigkeit in einem Frequenzbereich von 2 Hz bis 100 Hz, obwohl die Norm einen Bereich von 10 Hz bis 1.000 Hz vorschreibt, führt zu nicht vergleichbaren Ergebnissen. Vergewissern Sie sich stets, dass die Bandpassfilter Die Einstellungen entsprechen der geltenden Norm.
- Unzureichende Mittelungszeit. Effektivwerte, die aus sehr kurzen Messreihen (< 1 Sekunde) berechnet werden, sind statistisch instabil. Für Maschinen mit einer Drehzahl von 1500 U/min (25 Hz) sind mindestens 4–8 vollständige Wellenumdrehungen – etwa 0,16–0,32 Sekunden – erforderlich, wobei 1–2 Sekunden für eine höhere Messgenauigkeit bevorzugt werden.
- Uneinheitliche Betriebsbedingungen. Die Effektivwerte der Schwingung variieren mit Drehzahl und Last. Der Vergleich einer Messung bei einer Last von 80% mit einer Referenzmessung bei einer Last von 100% kann eine fälschliche Verbesserung vortäuschen. Dokumentieren und normalisieren Sie die Messwerte stets entsprechend den Betriebsbedingungen.
- Verwechslung von Gesamt-RMS und Schmalband-RMS. Der Gesamt-RMS-Wert (Breitband-RMS) umfasst die Energie aller Frequenzen, während der Schmalband-RMS-Wert spezifische Frequenzbereiche isoliert. Beide sind nützlich, dürfen aber bei Trendanalysen oder Alarmmeldungen nicht verwechselt werden.
9. Häufig gestellte Fragen zur RMS-Schwingungsanalyse
9.1 Wofür steht RMS in der Schwingungsanalyse?
RMS steht für Root Mean Square (quadratischer Mittelwert). Es handelt sich um eine statistische Berechnung, die einen einzelnen Wert liefert, der die effektive Energie eines Schwingungssignals repräsentiert. Dazu werden alle Messwerte quadriert, die Quadrate gemittelt und die Quadratwurzel gezogen. RMS ist das am häufigsten verwendete Amplitudenmaß in der Schwingungsanalyse von Maschinen, da es direkt mit dem Energiegehalt und dem Zerstörungspotenzial des Signals korreliert.
9.2 Wie rechnet man die RMS-Schwingung in die Spitzenwert-Schwingung um?
Nur bei einer reinen Sinuswelle gilt: Spitzenwert = Effektivwert × √2 ≈ Effektivwert × 1,414. Bei realen Maschinensignalen, die mehrere Frequenzen und Stöße enthalten, ist diese einfache Umrechnung ungenau. Das tatsächliche Verhältnis (der Crest-Faktor) hängt von der Komplexität des Signals ab und kann zwischen 1,4 und über 5,0 liegen. Messen Sie stets beide Werte direkt, anstatt sie umzurechnen – und verwechseln Sie niemals einen berechneten Spitzenwert mit einem gemessenen wahrer Höchststand.
9.3 Was ist ein guter RMS-Schwingungspegel für einen Motor?
Gemäß ISO 20816 befindet sich ein starr montierter großer Industriemotor mit einer Effektivgeschwindigkeit unter 2,3 mm/s (0,09 in/s) in Zone A (guter Zustand). Werte zwischen 2,3 und 4,5 mm/s sind für den Dauerbetrieb akzeptabel (Zone B). Bei Werten über 4,5 mm/s sind Abhilfemaßnahmen einzuleiten. Die genauen Grenzwerte variieren je nach Maschinenklasse und Montageart.
9.4 Warum wird die RMS-Geschwindigkeit bei der allgemeinen Überwachung der RMS-Beschleunigung vorgezogen?
Die Effektivwertgeschwindigkeit gewichtet Fehlerfrequenzen im Bereich von 10 Hz bis 1.000 Hz annähernd gleich. Dieser Bereich umfasst die meisten gängigen Maschinenfehler wie Unwucht, Fehlausrichtung, Lockerung und Lagerverschleiß. Die Effektivwertbeschleunigung gewichtet hohe Frequenzen über, wodurch niederfrequente Fehler maskiert werden können. Aus diesem Grund legt ISO 20816 die Effektivwertgeschwindigkeit als primäres Schweregradkriterium fest.
9.5 Kann die RMS-Schwingungsanalyse Lagerfehler erkennen?
Ja, aber mit Einschränkungen. Die Gesamt-RMS-Geschwindigkeit erkennt mittelschwere bis fortgeschrittene Lagerschäden, die die Breitbandenergie erhöhen. Lagerschäden im Frühstadium – wie z. B. Mikropitting – erzeugen hochfrequente Impulssignale, die den Gesamt-RMS-Wert möglicherweise nicht wesentlich verändern. Kombinieren Sie zur Früherkennung die RMS-Geschwindigkeitstrends mit Hochfrequenztechniken wie Enveloping (Demodulation), der Stoßimpulsmethode oder der Ultraschallüberwachung und beobachten Sie den Crest-Faktor auf erste Anzeichen von Stößen.
9.6 Was ist der Unterschied zwischen ISO 10816 und ISO 20816?
ISO 20816 ist der moderne Nachfolger der Norm ISO 10816. Beide Normen definieren Schwingungsschwerezonen auf der Grundlage der Effektivgeschwindigkeit. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass ISO 20816 die verschiedenen Teile der älteren Norm zusammenfasst und aktualisiert, Erkenntnisse aus mehr als 20 Jahren Praxiserfahrung einbezieht und für bestimmte Maschinentypen verfeinerte Zonengrenzen einführt. ISO 20816-1:2016 hat ISO 10816-1:1995 ersetzt, und die ältere Norm ISO 2372 wurde schon lange zuvor zurückgezogen; die Umstellung auf alle Teile der Normenreihe ist noch im Gange.
9.7 Wie oft sollten RMS-Schwingungsmessungen durchgeführt werden?
Für kritische rotierende Anlagen empfiehlt die Branche monatliche, routenbasierte Effektivwertmessungen als Mindeststandard. Hochkritische Maschinen profitieren von einer kontinuierlichen Online-Überwachung mit Messintervallen von Sekunden bis Minuten. Nicht kritische Anlagen können vierteljährlich gemessen werden. Die Messfrequenz sollte umgehend erhöht werden, sobald ein Messwert den Alarmschwellenwert überschreitet oder sich die Betriebsbedingungen signifikant ändern.
9.8 Welche Werkzeuge werden für die RMS-Schwingungsanalyse benötigt?
Sie benötigen mindestens einen kalibrierten Beschleunigungsmesser, einen Datenerfassungsgerät oder einen Schwingungsanalysator, der den Effektivwert im richtigen Frequenzband berechnen kann, sowie eine Trendanalyse-Software. Ein tragbares Zweikanal-Messgerät, das die Messung des Effektivwerts der Schwinggeschwindigkeit mit dem Auswuchten in einer oder zwei Ebenen kombiniert – wie beispielsweise das Balanset-1A –, ermöglicht es demselben Techniker, sowohl den Schweregrad gemäß ISO 20816 zu bewerten als auch die zugrunde liegende Unwucht zu beheben. Aus diesem Grund bevorzugen Außendienstteams einen All-in-One-Analysator gegenüber separaten Geräten, die nur messen oder nur auswuchten können.
