Maschinenschwingungen messen

Maschinenschwingungen analysieren

Problem

An einer Oberflächenfräse wurden stark überhöhte Schwingungen durch eine unsachgemäße Lagermontage sowie eine ungünstige Betriebsdrehzahl festgestellt.

Lösung

Analyse der Schwingungen in Hinblick auf typische Maschinenfehler (z.B. Unwuchten, Lagerdefekte, Eigenfrequenzprobleme).

Produkt: Messkoffer zur Schwingungsanalyse

Beispiel

An einer erst vor kurzer Zeit in Betrieb genommenen Oberflächenfräse zur Bearbeitung von Kunststoffen wurden an einem Lagerbock außergewöhnlich hohe Schwingungspegel gemessen. Mit dem Oszilloskop-Modul wurde zuerst die Schwingbeschleunigung gemessen, welche mit über 60 m/s² einen sehr hohen Wert aufwies:

Das Messergebnis wird durch die Beobachtung gestützt, dass beim manuellen Drehen der Fräswelle ein deutlicher Widerstand pro Umdrehung vorliegt. Um die Ursache der hohen Schwingbeschleunigungen festzustellen wurde eine Frequenzanalyse durchgeführt. Hier zeigte sich am auffälligen Lager ein breites Anregungsband ab ca. 5 kHz bis über 25 kHz.

Diese breiten hochfrequenten Anregungen und deutliche schwarze Ablagerungen in der Nähe des Lagers ließen auf ein vollständig defektes Lager schließen. Nach der Demontage des Lagers wurde dieser Verdacht bestätigt: Der Lagersitz ist von der aufgetretenen Hitze bereits verfärbt und die Wälzkörper wiesen spürbare Verformungen auf. Ursächlich für den raschen Lagerdefekt war ein unsachgemäßer Einbau.

Nach dem Lagerwechsel wiesen die Schwingungspegel der Schwingbeschleunigung die erwarteten niedrigen Werte auf. Weiterhin wurde eine Ordnungsanalyse mithilfe des Softwaremoduls InnoAnalyzer Speed durchgeführt, um die bis dahin verwendete Drehzahl von 4500 U/min zu bewerten.  Es zeigten sich zahlreiche Eigenfrequenzen des Maschinenrahmens im gesamten Drehzahlbereich. Negativ auf das Schwingungsverhalten wirkte sich insbesondere der bisherige Resonanzfall (Drehzahl = Eigenfrequenz bei 4500 U/min) aus. Hier wurde vorgeschlagen die Drehzahl auf 4250 U/min zu senken, was zu einer deutlichen Reduzierung des Gesamtschwingungsverhaltens führte.