Die Schwingungsüberwachung im Maschinenbau, speziell bei Ventilatoren, ermöglicht eine Echtzeitverfolgung von Vibrationen für die präzise Identifizierung von Gefahren wie Lagerschäden und gewährleistet eine permanente Überwachung. Dadurch lassen sich Zustandsveränderungen und beginnenden Schäden frühzeitig erkennen. So können Sie Wartungen und Reparaturen wirtschaftlich und vorhersagbar planen und stellen die Effizienz sowie Betriebskontinuität Ihrer Anlagen sicher.

Was ist mit Schwingungsüberwachung gemeint?

Die Schwingungsüberwachung liefert wichtige Erkenntnisse zu Wuchtzustand und anderen Schwingungsursachen und ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Zustandsüberwachung von Vibrationen in Maschinen und Anlagen. Durch den Einsatz von Schwingungssensoren werden Vibrationen erfasst, in elektrische Signale umgewandelt und anschließend analysiert. Dadurch wird der Maschinenzustand genau und kontinuierlich überwacht und eine präventive Instandhaltung ist möglich. Für die Schwingungsüberwachung stehen unterschiedliche Analysemethoden zur Verfügung.

Funktionsweise Schwingungsüberwachung bei Ventilatoren

Schwingungsüberwachungen bei Ventilatoren und anderen elektrischen Geräten (SWES: Schwingungsüberwachung bei elektrischen Geräten) basieren auf genauen Messungen durch Schwingungssensoren. Diese Sensoren, auch Schwingungsschalter genannt, werden an verschiedenen Positionen der Maschine platziert, um eine Schwingungsmessung durchzuführen und diese Schwingungen in elektrische Signale umzuwandeln. Sie sind in erster Linie darauf ausgerichtet, Vibrationen von kritischen Komponenten wie dem Maschinenläufer oder den Lagern zu identifizieren. 

Die Analyse der Schwingungen erfolgt mithilfe verschiedener Methoden wie der Frequenzbereichsanalyse, Zeitwellenanalyse oder der Fast Fourier Transformation (FFT), durch die eine detaillierte Untersuchung der Schwingungsmerkmale in verschiedenen Richtungen, einschließlich horizontal, vertikal und axial, umsetzbar wird. Zusätzlich zu diesen Analysetechniken werden oft Sensoren zusammen mit 3D-Kameras verwendet. Diese Kombination erleichtert die präzise Verortung der räumlichen Position und Ausrichtung schwingender Komponenten, was wiederum zu einer effektiven Visualisierung von potenziellen Problemstellen führt. Auf diese Weise lassen sich Schwachstellen frühzeitig erkennen und präventive Maßnahmen ergreifen. 

Wie kommt es zu Schwingungen in Ventilatoren?

Schwingungen in Ventilatoren lassen sich auf verschiedene Ursachen zurückführen, unter anderem auf Unwuchten, Ausrichtfehler, Verzahnungsfehler, Lagerschäden sowie elektrische oder magnetische Störungen. Unwuchten entstehen, wenn die Masse eines rotierenden Teils nicht gleichmäßig verteilt ist, was zu unerwünschten Vibrationen an der gesamten Maschine führt. Die Schwingungsüberwachung in Kombination mit dem Betriebsauswuchten ermöglicht es, gezielte Einstellungen vorzunehmen, die die Leistung der Maschine verbessern und die Unwuchten reduzieren. Ausrichtfehler treten dahingehend auf, sobald einzelne Komponenten nicht korrekt aufeinander ausgerichtet sind, was ebenfalls zu Vibrationen führt.

Schwingungen können auch durch lockere Teile entstehen, die durch Vibrationen aneinanderschlagen, sowie durch Abnutzungen an Lagern oder umlaufende Verzahnungsschäden an Zahnrädern. Fehlausrichtungen oder Schmierprobleme in Motoren sind ebenso häufig Ursache für ungewollte Bewegungen innerhalb des Ventilators. Um kostspielige Ausfälle zu verhindern und einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, ist es entscheidend, diese Ursachen durch eine lückenlose Zustandsüberwachung rechtzeitig zu identifizieren und zu beheben.

Ventilatoren Maschinenbau: Schwingungsursachen im Überblick

• Unwuchten
• Ausrichtfehler
• Verzahnungsfehler
• Lagerschäden
• Elektrische oder magnetische Störungen
• Lockere Teile
• Abnutzungen an Lagern
• Umlaufende Verzahnungsschäden an Zahnrädern
• Elektromotoren

Vibrationen erkennen durch Schwingungsüberwachung – wichtige Kennwerte 

Schwingungen in Ventilatoren sind periodische oder wiederkehrende Bewegungen mechanischer Komponenten, die durch verschiedene Parameter charakterisiert werden. Drei wichtige Kennwerte in der Schwingungs- und Vibrationsanalyse sind Amplitude, Frequenz und Phase. Die Amplitude, gemessen in Einheiten wie Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung, gibt Auskunft über die Stärke der Schwingung. Die Frequenz, in Hertz ausgedrückt, beschreibt dahingehend die Anzahl der Vibrationen pro Zeiteinheit. Ein ebenso wichtiger Kennwert ist die Phase, die wichtige Informationen zur zeitlichen Abstimmung der Schwingungsform liefert. 

Anwendungen der Schwingungsüberwachung in der Industrie

Im Maschinenbau ist die Schwingungsüberwachung ein integraler Bestandteil der Instandhaltung. Die Messung von Schwingungen ermöglicht eine frühzeitige Identifizierung von Unregelmäßigkeiten, was wiederum dazu beiträgt, kostspielige Ausfälle zu verhindern. Eine umfassende Schwingungsdiagnose und portable Auswuchtgeräte finden zudem vielseitige Anwendungen in weiteren industriellen Kontexten; unter anderem profitieren moderne, dezentrale KWL Systeme (kontrollierte Wohnraumlüftung) von einer solchen Diagnose, um die Sicherheit und Effizienz der Lüfter in Wohngebäuden zu gewährleisten.

Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet sind Betriebsauswuchten von Rotoren, Gasturbinen, Spindeln und Pumpen. Durch eine präzise Überwachung wird sichergestellt, dass diese entscheidenden Komponenten optimal ausbalanciert sind. Dadurch verlängert sich die Lebensdauer der Geräte und unerwünschte Vibrationen sowie Betriebsgeräusche lassen sich vermeiden.

Berührungslose Wirbelstromaufnehmer und Beschleunigungsaufnehmer in der Schwingungsüberwachung 

Als hochentwickelte Sensoren sind berührungslose Wirbelstromaufnehmer und Beschleunigungs-/Geschwindigkeitsaufnehmer essenzielle Komponenten in der Schwingungsüberwachung von Ventilatoren. Berührungslose Wirbelstromaufnehmer erfassen selbst feinste Vibrationen in den Ventilatorkomponenten, während Beschleunigungsaufnehmer Geschwindigkeiten und Beschleunigungen präzise messen. Durch die Nutzung dieser Sensoren können Abweichungen im Schwingungsmuster frühzeitig identifiziert werden, was oft auf potenzielle Probleme wie Unwuchten oder Ausrichtfehler hinweist. Auf diese Weise tragen die Sensoren dazu bei, die Zuverlässigkeit und Effizienz von Ventilatoren zu steigern. 

Schwingungsanalyse und 3D-Technologien

In der Schwingungsanalyse von Ventilatoren spielt die Integration fortschrittlicher Technologien eine zentrale Rolle. Immer wichtiger werden in diesem Kontext 3D-Technologien. Die Anwendung von 3D-Analysen ermöglicht eine äußerst präzise Untersuchung von Schwingungen, vor allem in Bezug auf Schleifscheiben und Axialpositionen. Mithilfe von 3D Technologien lassen sich detaillierte räumliche Visualisierungen von Schwingungsmustern erstellen, was zu verbesserten Ergebnissen bei der Identifikation potenzieller Probleme führt. Durch die Verbindung von Schwingungsanalyse und 3D-Technologie werden tiefgreifende Einblicke in den Zustand der Ventilatoren gewonnen.

Daneben ist auch das sogenannte Condition Monitoring wichtig: Diese Überwachungsmethode erfasst Schwingungsdaten und andere relevante Parameter in Echtzeit und ermöglicht so die kontinuierliche Beurteilung des Maschinenzustands. Die Integration von Condition Monitoring in die Schwingungsanalyse bietet eine proaktive Herangehensweise an die Instandhaltung, da mögliche Probleme frühzeitig erkannt und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können. 

Vorbeugende Schwingungsüberwachung durch Condition Monitoring 

Die vorbeugende Schwingungsüberwachung mittels Condition Monitoring repräsentiert eine proaktive Strategie im Maschinenmanagement, gerade bei Ventilatoren im industriellen Kontext. Condition Monitoring ist eine fortschrittliche Technik, die eine kontinuierliche Erfassung, Analyse und Auswertung von Schwingungsdaten in Echtzeit ermöglicht. Durch diese Methode werden Zustandsveränderungen der Maschine identifiziert, noch bevor es zu ernsthaften Problemen oder Ausfällen kommen kann.

Der Fokus liegt darauf, Unregelmäßigkeiten in den Schwingungsmustern zu erkennen, die auf potenzielle Defekte oder ineffiziente Betriebszustände hindeuten könnten. Sind diese Muster erst einmal identifiziert, können Betreiber rechtzeitig Maßnahmen ergreifen, bevor sich kostenintensive Schäden entwickeln. Die erfassten Schwingungsdaten werden in Echtzeit analysiert, und bei Überschreiten vordefinierter Grenzwerte werden automatisch Warnungen ausgelöst.

Die Vorteile dieser vorbeugenden Strategie sind vielfältig: Sie reduziert das Auftreten ungeplanter Ausfallzeiten und optimiert die Instandhaltungsplanung. Anstatt auf reaktive Reparaturen angewiesen zu sein, können Wartungsaktivitäten im Voraus geplant und durchgeführt werden, was die Effizienz steigert und die Lebensdauer der Ventilatoren deutlich verlängert. Das trägt maßgeblich zur Steigerung der Anlagenzuverlässigkeit und Kosteneffizienz bei.

Serafima: Zuverlässigkeit und Effizienz in der Schwingungsüberwachung von Ventilatoren

Mit seinem Reliability as a Service Konzept (RaaS) steht Serafima an vorderster Front, wenn es um die Gewährleistung von Zuverlässigkeit und Effizienz in der Schwingungsüberwachung von Ventilatoren geht. Durch jahrelange Erfahrung und tiefgreifende Expertise bieten wir unseren Kunden fortschrittliche Vibrationsanalysen und technische Beratung sowie innovative Lösungen im Bereich Ventilatoren und Verdichter. – Unter Verwendung einer Low-Code/No-Code-Software, wie dem APM-Studio von UReason, macht Serafima erfolgreich ihr implizites und explizites Wissen für Kunden zugänglich. Durch die Implementierung von Reliability as a Service (RaaS) bietet Serafima den Kunden ein umfassendes Servicepaket, welches ganz auf Ihre Anforderungen und Wünsche – ohne Beschränkungen im Hinblick auf Hersteller oder Systeme – angepasst werden kann. Dieses beinhaltet nicht nur die Überwachung, sondern garantiert auch die erforderlichen Instandhaltungsmaßnahmen und ist modular aufgebaut.

Ob Maschinendiagnose vor Ort oder Instandhaltungen in unterschiedlichen Bereichen: Unsere Dienstleistungen sind darauf ausgerichtet, maßgeschneiderte Remote-Lösungen für die vorausschauende Wartung zu liefern, die sich nahtlos in individuelle Anforderungen integrieren lassen. Als vertrauenswürdiger Partner für umfassenden Anlagenschutz in verschiedenen Branchen stehen wir für kundenorientierte, professionelle und höchst flexible Lösungen.

Wenn Sie eine zuverlässige Unterstützung bei der Instandhaltung Ihrer Anlagen benötigen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir sind Ihr verlässlicher Ansprechpartner für nachhaltigen Erfolg in der Industrie. Nehmen Sie heute Kontakt mit uns – unsere Experten stehen bereit, um Ihre individuellen Anforderungen zu besprechen und Ihnen einen Weg zu mehr Zuverlässigkeit und Effizienz in Ihrer Anlagenwartung aufzuzeigen.