Diagnose und Beseitigung übermäßiger Vibrationen rotierender Geräte: Technisches Handbuch

1. Problembeschreibung und Anwendungsbereich

Übermäßige Vibrationen sind das Hauptzeichen für eine verminderte Zuverlässigkeit rotierender Geräte (Pumpen, Lüfter, Motoren, Kompressoren). Dieses Handbuch richtet sich an Servicetechniker und Zuverlässigkeitsingenieure, die sich mit Vibrationsproblemen befassen. Durch eine rechtzeitige Diagnose können Sie katastrophale Ausfälle verhindern, die Kosten für Notfallreparaturen senken und die Reparaturintervalle verlängern.

Anwendungsbereich: industrielle Rotationsausrüstung, die im Modus von niedriger bis hoher Drehzahl arbeitet. Die Kritikalität des Zustands wird gemäß dem DSTU ISO 10816-Standard bewertet. Jeder Hinweis darauf, dass die Vibration die Zone „B“ (zufriedenstellend) überschreitet oder in die Zone „C“ (nicht zufriedenstellend) gemäß der ISO-Klassifizierung übergeht, sollte sofort diagnostiziert werden.

2. Sicherheitsmaßnahmen

WARNUNG: Der Betrieb rotierender Geräte birgt Verletzungs- oder Todesgefahr.

• Führen Sie unbedingt das Lockout/Tagout-Verfahren (LOTO) durch, bevor Sie mit der Diagnose beginnen es sei denn, die Diagnose erfordert den Betrieb des Geräts unter Last.
• Tragen Sie bei Messungen an Arbeitsgeräten Schutzkleidung und Schutzbrille und vermeiden Sie den Kontakt mit beweglichen Teilen.
• Stellen Sie sicher, dass keine Energie gespeichert ist (Druck im System, Rotorträgheit).
• Verwenden Sie persönliche Schutzausrüstung (PSA), die den Produktionsbedingungen entspricht.

3. Notwendige Diagnosewerkzeuge

4. Checkliste für die Erstbewertung

5. Systematischer Diagnosealgorithmus (Entscheidungsbaum)

1. Schritt 1: Spektrumdatenerfassung (FFT)
   • A) Dominant 1x RPM:
     • Wahrscheinliche Ursache: Ungleichgewicht.
     • Maßnahme: Überprüfen Sie, ob die Messer verschmutzt sind und keine Ausgleichsgewichte vorhanden sind.
   • B) Dominante Frequenz von 2x Umdrehungen (U/min):
     • Wahrscheinliche Ursache: Fehlausrichtung (von Wellen oder Kupplung).
     • Maßnahme: Laserausrichtung durchführen, Steifigkeit des Fundaments prüfen.
   • B) Hochfrequente Harmonische (nicht synchron):
     • Wahrscheinliche Ursache: Wälzlagerdefekt.
     • Maßnahme: Temperatur prüfen, Hüllkurvenanalyse durchführen (Hüllkurvenanalyse).
   • D) Hohe Vibration beim Durchlaufen einer bestimmten Geschwindigkeit (Resonanz):
     • Wahrscheinliche Ursache: Übereinstimmung der eigenen Frequenz mit der Arbeitsfrequenz.
     • Maßnahme: Führen Sie einen Ausrolltest, einen Bump-Test, durch.

6. Matrix „Symptom – Wahrscheinliche Ursache“

7. Analyse der Hauptgründe

Ungleichgewicht

Es entsteht, wenn die Masse des Rotors relativ zur Rotationsachse ungleichmäßig verteilt ist. Ansammlung von Sedimenten, Schaufelerosion, Verlust der Ausgleichslasten können die Gründe sein. Wenn dies nicht beseitigt wird, führt dies zu erheblichen dynamischen Belastungen der Lager und einem vorzeitigen Versagen des Fundaments.

Dezentralisierung

Fehlausrichtung der Motor- und Gerätewellen. Verursacht Spannungen in Kupplungen und Lagern, was zu Erwärmung und beschleunigtem Verschleiß führt. Manifestiert durch eine hohe Vibration bei 2x U/min.

Lagerdefekte

Verschleiß von Laufbahnen oder Wälzkörpern aufgrund von Metallermüdung, Verschmutzung oder mangelnder Schmierung. Stellt sich ein Defekt heraus, muss das Lager umgehend ausgetauscht werden, da dessen Zerstörung zur Blockierung der Welle führen kann.

Resonanz

Tritt auf, wenn die Erregerfrequenz mit der Eigenfrequenz des Systems (Fundament, Körper, Rotor) übereinstimmt. Dies führt zu einer deutlichen Verstärkung der Schwingungsamplitude. Erfordert eine Änderung der Steifigkeit des Systems oder seiner Masse.

8. Schritt-für-Schritt-Verfahren zur Eliminierung

1. Beseitigung der Unwucht: Reinigen Sie den Rotor. Führen Sie dynamisches Auswuchten an den Einbauorten (in-situ) oder an der Maschine durch. Überprüfen Sie die Masse der Ladung.
2. Fehlausrichtungskorrektur: Verwenden Sie ein Lasersystem, um die Position des Motors relativ zur Pumpe zu messen und zu korrigieren. Die Werte müssen innerhalb der Toleranzen der Kupplungstypen (starr/flexibel) liegen.
3. Austausch der Lager: Sorgen Sie für Sauberkeit am Arbeitsplatz. Zur Montage Induktionsheizgeräte verwenden (lokale Überhitzung vermeiden). Verwenden Sie nur vom Hersteller empfohlene Schmiermittel.
4. Bekämpfung von Resonanzen: Ändern der Steifigkeit des Rahmens (Verstärkungen anschweißen) oder Einbau zusätzlicher Stützen. Änderung der Betriebsgeschwindigkeit (wenn VFD verwendet wird).

9. Vorbeugende Maßnahmen

10. Ersatzteile und Komponenten

Um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, verwenden Sie nur zertifizierte Komponenten.

Bestellen Sie die benötigten Ersatzteile auf dem offiziellen Portal: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Links

• DSTU ISO 10816-3: Mechanische Vibration. Bewertung von Maschinenvibrationen.
• OEM-Anweisungen für die entsprechende Ausrüstung.
• UNITEC Pumpen- und Motorwartungshandbuch.