Unwucht, Fehlausrichtung, Spiel: Kennen Sie den Unterschied

Während Verschleiß als die Hauptursache für Maschinenausfälle gilt und dessen Verhinderung ein Hauptaugenmerk für Instandhaltungsteams sein sollte, gibt es einige andere Zustände, die genau überwacht werden müssen. Dazu gehören Unwucht, Fehlausrichtung und Lose. Diese Zustände führen, wenn sie nicht behoben werden, zu beschädigten Komponenten sowie zu damit verbundenen Folgeschäden.

Also, was sind Unwucht, Fehlausrichtung und Spiel?

Ungleichgewicht

Unwucht tritt auf, wenn der Massenschwerpunkt vom Drehzentrum abweicht. Dies erzeugt eine Zentrifugalkraft, die in den Spektraldaten zu hohen Schwingungsamplituden bei Frequenzen von 1xRPM (1x Drehzahl) führt, mit einer sinusförmigen Wellenform im Zeitbereich.

Auf starr montierten Maschinen sind die Amplituden typischerweise in horizontaler Richtung höher als in vertikaler Richtung, obwohl erhöhte Amplituden bei fliegend gelagerten Rotoren auch axial auftreten können. Die Unwuchtamplitude steigt mit dem Quadrat der Drehzahl (wenn die Betriebsdrehzahl unter der 1^st Rotorkritische Frequenz). Typischerweise besteht bei einem reinen Unwuchtfrehproblem an jedem Lager eine Phasenverschiebung von 90 Grad zwischen horizontalen und vertikalen Messwerten.

Fehlausrichtung

Eine Fehlausrichtung tritt auf, wenn sich die Wellenmittellinien zweier direkt zusammengefügter Bauteile in einem Winkel schneiden und/oder zueinander versetzt sind. Die Fehlausrichtung von Kupplungen und Lagern führt typischerweise zu starken radialen und/oder axialen Vibrationen.

Winkelfehlausrichtung erzeugt typischerweise höhere axiale Amplituden mit einer Phasendifferenz von 180 Grad axial über die Kupplungen hinweg. Parallelfehlausrichtung erzeugt im Allgemeinen hohe radiale Amplituden mit einer Phasendifferenz von 180 Grad radial über die Kupplungen hinweg. Ein Fehlausrichtungsproblem erzeugt typischerweise dominante Frequenzen bei 1x U/min und/oder 2x U/min, abhängig vom Grad der Winkelfehlausrichtung im Vergleich zur Parallelfehlausrichtung sowie von der Art und Bauart der Kupplungen.

In Situationen, in denen 1xRPM aufgrund eines Fluchtungsfehlers dominiert, sind Phasenmessungen unerlässlich, um sie von einem Unwuchtproblem zu unterscheiden. Wellenformen zeigen typischerweise wiederholbare, periodische Muster mit einem oder zwei klaren Zyklen pro Wellenumdrehung.

Lockerung (Struktur & Bauteil)

Mechanisches Spiel tritt auf, wenn rotierende Bauteile falsch montiert wurden. Eine Reihe von Drehzahl-Harmonischen dominiert die Spektraldaten (d. h. das 1- bis 10-fache der Drehzahl). In bestimmten Fällen und bei bestimmten Verschlechterungsstadien können die Spektraldaten auch subharmonische Vielfache des 0,5-fachen der Drehzahl aufweisen.

Wellenformen zeigen typischerweise hohe, zufällige Stoßmuster, und in einigen Fällen kann die Wellenformen abgeschnitten erscheinen. Strukturelle Lockerung ist das Resultat von losen oder verzogenen Maschinenhalterungen, Fundamenten, Bolzen oder Grundplatten. Diese Zustände erzeugen typischerweise eine Frequenz bei 1xRPM und/oder 2xRPM in radialer Richtung in den Spektraldaten (vertikale Amplituden können vorherrschender sein), abhängig von der Art des strukturellen Problems. Wellenformdaten sind typischerweise periodisch, mit ein oder zwei Zyklen pro Wellenumdrehung.

Diese drei Bedingungen können zu einem potenziellen Maschinenausfall und Produktionsausfällen führen, lassen sich glücklicherweise jedoch recht einfach beheben. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, dass sie frühzeitig erkannt werden. Genau hier kommt die Schwingungsüberwachung ins Spiel. Die Schwingungsanalyse ermöglicht es, die drei Bedingungen in einem frühen Stadium zu erkennen, sodass Instandhaltungsteams die erforderlichen Korrekturmaßnahmen ergreifen können, um eine Beschädigung von Komponenten zu verhindern. Sehen Sie sich unser Produktsortiment zur Schwingungsüberwachung an hier.