Schwingungsanalyse zur Maschinen- und Prozessoptimierung

Eine höhere Verfügbarkeit und planbare Serviceeinsätze sind wichtige Pfeiler, auf denen die Wirtschaftlichkeit von Maschinen und Anlagen ruht. Wie das geht, zeigt in diesem Jahr die Sonderschau „Condition Monitoring Systems“ (CMS) auf der HANNOVER MESSE (20. bis 24. April 2009).

„Condition Monitoring wird massenmarktfähig“, betont Peter Michael Synek, Projektmanager beim Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA) und Mitorganisator der Sonderschau „CMS“. Das ist wohl die wichtigste Botschaft an Maschinen- und Anlagenbauer, um ihre Wettbewerbsfähigkeit weiter zu erhöhen. Ein wichtiges Kapital von Maschinen- und Anlagenherstellern ist die enge Verzahnung mit den Herstellern aus den Branchen elektrische und mechanische Antriebstechnik, Hydraulik, Pneumatik und Drucklufttechnik. Dadurch entstehen Hightech-Lösungen, die wettbewerbsfähig sind und machen. Ergänzt werden diese in Zukunft durch „Frühwarnsysteme“, die Schäden bzw. Ausfälle vermeiden helfen und damit die Verfügbarkeit erhöhen sowie die Total Cost of Ownership (TCO) niedrig halten.

Condition Monitoring für jedermann

Aus diesem Grund hat die Deutsche Messe Hannover die Sonderschau „Condition Monitoring Systems“ in Halle 24 in unmittelbarem Umfeld der MDA positioniert. Dort zeigen Unternehmen alle Facetten einer umfassenden Maschinen- und Anlagenüberwachung. Als i-Tüpfelchen können sich die Besucher im Rahmen der Vortragsreihe im MDA-Forum von der Massenmarkttauglichkeit moderner CM-Systeme überzeugen. Das MDA-Forum befindet sich auf der 1 000 Quadratmeter großen Ausstellungsfläche der CMS- Sonderschau in Halle 24.

Ein wichtiger Bereich des Condition Monitoring ist die Schwingungsanalyse. Die Firma DESCH Antriebstechnik zeigt beispielsweise auf der CMS-Sonderschau die Vielseitigkeit dieser Technik und deren positive Impulse auf die Lebensdauer von Maschinen und Anlagen, die damit verbundenen niedrigeren Servicekosten und nicht zuletzt auch die wirtschaftlichen Auswirkungen auf die Prozessoptimierung.

Schwingungsanalyse zur Prozess- und Maschinenverbesserung

So setzt beispielsweise ein Aluminium verarbeitender Betrieb die kontinuierliche Schwingungsmessung bereits zur Prozessverbesserung ein. Anhand des Schwingungsmusters kann man ableiten, ab welchem Zeitpunkt das Produkt schlechter zu werden droht. „Mit diesem Wissen kann das Unternehmen Serviceeinsätze planen und damit Kosten und Produktqualität perfekt aufeinander abstimmen“, kommentiert Synek.

Nach wie vor gilt: Der Mann vor Ort braucht eine einfache Visualisierung, die Analyse ist Sache der Experten. DESCH zeigt in Halle 24, wie einfach sich heute Analysen umsetzen lassen und vielfältig das Spektrum geworden ist. Nach dem Motto „Lagerüberwachung kann jeder“ zeigt das Unternehmen als Hersteller von Getrieben, Kupplungen und Pressen-Komplettantrieben, dass in puncto Condition Monitoring noch viel mehr möglich ist.

Beispiel mobile Arbeitsmaschinen: Aufgrund der äußerst strengen Abgasnormen bei Verbrennungsmotoren sind die Regler heute viel aggressiver als früher. Das ergibt immense Auswirkungen auf die Kupplungen – meist bei mobilen Arbeitsmaschinen. Mithilfe von Drehschwingungsmessungen kann der Antriebsstrang optimiert werden. Auch das sind mittlerweile Bereiche, in denen Condition Monitoring seine Wirtschaftlichkeit unter Beweis stellt.

Professionelle Fundamentierung

Ein weiteres Betätigungsfeld für die Schwingungsanalyse ist die präzise Untersuchung mit anschließender Auslegung von Fundamenten. Mithilfe der Messergebnisse kann der Fachmann erkennen, wo ein Fundament verstärkt ausgeführt werden muss, wo Dämpfer Resonanzen abschwächen helfen und wo eine besonders starke Fixierung vorhanden sein muss.

Kostengünstiger Life-Check am Lager

Die häufigste Ursache für Motor- und Getriebeschäden sind Lagerprobleme. Entweder stimmt die Ausrichtung nicht perfekt oder Unwuchten sorgen für stärkere Belastungen der Lager. Beides setzt deren Lebensdauer herab. Einen drohenden Lagerschaden zu erkennen, ist indes keine große Angelegenheit und in nur einer halben Stunde erledigt. Entsprechende Messverfahren zeigen sofort den Ort und die Stärke der Schädigung an. Mittlerweile gibt es sogar Low-Cost-Sensoren, die an gefährdeten Stellen aufgesetzt werden können und permanent den Zustand der Lager anzeigen. Auch diese werden auf der CMS-Sonderschau in Halle 24 präsentiert.

Solche auf Schwingungsmessung basierenden CM-Systeme erkennen natürlich weit mehr. So passiert es immer wieder, dass Maschinenbediener auf Lagerschaden tippen, es sich aber tatsächlich um Verzahnungsschäden handelt. Werden die Lager getauscht, sind Kosten entstanden, ohne dass das Problem behoben wurde. Das ist einem Aluminiumverarbeiter passiert, der dann anschließend ein Online-CM-System installiert hat und dabei erkannte, dass Anlagenschädigungen aus bestimmten Drehschwingungen resultieren.

Online-Überwachung gegen teure, nicht verfügbare Ersatzteile

Nach der Erfahrung von Peter Michael Synek „sind Online-Überwachungssysteme im Kommen“. Dieser Trend wird natürlich auch dadurch verstärkt, dass die funkbasierte Kommunikation überall Stand der Technik ist. CM-Systeme lassen sich deshalb ohne großen Mehraufwand über weite Strecken nutzen. Somit gewinnt Teleservice zusehends an Bedeutung.

Wer schon einmal in der Zwickmühle war, dass er aufgrund eines Totalausfalls über Nacht ein nicht verfügbares Maschinenelement gebraucht hat, der weiß um die Risikominderung durch Einsatz von kontinuierlich arbeitenden Überwachungssystemen, die einen bevorstehenden Ausfall frühzeitig melden.

Peter Michael Synek gibt noch einen Gedanken mit auf den Weg: „Besondere Ersatzteile haben extrem lange Liefer- bzw. Herstellungszeiten; und wer glaubt, auf dem Weltmarkt gibt es alles sofort, der sollte sicher sein, dass auch die Qualität die gleiche ist wie beim ursprünglichen Maschinenelement des OEM.“ Ansonsten wird die ganze Angelegenheit noch kostspieliger.