1. Einführung
Die Schwingungsanalyse ist ein bewährtes Verfahren zur Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen. Durch die frühzeitige Erkennung von Unregelmäßigkeiten in Schwingungsmustern lassen sich Ausfälle minimieren und die Betriebssicherheit erhöhen.
In diesem Beitrag beleuchten wir die wichtigsten Vorteile der Schwingungsanalyse, zeigen typische Herausforderungen in der Praxis auf und erklären, warum eine präzise Kalibrierung unerlässlich ist. Abschließend stellen wir Lösungen vor, mit denen sich die Analyseverfahren optimieren lassen.
2. Schwingungsanalyse und ihre Vorteile
Die Schwingungsanalyse ist eine Technik zur Messung, Auswertung und Interpretation mechanischer Schwingungen in Maschinen und Anlagen. Sie dient als Frühwarnsystem, um Unregelmäßigkeiten oder Defekte frühzeitig zu erkennen, bevor sie zu kostspieligen Ausfällen führen.
Durch den Einsatz hochsensibler Schwingungssensoren lassen sich selbst kleinste Veränderungen in den Schwingungsmustern identifizieren – beispielsweise Unwuchten, Fehlausrichtungen oder Lagerdefekte.
Die Vorteile der Schwingungsanalyse sind vielfältig:
- Verlängerte Maschinenlebensdauer
- Reduzierte Wartungskosten
- Optimierte Effizienz und erhöhte Betriebssicherheit
3. Die Herausforderungen der Schwingungsanalyse
- Hohe Anschaffungskosten: Einsatz von Schwingungsanalyse-Sensorik und der notwendigen Software verursacht erhebliche initiale Kosten.
- Fachkräftemangel: Die notwendige Expertise bei der Auswertung der Daten ist oft schwer verfügbar.
- Komplexität: Die Analyse ist komplex und zeitaufwändig, besonders bei großen oder komplizierten Systemen mit mehreren Vibrationsquellen.
- Signalstörungen: Externe Quellen (z. B. elektromagnetische Felder, Umgebungsgeräusche) können Messungen verfälschen.
- Sensorgrenzen: Nicht alle Sensoren können sehr niedrige oder sehr hohe Frequenzen exakt messen.
- Kalibrierung & Referenzwerte: Jede Messung ist nur so gut wie die Kalibrierung des Sensors.
- Anlernphase: Sensoren müssen für jede Maschine individuell angelernt werden – oft über Wochen. Nach einem Lagertausch oder sogar einer Nachschmierung ist erneutes Anlernen erforderlich.
4. Kalibrierung in der Schwingungsanalyse
Definition: Kalibrierung bedeutet, dass ein Schwingungssensor oder Messsystem überprüft und justiert wird, um sicherzustellen, dass es exakte und zuverlässige Messwerte liefert.
Warum ist Kalibrierung wichtig?
- Sensoren können durch Alterung, Temperaturänderungen oder mechanische Belastung ihre Genauigkeit verlieren.
- Falsche oder unkalibrierte Messwerte können zu Fehlinterpretationen führen.
- Viele industrielle Normen (z. B. ISO 16063) verlangen eine regelmäßige Kalibrierung.
Wie wird kalibriert?
- Vergleichsmessung mit einem hochpräzisen Referenzsensor.
- Einsatz von Kalibrierschwingern, die eine definierte Schwingung erzeugen.
- Software-Korrekturen durch mathematische Modelle oder KI-basierte Fehlerkompensation.
Auch bei korrekt kalibrierten Sensoren ist oft eine Anlernphase erforderlich, um die Signale richtig interpretieren zu können – insbesondere bei komplexen Systemen oder wechselnden Betriebsbedingungen.
Vorteil von HCP Sense: Im Gegensatz dazu ermöglicht HCP Sense bereits direkt nach der Kalibrierung eine aussagekräftige Interpretation des Signals – ganz ohne zeitaufwändiges Anlernen.
5. Lösungen zur Überwindung der Herausforderungen
Die traditionelle Schwingungsanalyse bietet zwar Vorteile, ist aber in vielen Bereichen limitiert. Hier setzt HCP Sense an und ermöglicht eine neue Art der Überwachung:
| Aspekt | Schwingungsanalyse | HCP Sense |
|---|---|---|
| 1. Art der Schadenserkennung | Erkennt Schäden erst, wenn sie vorhanden sind, da die Schadenserkennung auf statistischer Analyse basiert. | Erkennt die Ursachen von Schäden, da die Schadenserkennung auf physikalischen Effekten basiert. |
| 2. Einlern- & Kalibrierungsaufwand | Langes Einlernen und Kalibrierung nötig – jede Maschine muss individuell überwacht werden. Änderungen erfordern erneute Kalibrierung. | Kein aufwändiges Einlernen – HCP Sense ist unabhängig von Maschinenmustern und sofort einsetzbar. |
| 3. Betriebsanforderungen | Mindestdrehzahlen erforderlich – bei niedrigen oder variablen Drehzahlen oft keine brauchbaren Daten. | Keine Mindestdrehzahlen für Schmierungsüberwachung nötig – nur minimale Belastung für Schadenerkennung erforderlich. |
| 4. Wartungsstrategie | Reaktive Instandhaltung | Proaktive Prävention |
| 5. Komplexität der Datenverarbeitung | Komplexe Signalinterpretation | Einfache, direkte Bewertung |
6. Fazit
Die Schwingungsanalyse bleibt ein wertvolles Diagnoseinstrument, ist jedoch mit Herausforderungen verbunden. HCP Sense geht darüber hinaus: Es nutzt direkt messbare physikalische Effekte anstelle statistischer Auswertungen und überwacht nicht den Schaden selbst, sondern dessen Ursache – beispielsweise die Schmierungssituation. So können Schäden frühzeitig verhindert werden. Unternehmen profitieren dadurch von längeren Maschinenlaufzeiten, reduzierten Wartungskosten und einer einfacheren Integration in bestehende Systeme.