Maschinendiagnosen Elektrische und mechanische Analysen

Die Kenntnisse über den aktuellen Zustand technischer Anlagen sowie das Wissen über mögliches Versagen vor Eintritt eines Schadens erhöhen die Lebensdauer und vermeiden teure Ausfall- und Reparaturzeiten. Mit den folgenden Analysemöglichkeiten können wir Sie unterstützen:

Elektrische Analysen:

  • Wicklungs- und Isolationswiderstände, Polarisationsindex
  • Stoßimpulsmessung
  • TE-Messung
  • Netzanalyse

Mechanische Analysen:

  • Wälzlagerdiagnose
  • Frequenzanalyse
  • Eigenfrequenzbestimmung
  • Modalanalyse
  • Geräuschanalyse
  • Hoch- und Auslaufdiagramme

VEM erstellt und bewertet dafür Schwingungsanalysen, die neben den Motoren und Generatoren auch Ihr anlagenspezifisches Umfeld miteinbeziehen.


Wälzlagerdiagnose

Wälzlagerschäden stellen die häufigste Ursache ungewollter Maschinenstillstände dar. Zur Bewertung von Wälzlagerzuständen kommen Frequenzanalysen mittels FFT oder Hüllkurvenverfahren zum Einsatz. Um beispielsweise Transportschäden identifizieren zu können, erstellen wir vor Ort bei der Inbetriebnahme einen „Fingerprint“ und vergleichen diesen mit Werten vor der Auslieferung.

Schwingungsspektrum mit Wälzlagerschaden angezeigt durch Außenring-Überrollfrequenz bei 128 Hz

Frequenzanalyse

Frequenzanalysen beziehen sich auf elektrische, mechanische oder akustische Größen. Generell ermöglicht die Frequenzanalyse einen Einblick in die Zusammensetzung von Störgrößen und somit eine Zuordnung zu ihren Ursachen. Wir bieten Frequenzanalysen (FFT und CPB) im stationären Betrieb sowie bei nicht stationären Vorgängen (z.B. bei Walzwerksantrieben mit Umrichterspeisung) an.

Drehfrequenz und deren Harmonische eines 8-MW-Zementmühlenantriebs bei 1200 U/min

Eigenfrequenzbestimmung

Überhöhte Schwingungen führen oft zu Anlagenschäden. Sie entstehen meist durch das Aufeinandertreffen von Erregerfrequenzen und Eigenfrequenzen (Resonanz). Mit einfachen Anschlagversuchen, bei denen der Ausklingvorgang interpretiert wird, ermitteln wir experimentell Eigenfrequenzen von Bauteilen und Maschinen.

Abklingvorgang mit Peaks in Eigenfrequenzen

Modalanalyse

Zusätzliche Informationen zum Eigenfrequenzverhalten können durch das Verfahren der Modalanalyse bestimmt werden. Neben Eigenfrequenzen lassen sich Eigenschwingformen und Dämpfungsparameter experimentell feststellen. Die experimentellen modalen Parameter hinterlegen wir numerisch, um gezielte Gegenmaßnahmen zu berechnen. Gegebenenfalls empfehlen wir Ihnen notwendige Änderungen an Ihrer Anlage.

R3-Mode des Ständerblechs eines
18-MW-Propellermotors bei 103 Hz

Geräuschanalyse

Geräusche und deren Zusammensetzung spielen eine wichtige Rolle für die Maschinendiagnose. So lassen sich beispielsweise durch einen Umrichter verursachte Töne klar von Tönen durch Wälzlagerschäden (beispielsweise bei Stromdurchgang) unterscheiden. Neben der qualitativen Analyse bieten wir auch quantitative Analysen zur Ermittlung von Schallleistung oder Tonhaltigkeit (beispielsweise bei Windkraftgeneratoren) an.

Schallintensität mechanischer und magnetischer Geräusche eines Windkraftgenerators

Hoch- und Auslaufdiagramme

Hoch- und Auslaufdiagramme bilden das Hauptwerkzeug zur Diagnose von Schwingungszuständen. Sie stellen gleichzeitig Erregerordnungen und Eigenfrequenzen in einem aussagefähigen Diagramm (Campbell-Diagramm) dar. Dieses Werkzeug ermöglicht die Ermittlung von Anregungen (z.B. durch Unwucht, Schiefstellung, Zahneingriff oder Kupplungsbolzen) und Eigenfrequenzen (z. B. Läuferbiegeeigenfrequenz oder Fundamenteigenfrequenzen) und deren Zusammentreffen in Resonanzen. Als Messgrößen dienen unter anderem: Schwingwege, Schwinggeschwindigkeiten, Schwingbeschleunigungen oder auch Schalldrücke und elektrische Größen.

Typischer Hochlauf (Schwinggeschwindigkeit) eines Straßenbahnmotors bis 6000 U/min mit Resonanz bei 4000 U/min