Ausrichtefehler; Auswirkungen - B&R Industries X90 Anwenderhandbuch

X90 mobile Module • Condition Monitoring • X90CM480.04-00
Ursachen von Schwingungen
Unwucht
Nach DIN ISO 1925 ist in einem rotierenden System eine Unwucht vorhanden wenn, als Folge von nicht ausge-
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glichenen Fliehkräften, Kräfte oder Schwingbewegungen auf die Lager übertragen werden.
Unwucht an einem rotierenden Körper verursachen nicht nur Kräfte auf Lager und Fundamente, sondern auch
Schwingungen in der Maschine. Diese Schwingungen haben harmonischen Charakter. Die Erregerfrequenz ent-
spricht der Drehfrequenz des unwuchtbehafteten Rotors.

Ausrichtefehler

Die Hauptaufgabe von Kupplungen ist die Verbindung von 2 Wellen, sodass sich ein statisch bestimmtes Gesamt-
system ergibt. Neben der Übertragung des Drehmomentes gleichen Kupplungen bis zu einem bestimmten Maße
auch Fluchtungsfehler (radial, axial, Winkel) aus. Übersteigt jedoch die Fehlausrichtung die Kompensationsfähig-
keit der Kupplung, entstehen zusätzliche Belastungen wie erhöhte Lagerkräfte, Wellenzwangsverformungen und
Axialkräfte für die beteiligten Maschinenelemente.
Die entstehenden Schwingungen haben einen harmonischen Charakter und sind an die Drehfrequenz der fehlaus-
gerichteten Welle und den Vielfachen dieser Frequenz gebunden. Die Fehlausrichtung kann bei der Drehfrequenz
des fehlausgerichteten Teiles gemessen werden oder bei deren harmonischen Schwingungen.
Stöße
Fremdkörper, lose und anschlagende Teile bewirken Stöße zwischen den sich drehenden und ruhenden Teilen.
Diese Stöße wiederholen sich periodisch einmal oder mehrmals pro Umdrehung der Welle.
Die Stoßwiederholfrequenz entspricht der Drehfrequenz der Welle bzw. deren harmonischen Frequenz.
Wälzlagerschäden
Die meisten Lagerschäden beginnen durch Veränderungen an den Oberflächen (Pittings). Bei Überrollung der
Schadstellen am Innenring, Außenring, Käfig oder Wälzkörper kommt es zu impulsförmigen Stößen, welche die
Struktur des Lagers und deren Anbauteile zum Schwingen anregen.
Jeder dieser Stöße zeigt sich im Schwingungssignal durch den typischen Verlauf einer Stoßfolge. Aus diesen
Messungen können Kennwerte gewonnen werden, die einen Rückschluss auf den Zustand des Lagers zulassen.
Die Erregerfrequenzen bei Innenring-, Außenring-, Käfig- und Wälzkörperschäden werden von den Lagerherstel-
lern angegeben.
Magnetische Induktion
Ein rotierendes Magnetfeld erzeugt Wechselkräfte im Stator der Maschine. Diese elektrisch-magnetische Anre-
gung verursacht oft schwer feststellbare Schwingungen an Elektromotoren.
Häufig führen auch Umrichter zu einer Einstreuung von Schwingungen, deren Ursache elektrisch-magnetischer
Natur ist.

Auswirkungen

Maschinen und Apparate mit bewegten Teilen verursachen mechanische Schwingungen. Die Auswirkungen auf
den Aufstellort und auf die Umgebung sind Erschütterungen und Körperschall und damit oftmals verbunden eine
störende Geräuschentwicklung.
Erhöhte Vibrationen können zu Funktionsstörungen an der Maschine insbesondere an Mess- und Regeleinrich-
tungen führen. Durch das "Mitschwingen" der Messmittel kommt es zu Fehlmessungen und damit verbunden zu
Qualitätseinbußen in der Fertigung.
Zusätzlich entstehen Belastungen an den Bauteilen der Maschine. Ungewollte Vibrationen führen zu erhöhtem
Verschleiß mit teils plastischer Verformung von Bauteilen und vermehrter Rissbildung bis hin zum Bruch.
Spürbare Schwingungen werden durch das Gleichgewichtsorgan und den Tastsinn wahrgenommen. Andauernde
Belastungen können zu einer Beeinträchtigung der Arbeitsleistung und des Wohlbefindens, bis hin zu gesundheit-
lichen Schäden, führen.
DIN ISO 1925: Ausgabe:1996-11 Mechanische Schwingungen - Auswuchttechnik - Begriffe (ISO 1925:1990 + AMD 1:1995)
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380 X90 mobile System Anwenderhandbuch V 1.40