1. Beschreibung der Problemstellung und Anwendungsbereich

Anomaliegeräusche (Grunz, Krach, Stottern) und erhöhte Vibrationen in zylindrischen, konisch-zylindrischen und planetaren Getrieben deuten auf den Ausbreitung von Defekten mechanischer Komponenten hin. Dieses Handbuch umfasst Anlagen mit einer nominalen Leistung von 11 bis 500 kW, die in Unternehmen der ukrainischen Industrie (stahlindustrielle Förderbänder, Zementmühlenantriebe, Pumpstationen und Extruder) eingesetzt werden.

Klassifizierung der Kritikalität:

Kritisch (Niveau 3): Geräusch wird von metallischem Klappergeräusch, Vibration über 11,2 mm/s (RMS) bei Drehzahlfrequenz des Wellen oder plötzlichem Temperaturanstieg der Schmierung über +85°C begleitet. Erfordert sofortige Stilllegung der Anlage.
Erhöht (Niveau 2): Erhöhung des allgemeinen Vibrationsniveaus im Bereich 4,5–11,2 mm/s (RMS), Auftreten eines periodischen Geräuschs ohne Unterbrechung des Produktionszyklus. Diagnose erforderlich innerhalb von 24–48 Stunden.
Gering (Niveau 1): Schwingungsniveau 1,8–4,5 mm/s (RMS), Veränderung der Tonhöhe. Erfordert Monitoring und Planung einer Inspektion während der nächsten geplanten Wartung.

2. Schutzmaßnahmen und Sicherheit

Achtung! Gefahr von Verletzungen und elektrischen Schlägen!

Bevor Sie jegliche diagnostische Arbeiten und das Entfernen des Getriebes durchführen, führen Sie die Prozedur Lockout/Tagout (LOTO): aus:

Entladen Sie den Elektromotor vollständig und fixieren Sie den Eingangsschalter in der ausgeschalteten Position mit einem Schloss.

Blockieren Sie die mechanische Teil unter dem Einfluss potenzieller Energie (gespannte Förderbänder, vertikale Wellen) mit mechanischen Blockierungen oder Bremsen.

Verwenden Sie Schutzmaßnahmen (PPE): Schutzbrillen, hitzebeständige Handschuhe (bei Arbeiten mit heißem Schmiermittel bis +80°C), Schutzschuhe mit metallischem Zehenstiefel und Schutzgehörschutz.

Achten Sie auf die Gefahr heißer Oberflächen des Getriebekörpers und des Arbeitsmediums.

3. Notwendige Diagnosegeräte

Gerätename	Spezifikation / Modell	Messbereich	Zweck
Vibroanalyser	Einzel-/Mehrkanalig (z. B. Fluke 810 oder Ähnliches gemäß ISO 10816/20816)	10 – 10000 Hz, 0,1 – 50 mm/s	Messung des allgemeinen Vibrationsniveaus und Spektralanalyse von Peaks von Lagerungen/Getrieben
Thermografiegerät	Infrarot (Empfindlichkeit < 0,05°C)	-20°C ... +250°C	Erkennung lokaler Überhitzungen in den Verzahnungsbereichen und Lagerknoten
Digitaler Multimeter	True RMS (CAT III 1000V / CAT IV 600V)	0 – 1000 V, 0 – 10 A, 0 – 40 MOм	Prüfung der Temperatursensoren (Pt100) und des Erdungszustands des Antriebs
Zeitdisplaytyp (ZT)	Auflösung 0,01 mm mit Magnethalter	0 – 10 mm	Axial- und Radialspiel der Wellen, Seitenlücke im Eingriff
Oszillationsanalyse-Set	Portable Spektrometer / Ferrographie-Set	Erkennung von Abriebpartikeln im Bereich 1 bis 100 µm	Bestimmung der Eisen-, Kupfer- und Chromkonzentration sowie des Grad der Ölverschleißung

4. Anfangscheckliste zur Bewertung des Zustands

Beobachtungsparameter	Prüfverfahren	Normales Wert	Schwellwert (Alarm)
Temperatur des Getriebekörpers	Thermograf / kontaktierter Temperaturmesser	< +65°C (je nach Belastung)	> +80°C oder steilerer Temperaturgradient > 10°C/h
Oli-Niveau und Zustand	Visuell über das Betrachtungsglas / Probennahme	In der Mitte des Fensters, transparent, ohne Verkrustung	Anwesenheit von Schaum, Verfärbung, metallischer Pulver, Geruch von verbranntem
Schwingung auf den Lagerstützen der Lager	Vibroanalyser (Richtungen H, V, A)	< 1,8 mm/s (RMS) für ISO 10816-3	> 4,5 mm/s (Warnung), > 11,2 mm/s (Notfall)
Außenzustand der Dichtungen und Verschlüsse	Visueller Überblick	Trocken, keine Schmutzpartikel	Aktives Ölvandern auf der Welle oder an den Gehäuselagern

5. Systematische Diagnoseblockschaltbild

Symptom: Geräusch oder Vibration am Getriebe.
- Prüfen Sie die Vibrationsstärke und Lokalisierung mit einem Vibrationsanalysator.
  - Wenn der Vibrationspeak auf die Rückwärtsfrequenz des Wellen (1X) oder den Schwerpunktversatz fällt:
    - Prüfen Sie die Kupplungen, die Wellenauflage und die Befestigung des Motors/Getriebes an der Rahmen.
      - Ergebnis: Schraubenlockerung oder Winkel-/Parallelverschiebung → Mögliche Ursache: Verschiebung der Fundamentschrauben oder Verschleiß der elastischen Elemente der Kupplung.
  - Wenn ein Spitzenwert der Schwingung bei Frequenzen des Zahnrades (GMF — Gear Mesh Frequency und ihre Harmonischen):
    - Führen Sie eine Analyse des Seitenabstands und prüfen Sie den Kontaktstreifen der Zähne.
      - Ergebnis: Ungleichmäßiger Kontaktstreifen oder zu großer Spielraum → Wahrscheinliche Ursache: Zahnradbefristung, falsche Montage oder Verformung der Wellen unter Belastung.
  - Wenn ein Spitzenwert der Schwingung auf unordentlichen hochfrequenten Harmonischen (BPFO, BPFI, BSF — Defektfrequenzen von Lagerungen):
    - Führen Sie einen detaillierten spektralen Analyse der Amplitudenhüllkurve (Demodulation / PeakVue) durch.
      - Ergebnis: Modulierte Frequenzen der Lagerung erkannt → Mögliche Ursache: Pittung der Laufbahnen oder Kugeln/Rollen.

6. Fehlermatrix und Ursachen

Symptom	Wahrscheinliche Ursachen (nach Wahrscheinlichkeit)	Diagnostischer Test	Erwarteter Ergebnis bei Bestätigung der Ursache
Hochfrequenter Ton / Geräusch, Vibration bei Frequenz GMF	1. Zahnverschleiß oder Zahnbruch (Pitting) 2. Falscher Seitenabstand 3. Verschiebung der Wellenabstand	Ölanalyse an der Schneidabrieb + Prüfung des Spalts mit Zeigerinstrument	Anwesenheit von metallischen Partikeln mit Größe > 50 µm, seitlicher Spalt weicht vom Nennwert ab um > 40%
Niedrigfrequenter Schlag / Dröhnen (1 Mal pro Umdrehung)	1. Schäden an den Laufkörpern oder dem Separator des Lageres 2. Unwucht des Langsamlaufwelle 3. Verlust der Keilungsvorrichtung	Spektralanalyse der Schwingungen (Wellenbahnanalyse, Demodulation)	Anwesenheit von Spitzen auf Frequenzen BPFI/BPFO mit Seitenbändern der Drehfrequenz
Gleichmäßiges Geräusch bei erhöhter Frequenz, Erwärmung des Gehäuses	1. Die Schmierung entspricht nicht der Viskosität (ISO VG) 2. Ölmangel 3. Überlastung des Getriebes	Temperaturmessung mit Infrarotthermograf + Prüfung der Schmierölmarke nach Datenblatt	Temperatur der Lager > +85°C, Viskosität des Ölproben unter der nominalen durch Verdünnung oder Zersetzung
Scharfer Schlaglärm während des Starts oder der Rückwärtsbewegung	1. Überschüssiger Seitenspiel im Eingriff 2. Verschleiß der Wellenradzähne 3. Axiales Verschieben der Welle	Messung des Axialspiels von Wellen mit IR	Axiales Verschieben des Wellen überschreitet den werkseitigen Toleranzbereich um das 2–3-fache

7. Ursachenanalyse jeder Störung

7.1. Verschleiß und Verschleiß der Zähne von Zahnrädern

Warum tritt das auf: Es tritt aufgrund von Ermüdungsbruch der Arbeitsflächen der Zähne unter dem Einfluss von zyklischen Kontaktspannungen auf, die die Ermüdungsgrenze des Materials überschreiten (gemäß ISO 6336). Weitere Faktoren: Verunreinigung der Schmierflüssigkeit mit harten Partikeln oder Verwendung einer Schmierflüssigkeit mit ungeeignetem Additivpaket (EP).

Bestätigen: Endoskopische Untersuchung durch Betrachtungsfenster des Getriebes oder Analyse der Schmierölprobe auf Anwesenheit von ferromagnetischen Partikeln. Auf den Zähnen sind auffällige Krater oder Abriebsspuren sichtbar.

Konsequenzen: fortschreitende Zerstörung des Zahnprofils, Blockieren des Eingriffs, vollständige Zerstörung des Zahnrad und Stillstand der Produktion.

7.2. Defekte an Kugellagern

Warum tritt das auf: Folge natürlichen Verschleißes, Verunreinigungen beim Montageprozess, unzureichender oder übermäßiger Schmierung sowie Durchgang elektrischen Stromes durch den Lager (Elektrofussung durch Frequenzumrichter).

Bestätigen: Schwingungsakustische Methoden (Messung von Spitzenwerten in Dezibel, SPM/PeakVue) und Erkennung von Wellenfrequenzen der Lager im Schwingungsspektrum.

Konsequenzen: Lagerblockade, Zerstörung des Trennringes, Verbiegung des Wellen und Schäden an benachbarten Zahnradgetrieben durch Abfall der Drehgenauigkeit.

7.3. Verlust der Geometrie und der Ausrichtung des Eingriffs

Warum kommt es vor: Thermische Deformation des Getriebekörpers, unzureichende Fundamentsteifigkeit, Fehler beim Einstellen der Lager während des vorherigen Reparaturintervalls gemäß ISO 1328.

Wie bestätigen: Prüfung der Kontaktfarbe mit Farbe (Bleistiftblau-basierte Farbe – Beschichtung mindestens 60% der Länge und 50% der Zahn Höhe) und Lasercentrierung der Wellen.

Konsequenzen: Randkontakt der Zähne, Überlastung einer Zahnseite, schneller Verschleiß und Risse im Getriebewellenkörper.

8. Schritt-für-Schritt-Verfahren zur Fehlerbehebung

Prozedur 1: Austausch des beschädigten Lager und Einstellen des Spalts

Führen Sie die LOTO-Prozedur durch, gießen Sie die Öl in eine spezielle Behälter.
- Prüfung: Stellen Sie sicher, dass keine Schmierstoffe im Kurbelgehäuse zurückbleiben.
Entfernen Sie die Lagergehäusekappen und ziehen Sie den Wellenverbund mit Hilfe von Spezialwerkzeugen oder hydraulischem Equipment heraus.
- Prüfung: Vermeiden Sie Schläge mit dem Hammer auf den Anschlagflächen der Wellen.
Entfernen Sie den alten Lagerkörper mit einem induktiven Heizer oder hydraulischen Entferner.
- Prüfung: Prüfen Sie den Sitzdurchmesser des Wellenkopfes mit einem Mikrometern (Toleranz nach ISO h6/j6).
Heizen Sie den neuen Lagerkorb bis maximal +110°C mit einem Induktionsheizer auf und montieren Sie ihn auf die Welle bis zum Anschlag.
- Prüfung: Messen Sie den radialen Spiel des Lagerkorbs mit einem Feile entsprechend der technischen Dokumentation des Herstellers.
Montieren Sie den Knoten und justieren Sie den axialen Sitz der Lager mit Einstellringen mit einer Genauigkeit von 0,05 mm.
- Prüfung: der Drehwiderstand des Wellen muss dem Herstellerstandard entsprechen.
Gießen Sie frische Getriebeöl der empfohlenen Viskositätsklasse (z. B. ISO VG 220 oder 320 gemäß ISO 3448).
- Prüfung: Prüfen Sie die Füllmenge am Betrachtungsglas nach 10 Minuten Aussetzen.

Prozedur 2: Prüfung und Wiederherstellung der Kontaktspuren im Verriegelungsbereich

Reinigen Sie die Zahnoberflächen der Kette und des Zahnrads mit einem speziellen Reiniger von verbliebenen Ölstoffen.
- Prüfung: Die Oberflächen müssen vollständig fettfrei sein.
Tragen Sie eine dünne Schicht Farbe (Blau) auf 3–4 Zähne der Antriebswelle auf.
- Prüfung: Die Schicht muss gleichmäßig sein, ohne Verkrustungen.
Drehen Sie den Schneckenträger manuell in beide Richtungen unter geringem Bremsmoment.
- Prüfung: Stellen Sie sicher, dass das Rad eine vollständige Umdrehung durchführt.
Bewerten Sie den Farbschlick am geführten Zahn.
- Norm: Der Kontaktpunkt ist zentral auf dem Zahn konzentriert, deckt mindestens 60 % seiner Länge und 50 % seiner Höhe ab.
Im Falle eines Verschiebens der Farbe zum Rand korrigieren Sie die Position des Wellenlagers durch Verwendung von Einstellscheiben oder Verschieben des Lagergehäuses.
- Prüfung: wiederholen Sie das Farbtest bis zur Erreichung der normativen Werte.

9. Präventive Maßnahmen

Erstursache	Präventive Strategie	Monitoring-Verfahren	Empfohlener Intervall
Zahnverschleiß und Öldegradation	Verwendung von hochwertigen synthetischen Schmierstoffen (PAO/PG) mit EP-Additiven, Feuchtigkeitskontrolle	Laboratoriumsanalyse der Schmierflüssigkeit (ISO 4406 zur Bestimmung der Reinheit)	Jede 2000 Stunden oder 6 Monate
Verminderung der Lagerzerstörung	Einhaltung der Sauberkeit beim Montagevorgang, Schutz vor Wellenströmen (isolierte Lager)	Kontinuierliche Schwingungsmessung (Online-Sensoren oder manuelle Prüfung)	Monatlich (manuell) / ständig (online)
Versatz und Nichtzentrierung von Wellen	Laserzentrierung des Antriebs mit Berücksichtigung der thermischen Ausdehnung	Prüfung mit Indikatoren oder Lasersystemen	Jedes 12 Monate oder nach Reparaturen

10. Ersatzteile und Komponenten

Beschreibung des Teils	Spezifikation	Wann austauschen	Kategorie UNITEC
Radial-Schlaglager	Serien 320xx, 322xx (z. B. SKF / FAG gemäß DIN 616)	Bei Erhöhung des Schwingungsniveaus BPFI/BPFO oder bei Auftreten von Metall in der Schmierflüssigkeit	Industrielle Lager
Komplettsatz von Manschettendichtungen (Schieberdichtungen)	FKM (Viton) oder NBR mit Schneidring nach DIN 3760	Beim Abnehmen des Getriebes oder bei Anwesenheit von Ölfilzen	Dichtung und Schwämmen
Zahnradpaare (Räder und Zahnräder)	Nach Zeichnung des Kunden, Modul m=2...25, gehärtete Zähne	Bei Abnutzung des Zahnprofils > 15 % oder Auftreten von Schmierfilm auf Fläche > 25 %	Reduktoren-Set
Transmissionsynthetische Schmierstoffe	ISO VG 220 / 320 ( CLP HC / CLP PG )	Nach 5000–8000 Betriebsstunden (je nach Temperaturbedingungen)	Schmierstoffe

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11. Normative Verweise

ISO 10816-3 / ISO 20816-3: Mechanische Schwingung. Bewertung von Maschinen schwingungsmessung an unberücksichtigten Teilen.
ISO 6336: Festigkeitsberechnung von zylindrischen Zahnradgetrieben.
ISO 1328-1: Zylindrische Zahnräder. System der Präzisionsmaßtoleranzen.
DSTU GOST 21354: Zylindrische Zahnräder. Festigkeitsberechnung (oder entsprechende europäische Normen EN).
Technische Sicherheitsvorschriften für Maschinen und Anlagen (Zertifizierung CE, UkrSEPRO).