Schwingungsüberwachung
Breitband-Schwingungsmessung ist die am weitesten verbreitete und kostengünstige Methode für die Diagnose des allgemeinen Maschinenzustands.
Schwingungsüberwachung
Für dieses Messverfahren gibt es zwei ISO Richtlinien betreffend der Maschinenzustands-Überwachung, die häufig benutzte ISO 2372 und die neuere ISO 10816, die ein Ersatz für den alten Standard ist.
Merkmale von ISO 10816
Die Messungen werden in drei Richtungen gemacht (horizontal, vertikal, axial).
Der Maschinenzustand wird in der Regel auf Basis einer Breitband-Schwingungsmessung bestimmt, die einen Effektivwert liefert. ISO 10816 hält, je nach Maschinentyp, den unteren Frequenzbereich variabel zwischen 2 und 10 Hz. Die obere Frequenz ist 1000 Hz.
ISO 10816 arbeitet mit dem Begriff Schwingungsgröße, die, abhängig vom Maschinentyp, ein Effektivwert von Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Weg sein kann. Wenn zwei oder mehrere dieser Parameter gemessen werden, ist die Schwingstärke jener Wert, der den relativ höchsten Effektivwert liefert. Für bestimmte Maschinen verwendet ISO 10816 auch den Peak-to-Peak-Wert zur Zustandsbestimmung.
Der Standard besteht aus mehreren Teilen, die jeweils eine bestimmte Art von Maschinen behandeln und Grenzwerte liefern, die zwischen zulässiger Schwingung (grüner Bereich), unzulässiger Schwingung (gelber Bereich) und Schwingung, die zu Schäden führt, wenn sie nicht verringert wird (roter Bereich), unterscheiden.
Schwingungsanalyse (EVAM®)
EVAM steht für "Evaluated Vibration Analysis Method" (Ausgewertete Schwingungsanalyse). Die Methode liefert drei Reihen von Maschinenzustandsdaten:
- Zustandsparameter, dies sind gemessen und berechnete Werte, die verschiedene Aspekte der Maschinenschwingungen beschreiben.
- Schwingungsspektren, wo signifikante Linien gefunden, markiert und mit Hilfe von vorgegebenen Fehlersymptomen ausgewertet werden.
- Maschinenspezifische Zustands-Codes (grün, gelb, rot) und Zustandswerte, die auf einer statistischen Auswertung der Zustandsparameter und Symptomwerte basieren.
Für jeden Messpunkt kann der Benutzer eine individuelle Auswahl machen und die Art der Daten, die am besten für die Überwachung einer bestimmten Maschine geeignet sind, definieren. Die Alternativen beinhalten:
- Hüllkurve
- Zeitsynchroner Mittelwert
- Bandalarme und Mittelung der Messergebnisse für eine verbesserte Alarmzuverlässigkeit
Zufällig auftretende hohe Messwerte, die durch Resonanz oder andere Störquellen verursacht werden, werden rausgefiltert, wodurch die Anzahl von Fehlalarmen minimiert wird.
Zustandsparameter
Zustandsarameter werden in einem bestimmten Frequenzbereich gemessen. Sie können einzeln aktiviert werden und sind in den Messergebnissen und als Diagramme dargestellt. Verfügbar sind:
| VEL | Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit |
|---|---|
| ACC | Effektivwert der Schwingbeschleunigung |
| DISP | Effektivwert des Schwingwegs |
| CREST | Crestwert, Unterschied zwischen Spitzen- und Effektivwert |
| KURT | Kurtosis, die Anzahl der Transienten im Schwingungssignal |
| SKEW | Skewness, die Asymmetrie des Schwingungssignals |
| NL1-4 | Rauschpegel in den vier Vierteln des Frequenzbereichs. |
Peak und Peak-to-Peak-Werte werden in der gewählten Einheit für das Zeitsignal gezeigt.
Spektralanalyse mit 'Symptome'
EVAM liefert für eine einfache Mustererkennung in Spektrum eine Reihe von vorgefertigten 'Fehlersymptomen'. Dies sind "Anweisungen" im Spektrum ein Linienmuster zu markieren und die Summe dieser Effektivwerte als Symptomparameter anzuzeigen (dieser kann ausgewertet und als Trend dargestellt werden). Die meisten Symptome werden automatisch durch Verwenden der Drehzahl konfiguriert. Für einige Symptome ist eine Eingabe erforderlich, z.B. die Anzahl der Schaufeln eines Rotors. Geeignete Symptome und Symptomgruppen werden aus einem Menü in Condmaster ausgewählt, wenn der Messpunkt eingegeben wird.
Maschinenspezifische Zustandcodes
In Condmaster können Alarmgrenzen für alle aktiven Parameter eingestellt werden. Sobald Messergebnisse gesammelt werden, kann ein EVAM "Kriterium" erstellt werden, das die neuen Parameter-Werte mit dem statistischen Mittelwert vergleicht und einen dimensionslosen Zustandwert auf einer grün - gelb - roten Skala anzeigt.
Phasenmessung
Eine Phase ist eine Zeitverzögerung, die in Grad angegeben wird. Wir berechnen die Zeitverzögerung zwischen dem Durchgang des Tachometerimpulses und der Spitze der Frequenz-Komponente des Schwingungsaufnehmers. Der angezeigte Wert ist ein relativer Winkel, kein absoluter, da es keine Kompensation für die Phasenverschiebung im Aufnehmer oder der Elektronik gibt.