Vibrations Glossar

Beschleunigung: Unter Beschleunigung versteht man die Geschwindigkeitsänderung eines Objekts. In der Schwingungsanalyse ist es ein entscheidender Parameter zur Messung und Quantifizierung der Intensität von Schwingungen.

Beschleunigungsmesser: Ein Beschleunigungsmesser ist ein Gerät zur Messung der Beschleunigung, einschließlich Vibrationen. Es spielt eine Schlüsselrolle bei der Erfassung von Schwingungsdaten zur Analyse und Überwachung.

Gyroskop: Ein Gyroskop ist ein Gerät, das die Winkelgeschwindigkeit erkennt und zum Verständnis der Rotationsbewegung und -ausrichtung verwendet wird. In manchen Fällen kann es Vibrationsdaten für eine umfassende Analyse ergänzen.

Kalibrierung: Die Kalibrierung umfasst eine Reihe von Vorgängen und Einstellungen, um die Genauigkeit eines Messgeräts oder Systems festzustellen. Es gewährleistet die Zuverlässigkeit von Schwingungsmessgeräten.

Sensorplatzierung: Unter Sensorplatzierung versteht man die strategische Positionierung von Vibrationssensoren an Maschinen oder Strukturen, um eine genaue und repräsentative Datenerfassung für die Analyse sicherzustellen.

MEMS-Sensor: MEMS-Sensoren (Micro-Electro-Mechanical Systems) sind Miniaturgeräte zur Messung von Beschleunigungen und anderen Parametern bei der Vibrationsüberwachung. Sie bieten hohe Präzision in industriellen Anwendungen.

Maschinen- und Komponentenanalyse: Wälzlager: Ein Wälzlager ist ein Lagertyp, der die Reibung mithilfe von Wälzkörpern wie Kugeln oder Rollen reduziert. Es ist in Maschinen unerlässlich und erfordert eine Analyse für die Wartung.

Fehlausrichtung: Fehlausrichtung bezieht sich auf die falsche Positionierung von Maschinenkomponenten relativ zueinander, was zu Vibrationen und möglichen Maschinenproblemen führt. Die Analyse hilft, Fehlstellungen zu erkennen und zu beheben.

Auswuchten: Beim Auswuchten handelt es sich um ein Verfahren zur Anpassung der Massenverteilung eines Rotors, um Vibrationen zu minimieren. Ziel ist es sicherzustellen, dass die Massenmittellinie mit der geometrischen Mittellinie des Rotors übereinstimmt.

Ausgeglichener Zustand: Bei rotierenden Maschinen wird ein ausgewuchteter Zustand erreicht, wenn die geometrische Mittellinie der Welle mit der Massenmittellinie übereinstimmt, wodurch Vibrationen reduziert werden.

Zahneingriffsfrequenz: Die Zahneingriffsfrequenz ist eine potenzielle Vibrationsfrequenz in Maschinen mit Zahnrädern. Sie wird auf Grundlage der Anzahl der Zahnradzähne und der Drehfrequenz des Zahnrads berechnet.

Ordnung: Bei rotierenden Maschinen sind Ordnungen Vielfache oder Harmonische der Rotationsgeschwindigkeit. Die ordnungsgemäße Analyse von Schwingungsspektren ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn die Maschinengeschwindigkeit variiert.

BPFI (Ball Pass Frequency Inner): BPFI oder Ball Pass Frequency Inner ist eine gebräuchliche Abkürzung für die Häufigkeit von Defekten an inneren Lagerlaufbahnen. Es ist ein Schlüsselparameter in der Schwingungsanalyse.

BPFO (Ball Pass Frequency Outer): BPFO oder Ball Pass Frequency Outer ist eine gebräuchliche Abkürzung für die Häufigkeit von Defekten an äußeren Lagerlaufringen. Dies ist wichtig für die Identifizierung von Lagerproblemen.

BSF (Ball Spin Frequency): BSF oder Ball Spin Frequency ist die Frequenz, mit der Kugeln in einem Lager um ihre Mittellinie rotieren. Es handelt sich um eine wesentliche Fehlerfrequenz in der Schwingungsanalyse.

Gleitlager: Ein Gleitlager ist eine Lagerart, die eine Welle auf einem dünnen Ölfilm stützt. Es kann entweder hydrodynamisch oder hydrostatisch sein und erfordert eine Analyse für eine optimale Leistung.

Mechanische Lockerheit: Mechanische Lockerheit ist ein Zustand, der durch falsche Passungen oder Lockerheit zwischen Komponenten verursacht wird. Dies führt häufig zu abnormalen Vibrationen, die eine Analyse zur Erkennung erfordern.

Mechanische Exzentrizität: Unter mechanischer Exzentrizität versteht man die Änderung des Außendurchmessers einer Wellenoberfläche im Vergleich zu ihrer wahren geometrischen Mittellinie. Die Analyse hilft, dieses Problem zu identifizieren.

Mechanische Sekretion: Die mechanische Sekretion ist der Unterschied zwischen der Verschiebungssonde und der Mittellinienposition des Schafts aufgrund von Roll- und Oberflächenfehlern. Die Analyse deckt diesen Zustand auf.

Hubkolbenmaschinen: Hubkolbenmaschinen bestehen aus Komponenten, die sich in einer linearen Bewegung hin und her bewegen. Aufgrund seines Bewegungsmusters stellt es besondere Herausforderungen bei der Schwingungsanalyse dar.

Harmonisches Auswuchten: Das harmonische Auswuchten ist ein Verfahren zur Korrektur von Unwucht in rotierenden Maschinen. Dabei wird Gewicht in bestimmten Winkeln hinzugefügt oder entfernt, um harmonische Komponenten in Vibrationen zu eliminieren.

Schwingungsspektrumanalyse: Bei der Schwingungsspektrumanalyse werden Schwingungssignale im Zeitbereich in Spektren im Frequenzbereich umgewandelt, um bestimmte Frequenzkomponenten und deren Eigenschaften zu identifizieren.

Zeitsynchrone Mittelung (TSA): Die zeitsynchrone Mittelung gleicht Vibrationsdaten mit der Rotationsposition einer Maschine aus und ermöglicht so die Erkennung von Defekten oder Anomalien, die an bestimmten Positionen innerhalb einer Rotation auftreten.

Phasenaufgelöste Analyse: Bei der phasenaufgelösten Analyse wird ein Schwingungssignal anhand von Phaseninformationen in kleinere Segmente unterteilt, um einzelne Komponenten zu analysieren, die zur Gesamtschwingung beitragen.

Modalanalyse: Die Modalanalyse wird verwendet, um die dynamischen Eigenschaften einer Struktur zu bestimmen, einschließlich ihrer Eigenfrequenzen, Dämpfungswerte und Modenformen.

Modenform: Die Modenform stellt die Form dar, die eine Struktur annimmt, während sie mit ihrer Eigenfrequenz schwingt, und bietet Einblicke in ihr Verhalten.

Modale Dämpfung: Die modale Dämpfung misst den Energieverlust in einem schwingenden System pro Zyklus und beeinflusst, wie schnell Schwingungen nach der Anregung abklingen.

Predictive-Maintenance-Konzepte: Zustandsüberwachung: Die Zustandsüberwachung umfasst die kontinuierliche oder periodische Erfassung und Analyse von Gerätedaten, einschließlich Vibrationen, um deren Zustand zu beurteilen und potenzielle Fehler zu erkennen.

Zustandsbasierte Wartung (CBM): CBM basiert auf der Echtzeitüberwachung und -analyse des Gerätezustands, einschließlich Vibrationsdaten, um festzustellen, wann eine Wartung erforderlich ist, und so Ausfallzeiten zu reduzieren.

Maschinelles Lernen: Algorithmen des maschinellen Lernens werden zunehmend in der vorausschauenden Wartung eingesetzt, um Schwingungsdaten zu analysieren und Muster zu erkennen, die auf potenzielle Fehler hinweisen.

Überwachungs- und Wartungstools: Vibrationsstärkestandards: Vibrationsstärkestandards sind etablierte Branchenrichtlinien, die akzeptable Vibrationspegel für verschiedene Maschinen und Komponenten definieren und so die Zuverlässigkeit gewährleisten.

Vibrationsanalysesoftware: Softwaretools zur Vibrationsanalyse sind für die Verarbeitung, Analyse und Visualisierung von Vibrationsdaten konzipiert und unterstützen die Fehlerdiagnose und Zustandsüberwachung.

Thermografie: Bei der Thermografie werden Wärmebildkameras verwendet, um Temperaturschwankungen in Geräten zu erkennen und überhitzte Komponenten als potenzielle Fehlerindikatoren zu identifizieren.

Ultraschallprüfung: Bei der Ultraschallprüfung werden hochfrequente Schallwellen (Ultraschall) eingesetzt, um Veränderungen in der Materialdicke zu erkennen, Defekte zu lokalisieren und Lecks in Strukturen und Maschinen zu identifizieren.

Basisspektrum: Ein Basisspektrum ist ein Schwingungsspektrum, das bei einwandfreiem Betriebszustand der Maschine aufgenommen wird und als Referenz für die laufende Überwachung und Analyse dient.

Trend: Ein Trend ist eine grafische Darstellung der Vibrationspegel im Vergleich zur verstrichenen Zeit und bietet Einblicke in das Geräteverhalten im Zeitverlauf.

Routenbasierte Überwachung: Bei der routenbasierten Überwachung werden Daten in vorgegebenen Intervallen oder Routen in einer Anlage mithilfe handgehaltener oder tragbarer Schwingungsanalysatoren erfasst.

Spezialisierte Schwingungsanalyse: Kavitation: Kavitation tritt in Flüssigkeitshandhabungsmaschinen auf, wenn der Druck in der Saugleitung abnimmt, was zu Flüssigkeitsverdampfung, Mischströmung und möglicherweise schädlichen Vibrationen führt.

Ölwirbel/Ölpeitsche: Ölwirbel und Ölpeitsche sind ständige Vibrationen in Maschinen, die durch eine unzureichende Lastunterstützung des Fluidfilmbetts verursacht werden und häufig mit Lager- und Resonanzproblemen zusammenhängen.

Harmonische Analyse: Die harmonische Analyse identifiziert und quantifiziert einzelne harmonische Komponenten innerhalb eines komplexen Schwingungssignals, was für die Diagnose von Problemen mit rotierenden Maschinen unerlässlich ist.

Blade Pass Frequency (BPF): BPF stellt die Geschwindigkeit dar, mit der Rotorblätter eine feste Position in Geräten wie Lüftern oder Turbinen durchlaufen, was für die Schwingungsanalyse von entscheidender Bedeutung ist.

Resonanz: Resonanz ist ein Zustand der Schwingungsreaktion, der durch die Empfindlichkeit eines Systems gegenüber einer bestimmten Antriebsfrequenz verursacht wird und zu erheblichen Amplitudenanstiegen und Phasenverschiebungen führt.

Kritische Geschwindigkeiten: Kritische Geschwindigkeiten sind Rotationsgeschwindigkeiten, die mit hohen Vibrationsamplituden verbunden sind und häufig den Eigenfrequenzen des Systems entsprechen.

Kritikalitätsindex: Der Kritikalitätsindex bewertet die Wichtigkeit einer Maschine unter Berücksichtigung von Faktoren wie Redundanz, Reparaturkosten und Zustandsüberwachung.

Finite-Elemente-Modellierung: Die Finite-Elemente-Modellierung ist eine computergestützte Technik, die zur Vorhersage des dynamischen Verhaltens mechanischer Systeme vor der Produktion verwendet wird und bei der Schwingungsanalyse und -optimierung hilft.

Scheitelfaktor: Der Scheitelfaktor ist das Verhältnis des Spitzenwerts einer Wellenform zu ihrem Effektivwert (RMS). Es quantifiziert die Form einer Wellenform und kann impulsive oder schockartige Vibrationen anzeigen.

Hüllkurve: Hüllkurve ist eine Technik in der Schwingungsanalyse, die dazu dient, Modulationsinformationen aus einem Signal zu extrahieren und häufig frühe Anzeichen von Lager- und Getriebefehlern durch Amplitudenmodulationsanalyse zu erkennen.

Transiente Vibrationen: Unter transienten Vibrationen versteht man kurzzeitige Vibrationen, die als Reaktion auf plötzliche Änderungen der Betriebsbedingungen wie Anfahren, Herunterfahren oder abrupte Laständerungen auftreten.

Frequenzantwortfunktion (FRF): FRF beschreibt die stationäre Reaktion eines Systems auf einen sinusförmigen Eingang über verschiedene Frequenzen hinweg. Es ist von entscheidender Bedeutung für die Modalanalyse und die Strukturdynamik.

Zerstörungsfreie Prüfung (NDT): ZfP umfasst Techniken und Methoden zur Beurteilung von Material-, Komponenten- oder Systemeigenschaften, ohne Schäden zu verursachen. Bei der vorausschauenden Wartung ergänzen ZfP-Methoden wie Ultraschall und Thermografie die Schwingungsanalyse.

Vibrationssensor: Ein Vibrationssensor ist ein Gerät zur Messung und Erfassung von Vibrationsdaten. Dazu gehören Beschleunigungsmesser, Geschwindigkeitssensoren und Wegsensoren, die wichtige Daten für die Analyse liefern.

Vibrationssignatur: Eine Vibrationssignatur stellt das einzigartige Vibrationsmuster dar, das einer bestimmten Maschine oder Komponente zugeordnet ist. Änderungen in der Signatur können auf sich entwickelnde Fehler hinweisen.

Sensorplatzierung: Bei der Sensorplatzierung geht es um die strategische Positionierung von Vibrationssensoren an Maschinen oder Strukturen, um eine genaue und repräsentative Datenerfassung für die Analyse sicherzustellen.

Bode-Diagramm: Ein Bode-Diagramm ist eine grafische Darstellung des Frequenzgangs eines Systems und zeigt Amplituden- und Phaseninformationen als Funktion der Frequenz an. Es hilft bei der Analyse der Stabilität und des Verhaltens des Steuerungssystems.

Zeitwellenformanalyse: Die Zeitwellenformanalyse untersucht die Zeitbereichsdarstellung eines Vibrationssignals, um vorübergehende Ereignisse, Stöße oder Unregelmäßigkeiten in der Wellenform zu erkennen.

Zustandsindikator: Ein Zustandsindikator ist ein quantitativer Parameter, der aus Schwingungsdaten abgeleitet wird, wie z. B. Spitzenamplitude, Kurtosis oder Scheitelfaktor. Es dient als Indikator für den Maschinenzustand.

Vibrationsüberwachung: Die Vibrationsüberwachung umfasst die kontinuierliche oder periodische Datenerfassung und Analyse von Maschinen- und Strukturvibrationen, um deren Zustand zu beurteilen und potenzielle Fehler zu erkennen.

Mechanische Exzentrizität: Die Änderung des Außendurchmessers der Wellenoberfläche in Bezug auf die tatsächliche geometrische Mittellinie der Welle.

Mechanische Sekretion: Dies ist der Unterschied zwischen der Verschiebungssonde und der Position der Wellenmittellinie, die durch Roll- und Oberflächenfehler verursacht wird.

MEMS-Sensor: Der Begriff MEMS steht für mikroelektromechanische Systeme. Immer wenn die Kraft auf den MEMS-Sensor ausgeübt wird, bewirkt eine ausgeglichene Masse einen Unterschied im elektrischen Potenzial. MEMS-Beschleunigungsmesser sind kostengünstige, hochpräzise Inertialsensoren, die für eine Vielzahl industrieller Anwendungen geeignet sind.

Modalanalyse: Hierbei handelt es sich um die Methode zur Bestimmung des dynamischen Charakters einer Struktur, einschließlich ihrer Eigenfrequenz, Dämpfungswerte und Modenform, bei der es sich um einen von der Strukturverformung abhängigen Wert handelt.

Modenform: Dies ist die Form, die eine Struktur annimmt, während sie mit ihrer Eigenfrequenz schwingt.

Modulation: Modulation ist das Ersetzen eines Parameters eines Signals durch die Wirkung eines anderen Signals.

Nyquist-Frequenz: Bei der Umwandlung von analog in digital muss das Eingangssignal zunächst abgetastet werden. Wenn das Signal bei Frequenzen über der Hälfte der Abtastfrequenz Informationen enthält, wird das Signal nicht korrekt abgetastet und die abgetastete Version des Signals enthält aufgrund des Aliasing-Phänomens falsche Komponenten. Die maximale Frequenz, die genau abgetastet werden kann, wird Nyquist-Frequenz genannt und entspricht der halben Abtastrate.

Root Mean Square (RMS): Hierbei handelt es sich um ein statistisches Kriterium zur Messung der Größe unterschiedlicher Beträge. Dies ist besonders nützlich in Wellen, in denen die Veränderung positiv und negativ ist. DSAs führen in aufeinanderfolgenden Schwingungsspektren eine digitale Mittelung des RMS relativ zur Frequenzlinie durch.

Stichprobengröße: Hierbei handelt es sich um die Anzahl der Stichproben, die in einem DSA (Dynamischer Signalanalysator) zur Berechnung der Fast-Fourier-Transformation verwendet werden. Es ist auch die Anzahl der Proben in einem Zeitindikator.

Abtastrate: Sie bestimmt, wie oft die Analog-Digital-Umwandlung erfolgt. Eine hohe Abtastrate liefert genauere Werte. Nach dem Nyquist-Theorem sollte die Abtastrate fs ≥ 2×fmax sein.

Aliasing: Ein Phänomen, das immer dann auftreten kann, wenn ein Signal nicht mit mehr als der doppelten maximalen Bandbreite des Signals abgetastet wird. Bewirkt, dass hochfrequente Signale bei niedrigen Frequenzen erscheinen. Aliasing wird minimiert, indem das Signal auf eine Bandbreite von weniger als der Hälfte der Abtastrate gefiltert wird.

Fensterung: Jeder Teil der Signale vor der Verarbeitung wird als Fenster bezeichnet. Fensterfunktionen sind Multiplikatorfunktionen, die die Mitte der Signalsegmente hervorheben. Es wird verwendet, um spektrale Lecks zu minimieren.

Periode: Die Zeit, die für eine vollständige Schwingung oder einen einzelnen Ereigniszyklus benötigt wird. (T = 1/f)

Piezoelektrisch: Jedes Material, das zwischen mechanischer und elektrischer Energie umwandelt. Wenn beim piezoelektrischen Kristall mechanische Spannungen auf gegenüberliegende Seiten ausgeübt werden, werden elektrische Ladungen auf den anderen Paaren beobachtet.

Radiale Vibration: Dynamische Wellenbewegung oder Körpervibration in Richtung senkrecht zur Wellenmittellinie.

Resonanz: Dies ist der Zustand der Schwingungsamplitude und der Phasenänderungsreaktion, der durch eine Systemempfindlichkeit verursacht wird, die einer bestimmten Antriebsfrequenz entspricht, wenn diese mit der Eigenfrequenz des Systems übereinstimmt. Resonanz wird typischerweise durch einen deutlichen Amplitudenanstieg und die damit verbundene Phasenverschiebung definiert.

Freiheitsgrade: Dieser Begriff wird bei mechanischen Schwingungen verwendet, um die Komplexität des Systems zu beschreiben. Die Anzahl der Freiheitsgrade ist die Anzahl unabhängiger Variablen, die den Zustand eines schwingenden Systems beschreiben.

Freie Schwingung: Eine Art von Schwingung, die in Systemen auftritt, denen zunächst eine Bewegung gegeben wird und die dann losgelassen werden, um sich frei zu lösen.

Finite-Elemente-Modellierung: Hierbei handelt es sich um eine computergestützte Technik zur Vorhersage des dynamischen Verhaltens eines mechanischen Systems vor der Produktion. Mithilfe der FEM lassen sich beispielsweise die Eigenfrequenzen eines flexiblen Rotors abschätzen.

Dämpfung: Die Wirkung auf ein Schwingungssystem, die dazu führt, dass dessen Schwingungen verringert, eingeschränkt oder verhindert werden. In physikalischen Systemen wird Dämpfung durch Prozesse erzeugt, die die in der Schwingung gespeicherte Energie abbauen.

Spektrale Leckage: Wenn das Frequenzspektrum einer Sinuswelle mit einer einzelnen Frequenz gezeichnet werden soll, gibt es auf ihrem Frequenzwert eine einzelne gerade Linie. Wenn jedoch Proben dieser Welle entnommen und mit FFT verarbeitet werden, trifft man im resultierenden Frequenzspektrum nicht auf eine einzige Linie, sondern auf eine Kurve, die Frequenzen abdeckt, die nahe an den Frequenzen liegen, die sie hat. Diese Situation wird als „spektrale Leckage“ bezeichnet.

Basisspektrum: Hierbei handelt es sich um ein Schwingungsspektrum, das bei einwandfreiem Betriebszustand einer Maschine erstellt wird. Es dient als Referenz für die Überwachung und Analyse.

Trend: Der Trend ist ein Diagramm des Vibrationspegels im Vergleich zur verstrichenen Zeit. Die meisten Trendschwingungsdaten werden von Schwingungsüberwachungssoftware erstellt und dienen in der Regel dazu, den Schwingungspegel bei bestimmten Schlüsselfrequenzen über mehrere Monate oder Jahre hinweg anzuzeigen.

Flattop-Fenster: Die FFT-Fensterfunktion bietet die beste Amplitudengenauigkeit für die Messung diskreter Frequenzkomponenten.

Ölwirbel/Peitsche: Hierbei handelt es sich um eine konstante Vibration, bei der die Einheitslast des Wirbelschichtbetts nicht ausreicht. In diesem Zustand ist die dynamische Bewegung der Wellenmittellinie im Allgemeinen kreisförmig in Drehrichtung. Ölwirbel treten bei der Öldurchflussrate im Lager auf, normalerweise 40 % bis 49 % der Wellendrehzahl. Oil Whip tritt auf, wenn die Rotationsfrequenz mit einer Wellenresonanzfrequenz übereinstimmt und blockiert ist.

Ermüdung: Metallermüdung ist ein Zustand, bei dem ein Metall an Festigkeit verliert und schließlich reißt, wenn es in der Nähe seiner Elastizitätsgrenze zu viel Biegung ausgesetzt wird. Wenn die Vibrationen nicht kontrolliert werden, kann es zu Metallermüdung kommen.

Hochpassfilter: Es handelt sich um einen Hochfrequenzpassfilter mit einem Übertragungsband, das bei einer unteren Grenzfrequenz beginnt und sich (theoretisch) bis zur unendlichen Frequenz erstreckt.