Schwingungsanalyse (VA) verstehen

1. Definition: Was ist Schwingungsanalyse?

Schwingungsanalyse (VA) ist eine breite technische Disziplin und ein Schlüsselprozess innerhalb Schwingungsdiagnostik. Es bezieht sich auf die spezifischen Techniken, die zum Messen, Verarbeiten und Interpretieren der Vibration Signaturen rotierender Maschinen. Das Hauptziel der Schwingungsanalyse besteht darin, Fehler zu erkennen und deren Art und Schweregrad zu bestimmen. Damit ist sie ein Eckpfeiler vorausschauender und proaktiver Wartungsprogramme.

2. Der Kern der Schwingungsanalyse: FFT

Obwohl es viele Techniken gibt, basiert die moderne Schwingungsanalyse auf der Schnelle Fourier-Transformation (FFT)Die FFT ist ein hocheffizienter Algorithmus, der eine komplexe Zeitwellenform Das mit dem Auge schwer zu interpretierende Signal wird analysiert und in seine einzelnen Frequenzkomponenten zerlegt.

Das Ergebnis ist eine Spektrum, ein Diagramm, das die Amplitude der Vibration bei jedem spezifischen Frequenz. Dieses Spektrum ist das leistungsstärkste Werkzeug des Schwingungsanalytikers, da sich verschiedene mechanische und elektrische Fehler als unterschiedliche Muster und Spitzen in diesem Diagramm manifestieren.

3. Wichtige Techniken der Schwingungsanalyse

Bei der Schwingungsanalyse handelt es sich nicht um eine einzelne Aktivität, sondern um eine Sammlung spezialisierter Techniken, die jeweils einen anderen Einblick in den Zustand der Maschine geben:

• Gesamtpegelüberwachung: Die einfachste Form von VA, bei der ein einzelner Wert (normalerweise Effektivwert Die Geschwindigkeit, die die gesamte Schwingungsenergie darstellt, wird im Zeitverlauf gemessen. Ein starker Anstieg weist auf ein Problem hin, nicht jedoch auf die genaue Ursache.
• Spektralanalyse: Die detaillierte Untersuchung des FFT-Spektrums zur Identifizierung der Schwingungsfrequenzen. Dies dient der Diagnose der Grundursache des Problems (z. B. Unwucht, Fehlausrichtung, usw.).
• Zeitwellenformanalyse: Die direkte Analyse des Rohschwingungssignals im Zeitverlauf. Sie ist besonders nützlich zur Identifizierung vorübergehender Ereignisse, Stöße und bestimmter nichtlinearer Verhaltensweisen, die im FFT-Spektrum nicht immer deutlich erkennbar sind.
• Phasenanalyse: Die Messung des relativen Zeitintervalls zwischen einem Schwingungssignal und einem Referenzpunkt. Sie ist unverzichtbar für One-Shot- Bilanzierung, Bestätigung von Fehlausrichtungen und Unterscheidung zwischen verschiedenen Fehlertypen.
• Hüllkurvenanalyse: Eine spezielle Signalverarbeitungstechnik zum Erkennen von wiederholten Stößen mit geringer Energie, die charakteristisch für frühe Defekte an Wälzlagern und Getrieben sind.
• Modalanalyse und ODS-Analyse: Fortgeschrittene Techniken zum Verständnis der strukturellen Schwingungseigenschaften einer Maschine oder ihres Fundaments, vor allem zur Identifizierung und Lösung Resonanz Probleme.
• Auftragsanalyse: Eine Anpassung der Spektralanalyse für Maschinen mit Geschwindigkeitsänderung. Sie stellt das Spektrum in „Ordnungen“ (Vielfache der Laufgeschwindigkeit) statt in absoluten Frequenzen (Hz) dar.

4. Anwendungen und Vorteile

Die Schwingungsanalyse wird in praktisch allen Branchen angewendet, in denen rotierende Geräte zum Einsatz kommen, darunter in der Fertigung, der Energieerzeugung, der Öl- und Gasindustrie sowie im Transportwesen.

Die Vorteile eines gut implementierten Schwingungsanalyseprogramms sind erheblich:

• Erhöhte Betriebszeit: Durch die frühzeitige Erkennung von Fehlern können Wartungsarbeiten geplant werden, bevor es zu einem katastrophalen Ausfall kommt, wodurch ungeplante Ausfallzeiten vermieden werden.
• Erhöhte Sicherheit: Verhindert Geräteausfälle, die eine Gefahr für das Personal darstellen könnten.
• Geringere Wartungskosten: Eliminiert unnötige „vorbeugende“ Wartungsarbeiten an intakten Maschinen und reduziert die Reparaturkosten, indem Probleme erkannt werden, bevor umfangreiche Folgeschäden auftreten.
• Verbesserte Anlagenzuverlässigkeit: Verschiebt die Wartung von einem reaktiven oder planbasierten Modell zu einem zustandsbasierten Ansatz und maximiert so die Lebensdauer und Leistung der Maschinen.

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