{"id":991494,"date":"2025-03-12T11:26:17","date_gmt":"2025-03-12T10:26:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.serafimaint.com\/?post_type=blog_post&#038;p=991494"},"modified":"2025-03-12T11:26:19","modified_gmt":"2025-03-12T10:26:19","slug":"schwingungsanalyse","status":"publish","type":"blog_post","link":"https:\/\/www.serafimaint.com\/de\/blog-post\/schwingungsanalyse\/","title":{"rendered":"Schwingungsanalyse"},"content":{"rendered":"<div class=\"vgblk-rw-wrapper limit-wrapper\">\n<p>Die&nbsp;Schwingungsanalyse, auch als Vibrationsanalyse bekannt, ist eine diagnostische Methode zur \u00dcberwachung der Betriebszust\u00e4nde von&nbsp;Maschinen&nbsp;und&nbsp;Anlagen und liefert wichtige Informationen zum Zustand.. Sie dient dazu,&nbsp;Schwingungen, die w\u00e4hrend des Betriebes&nbsp;in rotierenden Maschinen entstehen, zu messen und zu analysieren und potenzielle Probleme wie beispielsweise Unwuchten im Rotor oder defekte Lager fr\u00fchzeitig zu erkennen. Diese&nbsp;Analyse&nbsp;spielt eine zentrale Rolle bei der Aufrechterhaltung der Betriebseffizienz und Sicherheit von&nbsp;Maschinen. In diesem Kontext kann sie Energieverluste, Qualit\u00e4tsm\u00e4ngel und sogar Maschinenversagen verhindern und damit Unfallrisiken minimieren und die Lebensdauer der Maschinen und Anlagen verl\u00e4ngern.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Schwingungsanalyse&nbsp;&#8211; Grundlagen und Definition<\/h2>\n\n\n\n<p>Die&nbsp;Schwingungsanalyse&nbsp;(englisch: Vibration Analysis) ist eine diagnostische Methode zur \u00dcberwachung von Vibrationen. Eine&nbsp;Vibrationsanalyse&nbsp;zielt darauf ab, die Schwingungsniveaus von rotierenden Maschinen zu \u00fcberwachen und die Muster in den Schwingungssignalen zu untersuchen. Sie wird typischerweise sowohl auf den Zeitverl\u00e4ufen des Schwingungssignals als auch auf das Frequenzspektrum angewendet, das durch Anwendung der Fourier-Transformation auf den Zeitverlauf gewonnen wird.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Die&nbsp;Analyse&nbsp;im Zeitbereich, die auf den chronologisch aufgezeichneten Schwingungsverl\u00e4ufen basiert, offenbart, wann und wie schwerwiegende abnormale Schwingungsereignisse auftreten, indem sie Parameter wie den Effektivwert (RMS), die Standardabweichung, die Spitzenamplitude, die Kurtosis, den Scheitelfaktor, die Schiefe und einige andere extrahiert und untersucht. Diese&nbsp;Analyse&nbsp;ist in der Lage, den Gesamtzustand der \u00fcberwachten Maschinen und Anlagen zu bewerten.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Analyse der Frequenzspektren erlaubt das Erkennen typischer Probleme, wie Unwuchten in rotierenden Teilen, Fehlausrichtungen von Wellen und Antrieben, Lagersch\u00e4den, lose Teile (lockere Schrauben oder Verbindungen) oder Resonanzen im Eigenfrequenzbereich der Maschinen.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Was sind&nbsp;Schwingungen?<\/h2>\n\n\n\n<p>Schwingungen&nbsp;sind mehrdimensional, daher erfordert die Schwingungs\u00fcberpr\u00fcfung in der&nbsp;Praxis&nbsp;ein Verst\u00e4ndnis verschiedener Parameter. Die wichtigsten&nbsp;Kennwerte&nbsp;sind Amplitude, Frequenz und Phase:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Amplitude bezieht sich auf die St\u00e4rke der\u00a0Schwingung\u00a0und wird in der Regel in Einheiten wie Verschiebung (Mikrometer), Geschwindigkeit (Zoll pro Sekunde oder Millimeter pro Sekunde) oder Beschleunigung (g) gemessen.<\/li>\n\n\n\n<li>Die Frequenz misst die Anzahl der\u00a0Vibrationen\u00a0pro Zeiteinheit und wird normalerweise in Hertz (Hz) ausgedr\u00fcckt.<\/li>\n\n\n\n<li>Die Phase bezieht sich auf die relative zeitliche Abstimmung der Schwingungsform und wird in der Regel in Grad gemessen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Kritische&nbsp;Vibrationen lassen sich reduzieren oder unter bestimmten Bedingungen sogar vollst\u00e4ndig eliminieren, beispielsweise durch&nbsp;Schwingungsd\u00e4mpfer als eine von mehreren wirksamen Methoden.<\/p>\n\n\n\n<p>Zudem wird zwischen zwei Hauptarten von&nbsp;Schwingungen&nbsp;unterschieden:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Erzwungene\u00a0Schwingungen\u00a0treten auf, wenn eine periodische externe Kraft oder Anregung auf ein System ausge\u00fcbt wird, wodurch es zu\u00a0Vibrationen\u00a0kommt. Beispiele hierf\u00fcr sind Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten, die von einem laufenden Motor oder einem Frequenzumrichter erzeugt werden.<\/li>\n\n\n\n<li>Nat\u00fcrliche oder freie\u00a0Schwingungen, auch als Resonanz bezeichnet, treten auf, wenn ein System mit seiner nat\u00fcrlichen Frequenz schwingt. Diese Art von\u00a0Schwingung\u00a0kann problematisch sein, wenn die nat\u00fcrliche Frequenz der\u00a0Maschine\u00a0mit der Betriebsfrequenz zusammenf\u00e4llt, da dies unter Umst\u00e4nden zu \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Vibrationen\u00a0f\u00fchren\u00a0kann.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Funktionsweise der&nbsp;Schwingungsanalyse<\/h2>\n\n\n\n<p>Die&nbsp;Schwingungsanalyse&nbsp;wird in der Regel in vier Prinzipien unterteilt, und jedes Prinzip liefert spezifische Informationen \u00fcber die Arbeitsbedingungen und Eigenschaften der schwingenden Teile. F\u00fcr die&nbsp;Durchf\u00fchrung&nbsp;der Analyse kommen verschiedene Werkzeuge und Prinzipien zum&nbsp;Einsatz, um das Schwingungsverhalten zu&nbsp;messen&nbsp;und zu verstehen.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Hier sind die grundlegenden Funktionsweisen der&nbsp;Schwingungsmessung:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Zeitbereich:\u00a0In diesem Ansatz wird ein Vibrationssignal mithilfe eines Wandlers erfasst, der die Vibration in ein elektrisches Signal umwandelt. Dieses Signal wird als Wellenform bezeichnet und zeigt die Amplitude der Vibration \u00fcber die Zeit. Der\u00a0Zeitraum\u00a0erm\u00f6glicht es, abnormale Vibrationen direkt auf dem Bildschirm darzustellen, was einige Probleme leichter erkennbar macht.<\/li>\n\n\n\n<li>Frequenzbereich:\u00a0Die Wellenform aus dem Zeitbereich wird einer Spektralanalyse unterzogen, um ein Frequenzspektrum zu erstellen. Dieses Spektrum zeigt die Vibration in Bezug auf ihre Frequenz und Amplitude. Die meisten detaillierten Analysen von Maschinenschwingungen werden im Frequenzbereich durchgef\u00fchrt.<\/li>\n\n\n\n<li>Gemeinsamer Bereich:\u00a0Da Schwingungssignale \u00fcber die Zeit variieren, ist es manchmal hilfreich, mehrere Spektren gleichzeitig zu berechnen. Die Gabor-Wigner-Wavelet-Technik erm\u00f6glicht dies und wird verwendet, um Varianten der schnellen Fourier-Transformation (eine mathematische Methode zur Frequenzanalyse von Signalen) zu erstellen.<\/li>\n\n\n\n<li>Modalanalyse:\u00a0Die\u00a0Modalanalyse\u00a0verwendet gemessene Frequenzantwortfunktionen eines Maschinenteils, um ein Computermodell zu erstellen. Dieses Modell zeigt die verschiedenen Schwingungsmoden und kann angepasst werden, um die Auswirkungen von \u00c4nderungen wie Masse oder Steifigkeit zu untersuchen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Zus\u00e4tzlich zu diesen grundlegenden Prinzipien gibt es weitere Analysemethoden, Berechnungen und Algorithmen, die verwendet werden, um verschiedene Aspekte der&nbsp;Vibrationsanalyse&nbsp;zu bestimmen. Diese umfassen die Zeitwellenform, die Fast Fourier Transformation (FFT), Phasenmessungen, Ordnungsanalyse, Leistungsdichtespektrum (PSD), Envelope-Analyse, Orbit-Analyse und Resonanzanalyse. Anhand dieser Ergebnisse kann eine Maschine oder Anlage in Bezug auf die Schwingungen&nbsp;optimiert&nbsp;werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Neben der Analyse der Vibrationen lassen sich dar\u00fcber hinaus noch weitere Messungen realisieren, beispielsweise&nbsp;Temperaturen-, Leistungs- oder Druckmessungen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Was ist eine FFT-Schwingungsanalyse?&nbsp;<\/h2>\n\n\n\n<p>Die FFT-Schwingungsanalyse&nbsp;(Fast Fourier Transform-Schwingungsanalyse) ist eine Technik zur Untersuchung von Vibrationen in mechanischen Systemen. Diese Analysemethode nutzt die Fast Fourier Transform (FFT), um Vibrationssignale, die im Zeitbereich erfasst wurden, in den Frequenzbereich zu \u00fcberf\u00fchren. Durch die FFT-Schwingungsanalyse&nbsp;k\u00f6nnen Schwingungssignale in ihre einzelnen Frequenzkomponenten zerlegt werden. Dies erm\u00f6glicht eine detaillierte Untersuchung der verschiedenen Frequenzen, die in einem Schwingungssignal enthalten sind.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Die schnelle Fourier Transformation ben\u00f6tigt in der Regel weniger Rechenoperationen als die herk\u00f6mmliche Fourier Transformation bei gleichen Ergebnissen.<\/p>\n\n\n\n<p>Die FFT-Vibrationsanalyse&nbsp;wird h\u00e4ufig in der Maschinendiagnostik und&nbsp;Zustands\u00fcberwachung&nbsp;eingesetzt, um Probleme wie Unwuchten, Lagerdefekte, Fehlausrichtungen und andere Maschinenfehler zu identifizieren. Sie liefert wertvolle Informationen zur Diagnose von mechanischen Problemen und erm\u00f6glicht es, gezielte Ma\u00dfnahmen zur Instandhaltung und Reparatur von&nbsp;Maschinen&nbsp;zu ergreifen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Was ist eine&nbsp;Modalanalyse?<\/h2>\n\n\n\n<p>Die&nbsp;Modalanalyse&nbsp;ist eine Methode zur Untersuchung der Strukturdynamik von Objekten, einschlie\u00dflich deren Schwingungsverhalten und Widerstandsf\u00e4higkeit gegen \u00e4u\u00dfere Kr\u00e4fte. Sie wird verwendet, um Konstruktionen zu testen, zu optimieren und zu validieren. Mit der&nbsp;Modalanalyse&nbsp;werden Eigenresonanzfrequenzen der Objekte und D\u00e4mpfungsparameter berechnet.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen die Eigenformen, die das Schwingungsverhalten der Objekte darstellen, auf animierten geometrischen 3D-Modellen&nbsp;visualisiert werden. Diese Modalparameter, zu denen Eigenfrequenz, modale D\u00e4mpfung und Eigenform geh\u00f6ren, werden als Modalmodell bezeichnet.<\/p>\n\n\n\n<p>Um genaue Modalmodelle zu erstellen, m\u00fcssen gr\u00fcndliche Modalanalysen auf der Grundlage pr\u00e4ziser&nbsp;Messungen&nbsp;durchgef\u00fchrt werden, ein Prozess, der oft als experimentelle&nbsp;Modalanalyse&nbsp;bezeichnet wird.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Ursache&nbsp;f\u00fcr&nbsp;Schwingungen&nbsp;in&nbsp;Anlagen&nbsp;und&nbsp;Maschinen<\/h2>\n\n\n\n<p>Schwingungen&nbsp;in&nbsp;Anlagen&nbsp;und&nbsp;Maschinen&nbsp;k\u00f6nnen verschiedene Ursachen haben, darunter:<\/p>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li>Ungleichgewicht: Ein unausgeglichenes Gewicht in einem rotierenden Bauteil erzeugt Fliehkr\u00e4fte und verursacht Vibrationen. Dies kann durch Herstellungsfehler oder Wartungsprobleme verursacht werden.<\/li>\n\n\n\n<li>Fehlausrichtung \/ Wellenunwucht: Wenn Maschinenwellen nicht richtig ausgerichtet sind, treten\u00a0Schwingungen\u00a0auf. Dies kann w\u00e4hrend der Montage oder im Laufe der Zeit auftreten.<\/li>\n\n\n\n<li>Verschlei\u00df: Abgenutzte Komponenten wie Lager, Antriebsriemen oder Zahnr\u00e4der k\u00f6nnen Vibrationen verursachen.<\/li>\n\n\n\n<li>Mangelhafte Befestigung: Lose Lager oder Komponenten, die nicht ordnungsgem\u00e4\u00df befestigt sind, k\u00f6nnen\u00a0Vibrationen\u00a0verst\u00e4rken und Sch\u00e4den verursachen.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<p>Diese&nbsp;Vibrationen&nbsp;k\u00f6nnen zu vorzeitigem Verschlei\u00df, Energieverlust, ungeplanter Ausfallzeit und Sicherheitsproblemen&nbsp;f\u00fchren. Die ordnungsgem\u00e4\u00dfe&nbsp;Messung&nbsp;und&nbsp;Analyse&nbsp;sind entscheidend, um derartige Probleme zu verhindern und die pr\u00e4ventive Instandhaltung zu erm\u00f6glichen. Serafima ist in diesem Fall gerne f\u00fcr Sie da.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Messungen&nbsp;von&nbsp;Schwingungen<\/h2>\n\n\n\n<p>Die&nbsp;Messung&nbsp;von&nbsp;Schwingungen&nbsp;ist ein entscheidender Schritt bei der Bewertung der Exposition gegen\u00fcber&nbsp;Vibrationen. Hierbei wird die Schwingungsbeschleunigung mit einem&nbsp;Schwingungsmessger\u00e4t&nbsp;in Metern pro Quadratsekunde (m\/s2) gemessen. Diese Messung der Beschleunigung erm\u00f6glicht es, die St\u00e4rke oder Intensit\u00e4t des&nbsp;Schwingungsverhaltens&nbsp;zu quantifizieren, was wichtig ist, um potenzielle Auswirkungen auf die Gesundheit oder die Funktionalit\u00e4t zu bewerten. So kann die Messung der Beschleunigung zus\u00e4tzliche Informationen \u00fcber die Geschwindigkeit und Amplitude der Vibrationen liefern.<\/p>\n\n\n\n<p>Ebenso wichtig ist die Ber\u00fccksichtigung der Richtung, in der die&nbsp;Schwingung&nbsp;wirkt, und diese wird in vordefinierten Richtungen gemessen. Zus\u00e4tzlich werden die Frequenz der&nbsp;Schwingung&nbsp;und die Dauer der Exposition ermittelt.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Vorteile von&nbsp;Schwingungsanalysen<\/h2>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li>Fr\u00fchere Fehlererkennung:\u00a0Die\u00a0Vibrationsanalyse\u00a0kann sich entwickelnde Fehler in\u00a0Maschinen\u00a0erkennen, lange bevor sie f\u00fcr menschliche Sinne sichtbar oder h\u00f6rbar werden. Diese F\u00e4higkeit zur fr\u00fchzeitigen\u00a0Erkennung\u00a0hilft Instandhaltungsteams,\u00a0Reparaturen\u00a0oder Austausche zu planen, bevor es zu gro\u00dfen\u00a0Belastungen\u00a0kommt oder sich st\u00f6rende\u00a0Ger\u00e4usche\u00a0entwickeln.<\/li>\n\n\n\n<li>Verbesserte Instandhaltungsplanung:\u00a0Durch die Identifizierung der Schwere von Maschinenfehlern erm\u00f6glicht die Analyse eine effektive Ressourcenplanung. Dieser gezielte Ansatz kann zur\u00a0Optimierung\u00a0der Kosten und einer verbesserten Ger\u00e4tezuverl\u00e4ssigkeit\u00a0f\u00fchren.<\/li>\n\n\n\n<li>Reduzierte Instandhaltungskosten:\u00a0Das Finden und Beheben von Maschinenfehlern, bevor sie zu katastrophalen Ausf\u00e4llen\u00a0f\u00fchren, kann Unternehmen vor teuren\u00a0Reparaturen\u00a0und Ger\u00e4teaustauschen bewahren. Dar\u00fcber hinaus verl\u00e4ngert diese Instandhaltung basierend auf der\u00a0Vibrationsanalyse\u00a0die Lebensdauer von\u00a0Maschinen\u00a0verl\u00e4ngern und reduziert somit langfristige Kapitalausgaben.<\/li>\n\n\n\n<li>Verbesserte Sicherheit:\u00a0Die proaktive\u00a0Erkennung\u00a0und Behebung potenzieller mechanischer Ausf\u00e4lle,\u00a0reduziert\u00a0signifikant das Risiko von Unf\u00e4llen und Verletzungen am Arbeitsplatz.<\/li>\n\n\n\n<li>Steigerung der Energieeffizienz:\u00a0Defekte\u00a0Maschinen\u00a0verbrauchen oft mehr Energie als herk\u00f6mmlicherweise, was zu erh\u00f6hten Betriebskosten f\u00fchrt. Durch die Behebung von Problemen mithilfe der\u00a0Schwingungs Analyse\u00a0l\u00e4sst sich die Energieeffizienz der\u00a0Anlagen\u00a0optimieren.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Monitoring&nbsp;und&nbsp;Schwingungstechnik<\/h2>\n\n\n\n<p>Das Condition&nbsp;Monitoring&nbsp;von rotierenden Maschinen erm\u00f6glicht die kontinuierliche \u00dcberwachung des Anlagenzustands, um fr\u00fchzeitig \u00c4nderungen der Schwingungstrends zu erkennen und so eine vorhersehbare Wartung zu erm\u00f6glichen.. Durch diese proaktive Herangehensweise k\u00f6nnen ungeplante Ausfallzeiten vermieden und die Anlagenverf\u00fcgbarkeit erheblich gesteigert werden. Eine zuverl\u00e4ssige Zustandsanalyse und ein kontinuierliches&nbsp;Monitoring&nbsp;erfordern leistungsstarke&nbsp;Schwingungssensoren, intelligente&nbsp;Sensorik&nbsp;zur Mess- und&nbsp;Pr\u00fcftechnik&nbsp;sowie eine fortschrittliche&nbsp;Schwingungsanalyse&nbsp;Software.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Besonders wichtig ist die Anpassung des&nbsp;Monitoring-Systems an die spezifischen Anforderungen jeder&nbsp;Anlage, einschlie\u00dflich der&nbsp;Schwingungs\u00fcberwachung&nbsp;von Lagern und Getrieben sowie der gezielten Identifizierung und Filterung von St\u00f6reinfl\u00fcssen. Damit wird gew\u00e4hrleistet, dass keine potenziell sch\u00e4dlichen Entwicklungen \u00fcbersehen werden und die Maschine stets in optimaler Betriebsbereitschaft bleibt.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Serafima \u2013 Kompetenter&nbsp;Service&nbsp;vor&nbsp;Ort<\/h2>\n\n\n\n<p>Bei Serafima wissen wir um die entscheidende Rolle der&nbsp;Schwingungsanalyse&nbsp;in der Industrie. Wir bieten branchen\u00fcbergreifend zuverl\u00e4ssige L\u00f6sungen zur Instandhaltung Ihrer str\u00f6mungs- und verfahrenstechnischen Anlagen, die weltweit Sicherheit und Effizienz gew\u00e4hrleisten.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Ob Sie&nbsp;Vibrationsanalysen,&nbsp;technische&nbsp;Beratung oder ma\u00dfgeschneiderte L\u00f6sungen ben\u00f6tigen, unser erfahrenes Team steht Ihnen zur Seite. Mit unserem einzigartigen CMaaS oder RaaS &#8211; Reliability as a Service Konzept bieten wir Ihnen die M\u00f6glichkeit der vorausschauenden und vorhersehbaren Wartung. Mit \u00fcber zwei Jahrzehnten Erfahrung als L\u00f6sungsanbieter f\u00fcr Anlagen und Maschinen in verschiedenen Branchen sind wir Ihr herstellerunabh\u00e4ngiger Partner f\u00fcr umfassenden Anlagenschutz und nachhaltigen Erfolg. 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