Fehlerbehebung: Geräusche und ungewöhnliche Vibrationen im Getriebe

Technical analysis: Troubleshooting gearbox noise and abnormal vibration: oil analysis, gear wear patterns, backlash mea

1. Problembeschreibung und Anwendungsbereich

Dieses Handbuch soll Technikern und Wartungsingenieuren einen systematischen Ansatz zur Diagnose und Fehlerbehebung ungewöhnlicher Geräusche und Vibrationen in Industriegetrieben bieten. Die frühzeitige Identifizierung der Geräusch- und Vibrationsquelle ist entscheidend, um katastrophale Ausfälle zu verhindern, Ausfallzeiten zu minimieren und die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern.

1.1. In diesem Leitfaden behandelte Symptome

  • Geräusche: Dazu gehören Rumpeln, Kreischen, Heulen, Knallen, Knacken, Klicken, Quietschen oder Summen, die sich vom normalen Betriebsgeräusch des Getriebes unterscheiden.
  • Anormale Vibrationen: Rotationsvibrationen, die die festgelegten Toleranzen überschreiten, äußern sich häufig in erhöhten Vibrationspegeln, Veränderungen im Frequenzspektrum oder einer Verschiebung der Rotationsachse.

1.2. Abgedeckte Gerätetypen

Dieses Handbuch gilt für eine Vielzahl von Industriegetrieben, die in der Metallurgie, im Bergbau, in der Energiewirtschaft, im Chemie- und Maschinenbau eingesetzt werden. Dazu gehören unter anderem: Zylinder-, Kegelrad-, Schnecken-, Planeten- und Kegelstirnradgetriebe. Unabhängig vom konkreten Typ bleiben die Grundprinzipien der Geräusch- und Schwingungsdiagnostik konsistent.

1.3. Einstufung des Schweregrades

  • Kritischer Fehler: Unmittelbares Risiko eines katastrophalen Ausfalls, der zu erheblichen Geräteschäden, Personenschäden oder längeren Produktionsausfällen führen könnte. Erfordert eine sofortige Abschaltung der Ausrüstung.
  • Schwerwiegende Fehlfunktion: Potenzielles Risiko erheblicher Schäden, wenn das Problem nicht innerhalb kurzer Zeit behoben wird. Kann zu einer verkürzten Lebensdauer der Komponenten führen. Erfordert eine Planung für Reparaturen.
  • Kleinere Fehlfunktion: Eine Fehlfunktion, die keine unmittelbare Gefahr darstellt, aber auf anfängliche Abnutzung oder geringfügige Abweichungen von der Norm hinweisen kann. Erfordert Überwachung und geplante Wartung.

2. Vorsichtsmaßnahmen

Sicherheit ist bei der Diagnose und Reparatur von Industrieanlagen von entscheidender Bedeutung. Die Nichtbeachtung dieser Anweisungen kann zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen. Befolgen Sie immer die örtlichen Vorschriften und Anweisungen des Geräteherstellers.

  • Benutzen Sie persönliche Schutzausrüstung (PSA): Tragen Sie beim Arbeiten in der Nähe von Reduzierstücken immer eine Schutzbrille, Schutzhandschuhe, Sicherheitsschuhe und Gehörschutz.
  • Lockout/Tagout (LOTO)-Verfahren: Bevor Sie Diagnose- oder Reparaturarbeiten durchführen, stellen Sie sicher, dass Sie das Gerät stromlos machen und Lockout/Tagout-Verfahren gemäß DSTU EN 1037 und internen Anlagenverfahren anwenden. Prüfen Sie die Spannungsfreiheit mit Hilfe geeigneter Geräte.
  • Warnung vor gespeicherter Energie: Einige Getriebe können Energie gespeichert haben (z. B. in Federn, Hydrauliksystemen, rotierenden Massen). Stellen Sie sicher, dass die gesamte gespeicherte Energie entladen oder blockiert ist, bevor Sie mit der Arbeit beginnen.
  • Gefährliche Bedingungen während der Diagnose: Beim Betrieb von Geräusch- und Vibrationsdiagnosegeräten besteht die Gefahr des Kontakts mit beweglichen Teilen, heißen Oberflächen oder elektrischem Strom. Arbeiten Sie mit äußerster Vorsicht und nur mit entsprechender Genehmigung und Schulung.
  • Gefährliche Substanzen: Schmierstoffe und andere Flüssigkeiten können heiß sein oder gefährliche Bestandteile enthalten. Verwenden Sie für den Umgang geeignete Behälter und PSA.

3. Notwendige Diagnosewerkzeuge

Für eine effektive Diagnose von Getriebegeräuschen und -vibrationen ist eine Reihe spezieller Werkzeuge erforderlich. Stellen Sie sicher, dass alle Instrumente kalibriert und funktionsfähig sind.

Name des ToolsSpezifikation/Modell (Beispiel)MessbereichZweck
VibrationsanalysatorSKF Microlog Inspector, PRÜFTECHNIK VIBXPERT II0–25,4 mm/s (RMS), 0–50 G (Spitze)Messung des allgemeinen Vibrationsniveaus, Analyse des Frequenzspektrums zur Erkennung von Defekten an Lagern, Zahnrädern, Unwucht und Fehlausrichtung.
Mechanisch/elektronisches Stethoskop3M Littmann, PCE-S 4120 Hz - 20 kHzLokalisierung der Geräuschquelle im Getriebegehäuse, Erkennung ungewöhnlicher Geräusche (Knarzen, Klopfen).
Pyrometer/WärmebildkameraFluke TiS60, Testo 872-20°C bis 650°C (Pyrometer), -30°C bis 650°C (Wärmebildkamera)Messung der Temperatur des Getriebegehäuses, der Lager und des Schmiermittels, um reibungsbedingte Überhitzungen oder Defekte zu erkennen.
Eine Reihe von SondenMitutoyo (0,02-1,00 mm)0,02 mm - 1,00 mmMessung von Spielen (Spiel) in Zahnrädern, Lagern und anderen Verbindungen.
Mikrometer/MessschieberMitutoyo (0-25 mm/0-300 mm)0-25 mm (Mikrometer), 0-300 mm (Messschieber)Genaue Messung von Abmessungen, Dicke und Durchmesser von Wellen.
Endoskop/BoroskopOlympus IPLEX, Testo 300 (flexible Sonde 6 mm)Die Länge der Sonde beträgt 1-5 mSichtprüfung der inneren Komponenten des Getriebes ohne vollständige Demontage (Zahnräder, Lager).
Schmierstoff-AnalysesetFAG, SKF OilCheck TestkitsViskosität, Wassergehalt, MetallpartikelBeurteilung des Schmierzustandes, Erkennung von Verschleißprodukten, die auf Defekte an Lagern oder Getrieben hinweisen.
DrehmomentschlüsselHazet 5108-2CT, Wera Click-Torque C310 Nm - 300 NmSicherstellung der korrekten Anzugsmomente der Befestigungselemente.
StroboskopFluke 820-2, PCE-LES 10030-300.000 U/minVisuelle Inspektion rotierender Teile zur Erkennung von Verformungen, Rissen und Spiel während der Bewegung.

4. Checkliste für die Erstbewertung

Bevor Sie mit einer detaillierten Diagnose beginnen, führen Sie eine erste Sichtprüfung durch und sammeln Sie Informationen. Dies hilft, mögliche Ursachen einzugrenzen und die Sicherheit zu gewährleisten.

ArtikelBeobachtung/Aufzeichnung
NutzungsbedingungenNotieren Sie die aktuelle Belastung (%), die Drehzahl (U/min), die Umgebungstemperatur (°C) und die Betriebsdauer.
AlarmverlaufSehen Sie sich das Alarmprotokoll des Steuerungssystems für die letzten 24–48 Stunden an. Gab es Warnungen vor Vibration, Temperatur und Druck?
Letzte ÄnderungenGab es in letzter Zeit Wartungs-, Reparatur-, Komponentenaustausch-, Last- oder Betriebsmodusänderungen? Wann und was genau wurde geändert?
Sichtprüfung (Getriebe gestoppt)Überprüfen Sie das Gehäuse auf äußere Schäden, lockere Befestigungselemente und Öllecks. Überprüfen Sie die Wellenverbindung (Kupplung) auf Beschädigungen oder Ablagerungen.
Schmierstand und -zustandÜberprüfen Sie den Ölstand im Schauglas. Notieren Sie die Farbe des Schmiermittels sowie das Vorhandensein von Blasen, Feststoffen oder Emulsionen.
KörpertemperaturMessen Sie die Temperatur des Getriebegehäuses manuell (vorsichtig) oder mit einem Pyrometer an verschiedenen Stellen. Notieren Sie die Abweichung von der Norm.
Lärm und Vibration (unterwegs)Wenn es gefahrlos möglich ist, versuchen Sie, die Geräusch- oder Vibrationsquelle mit einem mechanischen Stethoskop zu lokalisieren. Beachten Sie die Änderung der Geräusch-/Vibrationsintensität, wenn sich die Last oder Geschwindigkeit ändert.
Abwicklung der StiftungÜberprüfen Sie das Fundament und die Ankerbolzen visuell auf Risse, Verformungen und lockere Befestigungselemente.
Wellen verbindenÜberprüfen Sie die Wellenkupplung (Kupplung) auf sichtbare Anzeichen von Beschädigung, Fehlausrichtung oder übermäßigem Spiel.

5. Systematischer Diagnosealgorithmus

Dieser Algorithmus bietet einen schrittweisen Ansatz zur Identifizierung der Grundursache für Geräusche und ungewöhnliche Vibrationen in Getrieben. Folge ihm konsequent.

  1. Erstbewertung und Sicherheit:
    1. Sicherheit gewährleisten: Stellen Sie sicher, dass alle in Abschnitt 2 beschriebenen Vorsichtsmaßnahmen befolgt werden.
    2. Führen Sie eine Erstbewertung durch: Führen Sie Kontrollen gemäß der „Checkliste für die Erstbewertung“ (Kapitel 4) durch. Notieren Sie alle Abweichungen.
    3. Schweregrad bestimmen: Klassifizieren Sie den Fehler anhand der ersten Beobachtungen als kritisch, schwerwiegend oder geringfügig.
    4. Im Falle eines kritischen Fehlers: Stoppen Sie das Gerät sofort und verriegeln/kennzeichnen Sie es. Gehen Sie im gestoppten Zustand zur detaillierten Diagnose.
  2. Diagnose während des Betriebs (sofern sicher):
    1. Gesamtschwingungsanalyse:
      1. Verwenden Sie den Schwingungsanalysator (Abschnitt 3), um Schwingungen am Getriebegehäuse in drei Richtungen (vertikal, horizontal, axial) an wichtigen Punkten (Antriebswelle, Abtriebswelle, Lagerbaugruppen) zu messen.
      2. Notieren Sie den quadratischen Mittelwert (RMS) der Vibrationsgeschwindigkeit (mm/s) und die Vibrationsbeschleunigung (G).
      3. Vergleichen Sie mit akzeptablen Standards: Beachten Sie die ISO 10816-Standards (z. B. ISO 10816-3 für Industriemaschinen) oder Herstellerempfehlungen.
      4. WENN der Gesamtvibrationspegel die zulässigen Grenzwerte ÜBERSCHREITt (z. B. >4,5 mm/s RMS für Klasse III): Fahren Sie mit der Frequenzspektrumanalyse fort.
      5. WENN der Gesamtvibrationspegel NORMAL ist, aber Geräusche vorhanden sind: Lokalisieren Sie das Geräusch mit einem Stethoskop.
    2. Analyse des Schwingungsfrequenzspektrums:
      1. Verwenden Sie den Schwingungsanalysator, um das Frequenzspektrum an den Messpunkten zu erhalten.
      2. Bestimmen Sie die charakteristischen Frequenzen:
        1. Rotationsfrequenzen der Wellen (1x, 2x, 3x U/min): Zeigen normalerweise Unwucht, Fehlausrichtung oder Lockerung von Befestigungselementen an.
        2. Oberschwingungen und Seitenbänder der Gear Mesh Frequency (GMF): Zeigt Getriebedefekte (Verschleiß, Lochfraß, Risse) an. GMF = (Anzahl der Zähne) x (Drehgeschwindigkeit der Welle).
        3. Lagerfrequenzen (BPFI, BPFO, BSF, FTF): Spezifische Frequenzen, die auf der Grundlage der Lagergeometrie und Drehzahl berechnet werden, weisen auf Laufbahn-, Laufbahn- oder Separatorfehler hin.
        4. Subsynchrone/halbsynchrone Frequenzen (<0,5x U/min): Kann auf Schmierprobleme oder Welleninstabilität hinweisen.
      3. Interpretation: Vergleichen Sie die erkannten Spitzen mit Standardtabellen charakteristischer Frequenzen für den Reduzierer.
      4. WENN Spitzen erkannt werden, die den Gangfrequenzen entsprechen: Fahren Sie mit der Gangdiagnose fort (Absatz 3.1).
      5. WENN Spitzen erkannt werden, die Lagerfrequenzen entsprechen: Fahren Sie mit der Lagerdiagnose fort (Absatz 3.2).
      6. WENN Spitzen erkannt werden, die den Rotationsfrequenzen der Wellen oder deren Harmonischen entsprechen: Gehen Sie zur Diagnose der Fehlausrichtung/Unwucht/Schwächung (Absatz 3.3).
    3. Lokalisierung des Geräusches mit einem Stethoskop:
      1. Wenn die Vibration normal ist, aber das Geräusch vorhanden ist, verwenden Sie ein mechanisches oder elektronisches Stethoskop, um die Geräuschquelle am Getriebegehäuse zu lokalisieren.
      2. Hören Sie sich verschiedene Punkte an: Antriebswelle, Abtriebswelle, Lagerbaugruppen, Gelenke.
      3. WENN das Geräusch im Bereich der Lagereinheit lokalisiert ist: Gehen Sie zur Diagnose der Lager (Punkt 3.2).
      4. WENN das Geräusch allgemein zu sein scheint oder von den Zahnrädern kommt: Fahren Sie mit der Zahnraddiagnose fort (Absatz 3.1).
    4. Wärmebildgebung/Pyrometrie:
      1. Scannen Sie das Getriebegehäuse, die Lagerbaugruppen und die Dichtungen mit einer Wärmebildkamera oder einem Pyrometer.
      2. WENN ungewöhnlich hohe Temperaturen festgestellt werden (>80°C oder deutlich über der Grundtemperatur um 20°C): Dies weist auf übermäßige Reibung, unzureichende Schmierung, Überlastung oder einen Lagerdefekt hin.
      3. Zeichnen Sie die Temperaturkarte auf. Dies kann dabei helfen, die Ursache des Problems zu lokalisieren (z. B. Überhitzung eines Lagers).
  3. Diagnose im gestoppten Zustand (nach Blockierung/Markierung):
    1. Schmierstoffanalyse:
      1. Entnehmen Sie eine Probe des Schmierstoffs gemäß DSTU ISO 4405.
      2. Senden Sie die Probe zur umfassenden Analyse an das Labor, die Folgendes umfasst:
      3. Viskosität: Getestet, um den Spezifikationen zu entsprechen (ISO VG). Eine Änderung der Viskosität kann auf eine Verschlechterung oder Verunreinigung des Schmiermittels hinweisen.
      4. Wassergehalt (%): Das Vorhandensein von Wasser beschleunigt den Verschleiß, verursacht Korrosion und verringert die Tragfähigkeit des Schmiermittels. Zulässiger Wert: <0,05 %.
      5. Anzahl der Metallpartikel (ppm): Eisen, Chrom (Verschleiß von Zahnrädern, Lagern), Kupfer, Blei (Verschleiß von Lagerseparatoren, Buchsen).
      6. Säureindex (TAN): Ein Anstieg weist auf eine Oxidation des Schmiermittels hin.
      7. Ferrographieanalyse: Bestimmung der Art und Größe von Verschleißpartikeln (normaler Verschleiß, abrasiver Verschleiß, Lochfraß).
      8. WENN die Ölanalyse auf erheblichen Verschleiß hinweist (hoher Gehalt an Metallpartikeln, Lochfraß): Führen Sie eine Sichtprüfung der Zahnräder und Lager durch.
    2. Diagnose von Zahnrädern:
      1. Sichtprüfung durch Inspektionsluken/Endoskop: Zahnräder auf sichtbare Mängel prüfen:
        • Pitting: Mikrorisse und Pitting von Metall auf der Zahnoberfläche.
        • Verschleiß: Abnahme der Zahndicke, Spuren von Reibverschleiß.
        • Abgebrochene Zähne/Risse: Anzeichen einer Materialüberlastung oder -ermüdung.
        • Grate: Spuren von Trockenreibung oder mangelnder Schmierung.
      2. Spielmessung:
        1. Blockieren Sie ein Rad. Messen Sie mit dem Indikator die freie Bewegung des anderen Rads auf der Oberseite des Zahns.
        2. Vergleichen Sie das gemessene Spiel mit den Empfehlungen des Herstellers (z. B. 0,15–0,30 mm). Übermäßiges Spiel kann Klopfen und Vibrationen verursachen.
      3. Kontrolle der Kontaktfläche: Tragen Sie die Markierungspaste auf die Zähne auf und drehen Sie das Zahnrad von Hand. Schätzen Sie die Verteilung des Kontaktpunktes. Eine unebene Stelle weist auf eine inkonsistente oder ungenaue Installation hin.
      4. WENN erhebliche Mängel oder übermäßiges Spiel festgestellt werden: Identifizieren Sie die Ursache.
    3. Lagerdiagnose:
      1. Sichtprüfung: Entfernen Sie die Lagerdeckel (wenn möglich) und prüfen Sie die Außenflächen der Lager auf Anzeichen von Überhitzung (Verfärbung) und Fettlecks.
      2. Inspektion der Innenteile (durch Endoskop oder nach der Demontage): Achten Sie auf:
        • Lochfraß/Lochfraß: Auf Laufbahnen oder Wälzkörpern.
        • Korrosion: Rostspuren aufgrund der Anwesenheit von Wasser im Schmiermittel.
        • Separatorverschleiß: Separatorverformung oder Risse.
        • Verfärbung: Dunkle Flecken weisen auf eine Überhitzung hin.
      3. Manuelle Prüfung:
        1. Prüfen Sie die Welle manuell. Sind Unebenheiten, Knirschen, Knirschen zu spüren?
        2. Überprüfen Sie das Axial- und Radialspiel mit dem Messgerät. Mit den zulässigen Werten des Herstellers vergleichen.
      4. WENN Defekte oder übermäßiges Spiel festgestellt werden: Identifizieren Sie die Ursache.
    4. Diagnose von Fehlausrichtung, Unwucht, Schwächung:
      1. Ausrichtung prüfen:
        1. Kupplung trennen. Verwenden Sie eine Laser-Ausrichtungslehre (z. B. den Easy-Laser XT770), um die Ausrichtung der Eingangswelle des Getriebes zum Motor und der Ausgangswelle zum Arbeitsmechanismus zu überprüfen.
        2. Notieren Sie die Werte der Radial- und Winkelverschiebung.
        3. Toleranz: Normalerweise radiale Verschiebung <0,05 mm, Winkelverschiebung <0,01 mm/100 mm.
        4. WENN die Fehlausrichtung die Toleranzen überschreitet: Passen Sie die Geräteposition an.
      2. Unwuchtprüfung:
        1. Dies erfordert ein dynamisches Auswuchten, das von einem Auftragnehmer oder einer Spezialausrüstung durchgeführt werden kann.
        2. Die IF-Vibrationsanalyse ergab deutliche Spitzen bei 1x U/min: Mögliche Unwucht des Motorrotors oder der Kupplung.
      3. Überprüfen Sie, ob sich die Befestigungselemente lockern:
        1. Überprüfen Sie mit einem Drehmomentschlüssel alle Befestigungselemente des Getriebes am Fundament, an der Motoraufhängung und an den Lagerdeckeln.
        2. Vergleichen Sie die Anzugsdrehmomente mit den Herstellerangaben.
        3. WENN lockere Befestigungselemente festgestellt werden: Ziehen Sie diese mit dem gewünschten Drehmoment fest.

    6. Matrix „Fehler – Ursache“

    Mithilfe dieser Tabelle können Sie die beobachteten Symptome schnell den wahrscheinlichsten Ursachen und Diagnosemethoden zuordnen.

    SymptomWahrscheinliche Ursachen (nach Wahrscheinlichkeit)DiagnosetestErwartetes Ergebnis bei der Bestätigung der Ursache
    Zahnradeingriffsgeräusch
    • Zahnradverschleiß/Lochfraß
    • Falsches Spiel
    • Inkonsistenz der Gänge
    • Unzureichendes oder beschädigtes Schmiermittel
    • Getriebeüberlastung
    • Analyse des Schwingungsfrequenzspektrums (GMF und Seitenbänder)
    • Visuelle Inspektion von Zahnrädern (Endoskop)
    • Spielmessung
    • Schmierstoffanalyse
    • Hohe Spitzen bei GMF und seinen Harmonischen
    • Sichtbare Mängel (Grübchen, Abnutzung) an den Zähnen
    • Spiel außerhalb der zulässigen Werte (>0,3 mm oder <0,1 mm)
    • Hoher Gehalt an Metallpartikeln (Fe, Cr) im Schmierstoff
    Klopfen, Klicken
    • Übermäßiges Getriebe-/Lagerspiel
    • Lösen der Getriebe-/Fundamentbefestigungen
    • Schäden an Kupplungselementen
    • Ein Riss im Zahnrad
    • Messung des Spiels von Lagern/Zahnrädern
    • Dynamometrische Kontrolle von Befestigungen
    • Sichtprüfung der Kupplung
    • Auswirkungsanalyse auf das Schwingungsspektrum
    • Übermäßiges Spiel (radial/axial >0,15 mm)
    • Lockere Befestigungsschrauben
    • Beschädigte Gummi-/Kunststoffelemente der Kupplung
    • Hohe Stoßschwingungsspitzen
    Jammern, Quietschen
    • Anfänglicher Verschleiß von Wälzlagern
    • Unzureichende Schmierung der Lager
    • Getriebeüberlastung
    • Unsachgemäßes Anziehen der Lager
    • Wärmebildkontrolle von Lagerbaugruppen
    • Analyse des Schwingungsfrequenzspektrums (Hochfrequenzkomponenten, Lagerfrequenzen)
    • Akustische Diagnostik mit einem Stethoskop
    • Lokale Überhitzung der Lager (>80°C)
    • Erhöhung der Peilfrequenz im Spektrum
    • Ein hoher, schriller Ton von der Lagerbaugruppe
    Summendes, gleichmäßiges Geräusch
    • Fehlausrichtung der Wellen
    • Unwucht rotierender Teile (Motor, Kupplung)
    • Elektrische Störungen des Motors
    • Laserausrichtungsprüfung
    • Analyse des Frequenzspektrums der Schwingung (Peaks bei 1x, 2x U/min)
    • Elektrische Diagnose des Motors (bei Verdacht)
    • Erhebliche Radial-/Winkelverschiebung der Wellen
    • Hohe Spitzen bei der Rotationsfrequenz und ihren Harmonischen
    • Charakteristische elektrische Frequenzen im Schwingungsspektrum
    Allgemein erhöhte Vibration
    • Untersetzungsgetriebemotor/Untersetzungsgetriebelast stimmt nicht überein
    • Schwächung der Befestigung des Getriebes am Fundament
    • Unwucht (wenn das Getriebe Elemente hat, die sich mit hoher Geschwindigkeit drehen)
    • Verschleiß von Lagern oder Zahnrädern (im fortgeschrittenen Stadium)
    • Laserausrichtungsprüfung
    • Dynamometrische Kontrolle von Befestigungen
    • Analyse des Frequenzspektrums von Schwingungen
    • Sichtprüfung auf lockere Verbindungen
    • Inkonsistenz überschreitet Toleranzen
    • Lose Ankerbolzen
    • Erhöhung des allgemeinen Vibrationsniveaus mit einem breiten Frequenzbereich
    Vibration bei hoher Temperatur
    • Unzureichendes oder verschlechtertes Schmiermittel
    • Getriebeüberlastung
    • Lagerverschleiß
    • Falsches Einlegen des Gangs
    • Thermische Sehkontrolle/Pyrometrie
    • Schmierstoffanalyse
    • Übersicht über interne Komponenten
    • Lokale Hotspots (>90°C)
    • Abnahme der Viskosität, hoher Säureindex des Schmiermittels
    • Sichtbare Verschleißfehler an Lagern/Zahnrädern

    7. Analyse der Grundursachen von Störungen

    Für eine wirksame Fehlerbehebung und Vorbeugung ist es wichtig zu verstehen, warum Störungen auftreten.

    7.1. Getriebeverschleiß (Lochfraß, abrasiver Verschleiß, Fretting)

    • Warum es auftritt:
      1. Lochfraß: Ermüdung der Metalloberfläche aufgrund wiederholter Belastungen. Unter der Oberfläche bilden sich Mikrorisse, die sich dann ausdehnen und zum Abbrechen von Metallstücken führen. Beschleunigt bei hoher Belastung, unzureichender Oberflächenhärte und schlechter Schmierstoffqualität.
      2. Abrasiver Verschleiß: Eindringen fester Partikel (Schmutz, Staub, Verschleißprodukte) in den Schmierstoff. Diese Partikel bleiben zwischen den Zähnen hängen und verursachen Kratzer und Abnutzung auf den Arbeitsflächen.
      3. Fressen: Zerstörung der Oberfläche, die bei kleinen relativen Schwingungen von Teilen unter Last auftritt. Häufig verbunden mit unzureichendem Spiel, Vibration oder schlechter Schmierung.
    • So bestätigen Sie: Sichtprüfung der Zahnräder durch ein Endoskop oder nach der Demontage. Analyse des Schmierstoffs auf den Gehalt an Metallpartikeln und Ferrographie zur Bestimmung der Art der Verschleißpartikel. Bei der Vibrationsanalyse werden Spitzen beim GMF und deren Harmonischen sichtbar, oft mit Seitenbändern.
    • Potenzielle Schäden, wenn nicht behoben: Fortschreitender Verschleiß führt zu Veränderungen der Zahngeometrie, erhöhtem Spiel, erhöhtem Lärm und Vibrationen, was letztendlich zu Zahnabsplitterungen und einem katastrophalen Getriebeausfall führen kann.

    7.2. Fehlausrichtung der Wellen

    • Warum es auftritt:
      1. Ungenaue Installation von Getriebe und Motor/Last.
      2. Verformung des Sockels oder Fundaments im Laufe der Zeit.
      3. Spannungen in Rohrleitungen oder angeschlossenen Mechanismen.
      4. Wärmeausdehnung von Bauteilen im Betrieb.
    • So bestätigen Sie: Lasermessung der Ausrichtung zwischen den Wellen des Motors und des Getriebes sowie zwischen Getriebe und Arbeitsmaschine. Die Vibrationsanalyse zeigt dominante Spitzen bei 1-facher und 2-facher Wellengeschwindigkeit in radialer und axialer Richtung.
    • Möglicher Schaden, wenn nicht behoben: Übermäßige Belastung der Lager und Dichtungen, was zu beschleunigtem Verschleiß, Überhitzung und vorzeitigem Ausfall führt. Es kann auch zu einem erhöhten Kupplungsverschleiß führen.

    7.3. Lagerverschleiß oder -schäden

    • Warum es passiert:
      1. Unzureichendes oder verunreinigtes Schmiermittel: Falscher Schmiermitteltyp, unzureichender Füllstand, übermäßige Oxidation oder Partikel-/Wasserverunreinigung.
      2. Überlastung: Betrieb eines Lagers über seine Nennlastkapazität hinaus.
      3. Falsche Montage: Schäden bei der Montage (Stöße, falsche Erwärmung), falsches Anziehen.
      4. Inkonsistenz: Zusätzliche Belastungen aufgrund von Inkonsistenz.
      5. Korrosion: Durch eindringende Feuchtigkeit.
    • So bestätigen Sie: Vibrationsanalyse (Lagerkennfrequenzen: BPFI, BPFO, BSF, FTF), thermische Inspektion (lokale Überhitzung), Schmierstoffanalyse (Metallgehalt, Ferrographie), manuelle Prüfung des Lagerspiels. Sichtprüfung nach der Demontage.
    • Möglicher Schaden, wenn nicht behoben: Fortschreitender Verschleiß der Laufbahnen und Laufbahnen führt zu erhöhtem Spiel, Überhitzung, erhöhter Vibration und schließlich zum Festfressen oder Lagerausfall, was zu erheblichen Schäden an der Welle und den Zahnrädern führen kann.

    7.4. Unzureichendes oder beschädigtes Schmiermittel

    • Warum es auftritt:
      1. Falsches Austauschintervall: Das Schmiermittel wird nicht rechtzeitig ausgetauscht, was zu Oxidation und Eigenschaftsverlust führt.
      2. Falscher Schmierstofftyp: Verwendung eines Schmierstoffs mit falscher Viskosität oder falscher Zusätze.
      3. Kontamination: Eindringen von Wasser, Staub, Verschleißprodukten durch beschädigte Dichtungen oder Belüftung.
      4. Unzureichender Schmierstoffstand: Undichtigkeiten oder unzureichende Füllung.
    • So bestätigen Sie: Schmierstoffanalyse (Viskosität, TAN, Wassergehalt, Ferrographie). Visuelle Kontrolle des Schmierstoffstandes und der Farbe. Wärmebildkontrolle (Temperaturanstieg durch erhöhte Reibung).
    • Möglicher Schaden, wenn nicht behoben: Der Verlust der Schutzeigenschaften des Schmiermittels führt zu einem beschleunigten Verschleiß von Zahnrädern, Lagern und Dichtungen aufgrund erhöhter Reibung, Überhitzung und Korrosion. Dies ist eine der häufigsten Ursachen für Getriebeausfälle.

    7.5. Lösen von Befestigungen

    • Warum es auftritt:
      1. Falsches Anzugsdrehmoment während der Installation.
      2. Vibrationen während des Betriebs, die zum Selbstabschrauben führen.
      3. Thermische Zyklen.
      4. Verformung des Fundaments.
    • So bestätigen Sie: Sichtprüfung und dynamometrische Kontrolle aller Befestigungsschrauben des Getriebes an der Basis und an den Lagerdeckeln. Die Vibrationsanalyse kann erhöhte Amplituden bei 1x, 2x, 3x U/min zeigen.
    • Mögliche Schäden, wenn nicht behoben: Erhöhte Vibrationen der gesamten Einheit, zusätzliche Belastungen der Komponenten, was zur Zerstörung des Fundaments, des Getriebegehäuses, zum Versagen von Kupplungen und zum beschleunigten Verschleiß interner Komponenten führen kann.

    8. Schritt-für-Schritt-Verfahren zur Fehlerbehebung

    Die folgenden Verfahren sind allgemeiner Natur. Spezifische Werte und Schritte finden Sie immer in den Handbüchern des Geräteherstellers.

    8.1. Behebung von Problemen im Zusammenhang mit Zahnrädern

    1. Sicherheit: Gerät stoppen, LOTO (Lockout/Tagout) gemäß DSTU EN 1037 durchführen.
    2. Ablassen des Fetts: Lassen Sie das alte Fett zur Entsorgung oder weiteren Analyse in einen sauberen Behälter ab.
    3. Zugang: Entfernen Sie Abdeckungen oder Teile des Getriebegehäuses, um Zugang zu den Zahnrädern zu erhalten. Bei Bedarf Hebezeug verwenden.
    4. Detaillierte Inspektion: Überprüfen Sie alle Zahnräder sorgfältig auf Lochfraß, Späne, Risse, übermäßigen Verschleiß und Grate. Dokumentieren Sie alle Schäden.
    5. Messung des Zahnflankenspiels (Backlash):
      1. Stellen Sie einen uhrartigen Zeiger senkrecht zur Oberseite des Zahns ein.
      2. Blockieren Sie ein Rad. Drehen Sie das benachbarte Rad vorsichtig hin und her und achten Sie dabei auf den maximalen Leerweg.
      3. Vergleichen Sie mit den zulässigen Werten des Herstellers (typischerweise 0,15-0,30 mm).
    6. Reparatur/Austausch:
      1. Geringer Lochfraß/Verschleiß: Schleifen oder Polieren möglich (abhängig von Getriebetyp und Leistungsfähigkeit). Wenden Sie sich an den Hersteller.
      2. Erhebliche Lochfraß/Späne/Risse: Beschädigte Zahnräder MÜSSEN ersetzt werden. Bestellen Sie Original UNITEC-Ersatzteile der Kategorie „Z“ über https://www.unitecd.com/e-catalog/.
    7. Spieleinstellung: Stellen Sie beim Austausch oder nach einer größeren Reparatur das korrekte Spiel ein, indem Sie Einstellscheiben verwenden oder die Lagerbaugruppen gemäß den Anweisungen des Herstellers verschieben.
    8. Reinigung: Reinigen Sie die inneren Hohlräume des Getriebes gründlich von Metallpartikeln und Schmutz.
    9. Montage: Montieren Sie das Getriebe unter Einhaltung der Anzugsdrehmomente (z. B. 80-120 Nm für die Deckelschrauben) und der in der Herstelleranleitung angegebenen Reihenfolge.
    10. Fett nachfüllen: Füllen Sie frisches, vom Hersteller empfohlenes Fett (ISO VG 220-460 für die meisten Industriegetriebe) bis zur richtigen Menge auf.
    11. Überprüfung: Getriebe ohne Last laufen lassen, dann langsam unter Last. Führen Sie Vibrationsanalysen, Wärmebildaufnahmen und Abhören mit einem Stethoskop durch. Stellen Sie sicher, dass keine ungewöhnlichen Geräusche und Vibrationen auftreten.

    8.2. Fehlerbehebung bei Problemen im Zusammenhang mit Lagern

    1. Sicherheit: Gerät stoppen, LOTO durchführen.
    2. Fett ablassen: Lassen Sie das Fett ab.
    3. Zugriff und Ausbau:
      1. Kupplungen und alle angeschlossenen Komponenten trennen.
      2. Entfernen Sie die Lagerdeckel und Dichtungen.
      3. Verwenden Sie spezielle Abzieher (z. B. SKF TMMD 100), um Lager sicher von Wellen oder Gehäusen zu entfernen. Vermeiden Sie Stöße, die die Welle oder neue Lager beschädigen könnten.
    4. Detaillierte Inspektion: Überprüfen Sie die Demontagelager sorgfältig auf Lochfraß, Verschleiß, Korrosion und Verfärbung. Überprüfen Sie die Sitze an den Wellen und in den Gehäusen auf Verformungen, Risse und Rutschspuren.
    5. Austausch:
      1. Ersetzen Sie die Lager immer PAARWEISE (wenn sie paarweise arbeiten) oder alle Lager auf einer Welle.
      2. Verwenden Sie Original-UNITEC-Lager der Kategorie „B“.
      3. Zusammenbau:
        1. Reinigen Sie die Sitze und fetten Sie sie leicht ein.
        2. Erhitzen Sie das Lager mit einem Induktionsheizgerät (z. B. SKF TIH 100M) auf 80–110 °C (niemals 120 °C überschreiten!), um die Montage auf der Welle zu erleichtern.
        3. Für den Einbau in das Gehäuse verwenden Sie eine Presse oder entsprechende Montagewerkzeuge. Achten Sie darauf, dass die Kraft nur auf das unter Spannung stehende Ende des Rings ausgeübt wird.
        4. Auf Verzerrung prüfen.
    6. Dichtungen einbauen: Ersetzen Sie alle Wellen- und Deckeldichtungen.
    7. Montage und Anziehen: Montieren Sie die Lagerbaugruppen auf die Anzugsdrehmomente der Kopfschrauben (z. B. 50-70 Nm).
    8. Fett nachfüllen: Frisches Fett einfüllen.
    9. Überprüfung: Führen Sie Überprüfungen gemäß Abschnitt 8.1 und Abschnitt 11 durch.

    8.3. Korrektur der Unwissenheit

    1. Sicherheit: Gerät stoppen, LOTO durchführen.
    2. Kupplungstrennung: Trennen Sie alle Kupplungen.
    3. Vorprüfung:
      1. Überprüfen Sie die Sauberkeit der Auflageflächen der Motor- und Getriebebeine.
      2. Stellen Sie sicher, dass keine „weichen Beine“ (instabile Befestigung eines der Beine an der Basis) vorhanden sind. Messen Sie mit Fühlern die Lücken unter den Beinen. Wenn der Spalt > 0,05 mm beträgt, fügen Sie Kalibrierbeilagen hinzu.
    4. Lasermessung:
      1. Installieren Sie das Laser-Nivelliersystem (z. B. Easy-Laser XT770) gemäß den Anweisungen des Herstellers.
      2. Messen Sie die anfängliche Fehlausrichtung (vertikal und horizontal).
    5. Anpassung:
      1. Vertikale Anpassung: Fügen Sie Unterlegscheiben unter den Beinen der beweglichen Einheit (normalerweise der Motor) hinzu oder entfernen Sie sie, um die erforderliche Höhe zu erreichen.
      2. Horizontale Einstellung: Bewegen Sie die bewegliche Einheit auf ihrer Basis nach links/rechts.
    6. Überprüfen und erneut messen: Ziehen Sie nach jeder Einstellung die Befestigungsschrauben fest (z. B. 100 Nm) und messen Sie die Fehlausrichtung erneut, bis sie innerhalb der Toleranzen liegt (radiale Fehlausrichtung <0,05 mm, Winkelfehlausrichtung <0,01 mm/100 mm).
    7. Montage der Kupplungen: Verbinden Sie die Kupplungen und stellen Sie sicher, dass ihre Elemente in gutem Zustand sind.
    8. Verifizierung: Führen Sie eine Vibrationsanalyse durch. Eine Abnahme der Amplituden bei 1x und 2x der Rotationsfrequenz bestätigt eine erfolgreiche Anpassung.

    9. Vorsichtsmaßnahmen

    Regelmäßige und proaktive Wartung ist der beste Weg, unerwartete Ausfälle zu verhindern und die Lebensdauer von Getrieben zu verlängern.

    Die GrundursachePräventionsstrategieÜberwachungsmethodeEmpfohlenes Intervall
    Getriebeverschleiß
    • Verwendung von hochwertigem Schmierstoff mit entsprechender Viskosität (ISO VG).
    • Regelmäßige Schmierstoffanalyse.
    • Verhinderung einer Getriebeüberlastung.
    • Korrekte Installation und Spieleinstellung.
    • Schmierstoffanalyse (Ferrographie, Metallgehalt)
    • Schwingungsüberwachung (GMF-Spektralanalyse)
    • Sichtkontrolle durch Inspektionsluken (Endoskop)
    • Schmierstoffanalyse: Jährlich oder alle 2000 Stunden (abhängig von den Bedingungen)
    • Vibrationsüberwachung: Vierteljährlich oder alle 1000 Stunden
    • Sichtkontrolle: Alle 2-3 Jahre bei größeren Reparaturen
    Fehlausrichtung der Wellen
    • Präzise Laserausrichtung während der Installation und nach der Reparatur.
    • Regelmäßige Überprüfung des Fundaments und der Befestigungselemente.
    • Beseitigung der „weichen Pfoten“.
    • Vibrationsüberwachung (Spitzen bei 1x, 2x U/min in axialer/radialer Richtung)
    • Geplante Ausrichtungskontrolle (Laserausrichtung)
    • Vibrationsüberwachung: Vierteljährlich
    • Ausrichtungsprüfung: Alle 3–5 Jahre oder nach jeder Fundament-/Halterungsreparatur
    Verschleiß oder Beschädigung der Lager
    • Verwendung von Qualitätslagern (z. B. FAG, SKF, TIMKEN)
    • Korrekte Installation (ohne Stöße, mit Heizung)
    • Optimale Schmierung und Schmierintervalle.
    • Vermeidung von Fettverunreinigungen (Qualitätssiegel).
    • Vibrationsüberwachung (charakteristische Frequenzen von Lagern)
    • Wärmebildkontrolle
    • Schmierstoffanalyse (Metallgehalt)
    • Akustische Diagnose
    • Vibrationsüberwachung: Vierteljährlich
    • Wärmebildkontrolle: Monatlich oder vierteljährlich
    • Schmierstoffanalyse: Jährlich
    Unzureichende oder Verschlechterung des Schmiermittels
    • Einhaltung der Ölwechselintervalle gemäß Herstellerempfehlungen (ISO 4405, ISO 4406).
    • Verwendung von Fett mit geeigneter Viskosität und Additiven.
    • Regelmäßige Überwachung des Ölstandes.
    • Sicherstellung der Integrität von Siegeln.
    • Schmierstoffanalyse (Viskosität, Wassergehalt, TAN, Ferrographie)
    • Visuelle Kontrolle des Füllstands und Zustands des Schmiermittels
    • Wärmebildkontrolle
    • Schmierungsanalyse: Jährlich oder alle 2000 Stunden
    • Visuelle Kontrolle: Wöchentlich/monatlich
    • Schmierstoffwechsel: Alle 1-3 Jahre (abhängig von der Art des Schmierstoffs und den Betriebsbedingungen)
    Lockere Befestigungselemente
    • Verwenden Sie bei der Installation die richtigen Anzugsdrehmomente.
    • Verwendung von Sicherungsmuttern oder Gewindesicherungen (falls vorhanden).
    • Regelmäßige Kontrolle des Schraubenanzugs.
    • Sichtprüfung
    • Dynamometrische Kontrolle
    • Vibrationsüberwachung (Änderungen des Gesamtpegels, Spitzen bei 1x, 2x U/min)
    • Sichtkontrolle: Monatlich
    • Dynamometrische Kontrolle: Jährlich oder während der geplanten Wartung

    10. Ersatzteile und Komponenten

    Für eine schnelle und effiziente Fehlerbehebung ist es wichtig, Zugang zu hochwertigen Ersatzteilen zu haben. Die UNITEC-D GmbH ist ein zuverlässiger Lieferant von Original- und Analogkomponenten für Industriegetriebe.

    Beschreibung des TeilsSpezifikation/BeispielWann ersetzen?Kategorie UNITEC
    Wälzlager (Kugel/Rolle)SKF 22222 EK, FAG 23130 CC/W33Wenn nach Erreichen der geschätzten Lebensdauer (L10) Verschleiß, Lochfraß, Geräusche oder Überhitzung festgestellt werdenKategorie „B“ (Lager)
    ZahnräderMaterial 18KHGT, Härte 58-62 HRCMit erheblicher Lochfraßbildung, Spänen, Rissen und übermäßigem ZahnverschleißKategorie „Z“ (Getriebe)
    Wellen (Eingang/Ausgang)Stahl 40X, Genauigkeit H7Bei Rissen, Biegungen oder übermäßigem Verschleiß der Sitze unter den Lagern/DichtungenKategorie „V“ (Schächte)
    Abdichtung von Schächten (Manschetten)NBR, FKM (Viton) für hohe TemperaturenBeim Erkennen von Schmiermittellecks, Verhärtungen, Rissen und VerschleißKategorie „U“ (Siegel)
    Kupplungen und ihre ElementeGummibuchsen, Scheiben, ZahnringeBei Rissen, Verformungen, übermäßiger Abnutzung oder BeschädigungKategorie „M“ (Kupplungen)
    Schmiermittel für GetriebeISO VG 220, 320, 460 (z. B. Mobilgear 600 XP)Gemäß dem Austauschplan oder gemäß den Ergebnissen der SchmierstoffanalyseKategorie „L“ (Schmierstoffe)
    ÖlfilterDer Filtergrad beträgt 10-25 MikrometerNach Austauschplan oder bei erhöhter VerschmutzungKategorie „F“ (Filter)

    Um hochwertige Ersatzteile zu bestellen, die den höchsten Standards entsprechen, lesen Sie den UNITEC-D-E-Katalog unter: https://www.unitecd.com/e-catalog/. Wir garantieren die Einhaltung europäischer Qualitätsstandards und eine pünktliche Lieferung.

    11. Links

    • DSTU ISO 10816-3:2006 (ISO 10816-3:1998, IDT) Mechanische Vibration. Bewertung von Maschinenschwingungen anhand der Ergebnisse von Messungen an nicht rotierenden Teilen. Teil 3. Industriemaschinen mit einer Nennleistung über 15 kW und Nenndrehzahlen von 120 U/min bis 15000 U/min bei In-situ-Messungen.
    • DSTU EN 1037:2003 (EN 1037:1995, IDT) Sicherheit von Maschinen. Verhinderung eines unerwarteten Starts.
    • DSTU ISO 4405:2005 (ISO 4405:1991, IDT) Volumetrische hydraulische und pneumatische Aktuatoren. Flüssigkeiten Bestimmung des Verschmutzungsgrades nach Gewicht.
    • ISO 4406:2017 Hydraulische Fluidtechnik – Flüssigkeiten – Methode zur Kodierung des Verschmutzungsgrads durch feste Partikel.
    • Handbücher für Betrieb und Wartung von Geräteherstellern (OEM-Handbücher).
    • Interne Richtlinien von UNITEC zur Wartung und Reparatur von Industrieanlagen.

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