Vibration wird einfach als mechanische Schwingung um einen Gleichgewichtspunkt bezeichnet. In der ersten Stufe treten Vibrationen auf, selbst wenn es aufgrund von Energieverschwendung und Lärm zu unerwünschten Situationen kommt, sie führen sogar dazu, dass die Maschinen unbrauchbar werden. Dies kann zu erhöhten Wartungs- und Reparaturkosten, unerwünschten Ausfallzeiten, Ersatzteilkosten und sogar zur Verschrottung gekaufter Geräte führen, was Zehntausende von Dollar kostet. Zum Beispiel; Wenn es sich um Getriebe, Elektromotoren oder andere Maschinenelemente handelt, erzeugen deren Bewegungen während des Betriebs Vibrationen. Vibrationen können durch Unwucht rotierender Teile in Motoren, Schmierungsproblemen, Getrieberissen und vielen anderen Problemen sowie durch die Eigenschaften der Anlage selbst verursacht werden. Vibration ist insofern ein Parameter, der sowohl auf Probleme als auch auf ein Problem hinweist. Werden Ausfälle nicht bemerkt, kann dies zu verheerenden Schäden an der Anlage führen. Aus diesem Grund werden Schwingungsanalysen in den Design- und Qualitätskontrollprozessen von Produkten mit beweglichen Teilen durchgeführt und als Ergebnis werden Endprodukte hergestellt. Trotz dieser Designstudien verursachen jedoch viele externe Faktoren wie unsachgemäße Montage, unzureichende Schmierung und Lockerheit bei der Feldanwendung der Produkte Vibrationen und unterbrechen die Systemkontinuität, insbesondere an wichtigen Stellen wie Produktionslinien, Klimaanlagen und Energiesystemen. Um die zerstörerischen Auswirkungen bereits in diesem Stadium zu vermeiden, werden im Rahmen der vorausschauenden/präventiven Instandhaltung Schwingungsmessungen und -analysen an den Produkten durchgeführt. Auf diese Weise werden entscheidende Einsparungen bei den Wartungskosten erzielt und es kommt zu keinen Produktionsunterbrechungen. Auf diese Weise werden Einsparungen erzielt, indem die durch Produktionsunterbrechungen entstehenden Kosten gesenkt werden.
Bei der Schwingungsanalyse werden die Schwingungsdaten, die von den an den Maschinenelementen angebrachten Sensoren kontinuierlich oder mit einer bestimmten Frequenz empfangen werden, verarbeitet und der Fehlereintritt vorhergesagt. Von verschiedenen Punkten empfangene Vibrationssignale enthalten aufgrund unterschiedlicher Kräfte und Faktoren eine komplexe Wellenform. Daher ist es sehr schwierig, die Fehler durch Untersuchung der Diagramme in Zeitwellenform zu bestimmen. Die in Zeitwellenform von den Vibrationssensoren empfangenen Signale werden mithilfe der Fourier-Transformation in der Software in Frequenzbandspektren umgewandelt. Die Frequenzen im Spektrum geben Aufschluss über Art und Quelle der Störungen bzw. Defekte, die Frequenzamplituden über die Schwere des Schadens. Bestimmte Fehler treten bei bestimmten Frequenzen auf und wenn diese Fehler nicht behoben werden, nimmt die Amplitude dieser Frequenz weiter zu.
Die Spektrumanalyse ist die effektivste Methode zur Interpretation des Schwingungssignals. Am weitesten verbreitet ist das Frequenz-Amplituden-Diagramm. Die Frequenz gibt an, wie oft sich die Vibration pro Sekunde wiederholt. Die Einheit der Frequenz ist „1/Sekunde“, also Hz, oder „RPM“, also Umdrehungen/Minuten-Einheiten, insbesondere für Vibrationen rotierender Geräte. Amplitude hingegen bezieht sich auf die Schwingungsstärke, die in verschiedenen Einheiten ausgedrückt werden kann. Es ist zu beachten, dass diese Unterschiede bei unterschiedlicher Software oder Produkten zu Fehlinterpretationen führen können. Peak-to-Peak, Peak und RMS sind häufig verwendete Amplitudenanzeigeeinheiten.
Abb. 1 Vibrationsspektrum und Trenddiagramme
Ein weiterer Fehler in Bezug auf Schwingungen besteht darin, dass man davon ausgeht, dass die Schwingungsmessung eine eigene Einheit hat und ignoriert, dass es sich dabei um einen mathematischen Ausdruck handelt. Tatsächlich ist die Einheit, die bei mechanischen Schwingungen gemessen wird, Position, Geschwindigkeit oder Beschleunigung. Bevorzugt werden Beschleunigung (mm/s2) bei Frequenzen über 1000 Hz und Geschwindigkeit (m/s) im Bereich 10 Hz ≤ f ≤ 1000 Hz. Für Vibrationen kleiner als 10 Hz wird Position (Mikron) verwendet. Diese Situation kann weder wahr noch falsch genannt werden. Die Standards wurden aufgrund der einfachen Lesbarkeit/Interpretation und der Messtechniken in diese Richtung gestaltet. Da die Spektrumanalyse ein Fachgebiet ist, das Fachwissen erfordert, kann die Überwachung der Schwingungsleistung im Allgemeinen über den RMS-Wert erfolgen. Obwohl es keine detaillierten Informationen liefert, kann über diesen Wert die Zunahme oder Abnahme der Schwingungsdichte verfolgt werden. Dieser Wert ist die Fläche unter dem Frequenz-Amplituden-Diagramm (RMS).
Abb. 2 Frequenz-Amplituden-Diagramm (RMS).