Wie Vibrationssensoren die vorausschauende Wartung vorantreiben und Ausfallzeiten reduzieren

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Moderne Fertigungsanlagen steigern die Effizienz des Betriebs, aber wenn unerwartete Ausfälle auftreten, kann dies Tausende von Dollar pro Stunde durch Produktivitäts-, Reparatur- und Arbeitsverluste kosten. Glücklicherweise können Remote-Vibrationssensoren verwendet werden, um eine intelligente, vorausschauende Wartungsstrategie zu entwickeln, die Geräteausfälle und teure Ausfallzeiten minimiert.

Durch die Aufzeichnung und Untersuchung der Vibrationsmuster kritischer Geräte ist es möglich, Anomalien zu erkennen und Änderungen im Betriebsverhalten einer Anlage zu identifizieren, sodass Probleme vor einem Ausfall behoben werden können. 

Der Blog erklärt die Vorgehensweise und die Vorteile der Fernüberwachung von Vibrationen sowie die Rolle, die Vibrationssensoren spielen, damit Sie eine vorausschauende Wartungsstrategie entwickeln können, die ungeplante Ausfallzeiten reduziert und die Rentabilität erhöht.

Was macht ein Vibrationssensor?

Die meisten Maschinen vibrieren im Normalbetrieb, übermäßige Vibrationen können jedoch zu Verschleiß führen, die Lebensdauer der Maschinen verkürzen und Unwuchten verursachen, die Komponenten in Industrieanlagen beschädigen. Abnormale Vibrationsmuster weisen auch auf mögliche mechanische Probleme in der Ausrüstung hin.

Die Implementierung eines Vibrationsüberwachungsprogramms als Teil einer allgemeinen Wartungsstrategie ermöglicht es, auftretende Vibrationsänderungen zu erkennen, sodass potenzielle Probleme erkannt, diagnostiziert und repariert werden können, bevor es zu Ausfällen kommt. 

Das Herzstück eines Vibrationsüberwachungsprogramms ist ein Vibrationssensor, der die Frequenz und Amplitude von Vibrationen in Industrieanlagen misst und aufzeichnet. Die gesammelten Daten liefern wichtige Informationen über den Zustand Ihrer Maschinen.

Die Überwachung von Vibrationen hilft Herstellern:

• Lagerausfall erkennen.
• Fehlausrichtung identifizieren.
• Ungleichgewicht erkennen.
• Reveal looseness or wear and tear.

Diese Erkenntnisse unterstützen die vorausschauende Wartung und ermöglichen die Planung von Reparaturen bei Bedarf, wodurch Ausfallzeiten und kostspielige Reparaturen minimiert werden.

Die Vorteile der Vibrationsüberwachung

Ein Vibrationsüberwachungsprogramm sollte in alle Wartungsstrategien einbezogen werden, einschließlich zustandsbasierter, vorausschauender und präskriptiver Wartungsprogramme, da es eine Vielzahl zeit- und geldsparender Vorteile bietet, darunter: 

Kosteneinsparungen: Die Vibrationsüberwachung erkennt potenzielle Geräteausfälle, bevor sie auftreten, und minimiert so ungeplante Ausfallzeiten und Reparaturen, die Tausende von Dollar pro Stunde kosten und die Produktionspläne durcheinander bringen können. 

Verbesserte Betriebszeit: Die Vibrationsüberwachung ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Maschinenproblemen, bevor sie sich negativ auf Leistung und Betrieb auswirken. Überwachte Geräte laufen mit höherer Effizienz, Zuverlässigkeit und Betriebszeit. 

Ermittlung der richtigen Wartungsintervalle: Anstatt Wartungsaufgaben nach einem kalenderbasierten Zeitplan durchzuführen, ermöglicht die Vibrationsüberwachung die Durchführung von Wartungsaktivitäten nach Bedarf. Dies verlängert die Zeit zwischen den Wartungsintervallen, reduziert unnötige Wartungs- und Arbeitskosten und maximiert die Maschinenverfügbarkeit. 

Reduzierte Energiekosten: Geräte, die unter Verschleiß, Ungleichgewichten und Fehlausrichtungen leiden, laufen nicht effizient. Durch die Erkennung und Behebung schwingungsbedingter Probleme laufen Maschinen optimal und verbrauchen weniger Energie. 

Verbessertes Asset-Management: Die im Rahmen eines Vibrationsüberwachungsprogramms gesammelten Informationen ermöglichen ein besseres Verständnis der Anlagen der Anlage, indem sie Einblicke in den Zustand und die Lebensdauer der Ausrüstung geben und fundierte Entscheidungen darüber ermöglichen, ob Anlagen repariert oder ersetzt werden müssen. 

Wie misst man Vibrationen?

Die Vibrationsüberwachung ist ein fünfstufiger Prozess, der Folgendes umfasst: 

1. Erfassen von Vibrationsdaten Vibrationsdaten können mit tragbaren Geräten, kabelgebundenen Sensoren oder entfernten (drahtlosen) Sensoren erfasst werden. Der Einsatz kabelgebundener oder kabelloser Sensoren macht die Arbeit weniger zeitaufwändig und verringert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern in den Daten, da die Techniker nicht von Maschine zu Maschine gehen müssen, um Messungen vorzunehmen, und auch Daten nicht manuell aufzeichnen müssen. Remote-Vibrationssensoren bieten mehr Vorteile als kabelgebundene Sensoren, da sie keine teure Verkabelung erfordern und an Maschinen montiert werden können, die schwer zu erreichen oder entfernt aufgestellt sind. 2. Erstellen einer Basislinie Um eine Basislinie zu erstellen, sollten Vibrationsdaten erfasst werden, wenn die Maschinen optimal laufen. Eine Basismessung für funktionsfähige Geräte ermöglicht den Vergleich mit später gesammelten Daten, um festzustellen, wann sich die Vibrationsmuster unter den gleichen Betriebsbedingungen ändern, um potenzielle Probleme zu identifizieren.3. Speichern von Vibrationsdaten Der Einsatz von Fernsensoren als Teil eines Online-Überwachungssystems erleichtert das Speichern von Vibrationsdaten. Die Erstellung historischer Datensätze ermöglicht den Vergleich von Basisdatensätzen und zukünftigen Datensätzen. 4. Vibrationsdaten analysieren Die Analyse von Vibrationsdaten ist der Schlüssel zum Erfolg des Vibrationsüberwachungsprogramms. Während die Daten erfasst werden, sollten sie mit den Grundvibrationswerten verglichen werden, damit Anomalien, Anomalien und potenzielle Ausfälle rechtzeitig erkannt werden können, um Reparaturen zu planen und Ersatzteile zu bestellen. 5. Treffen Sie fundierte Entscheidungen. Wenn Sie die Daten auf diese Weise nutzen, können Sie fundierte Entscheidungen auf der Grundlage zuverlässiger Daten treffen. Dies bedeutet, dass, wenn ein anormaler Betriebszustand oder ein möglicher Ausfall erkannt wird, Arbeitsaufträge erteilt und priorisiert werden können, Teile im Voraus bestellt und Reparaturen durchgeführt werden können, um lange, ungeplante und teure Ausfallzeiten zu verhindern und so möglicherweise Tausende von Dollar an Produktivitätsverlusten und kostspieligen Ausfällen einzusparen. Eine fundierte Entscheidungsfindung gibt Wartungsmanagern Sicherheit bei der Erstellung von Wartungsplänen und -budgets, während die erworbene Zuverlässigkeit den Produktionsmanagern die Gewissheit gibt, dass sie die Produktionsziele erreichen werden. 

Welche verschiedenen Arten von Vibrationssensoren gibt es?

Vibrationssensoren sind eine breite Kategorie von Technologien, die für unterschiedliche Anwendungen und Budgets entwickelt wurden. Die Sensorauswahl hängt von Faktoren wie Frequenzbereich, Anwendungsumgebung und Kosten ab.

Zu den häufig verwendeten Vibrationssensoren gehören:

• Beschleunigungsmesser: Der gebräuchlichste Vibrationssensor misst die Beschleunigung, die häufig zur Berechnung von Geschwindigkeit oder Verschiebung integriert wird. Sie eignen sich am besten zur hochfrequenten Fehlererkennung (z. B. Lagerfehler).
• Geschwindigkeitssensoren (Velometer): Diese messen die Schwingungsgeschwindigkeit und werden für Mittelfrequenzmessungen verwendet, die Probleme wie Unwuchten und Fehlausrichtung aufdecken.
• Näherungssonden (Wegsensoren): Diese berührungslosen Sensoren messen den Abstand zwischen der Sonde und einer rotierenden Welle. Sie sind von entscheidender Bedeutung für die Überwachung der Wellenposition und die Erkennung von Fehlern in schnell rotierenden Maschinen wie Turbinen und großen Kompressoren.
• Remote/Wireless Sensors: Hierbei handelt es sich um Beschleunigungsmesser mit integrierter drahtloser Kommunikations-, Stromversorgungs- und häufig auch Datenprotokollierungs-/-verarbeitungsfunktion. Sie sind die ideale Wahl für proaktive, kontinuierliche Überwachung ohne kostspielige Verkabelung, wie von JHFOSTER empfohlen.

Welche drei Arten von Vibration gibt es?

In Vibrationsüberwachungsprogrammen werden drei Arten von Vibrationen analysiert, und jede dient dazu, ein bestimmtes Geräteproblem wie folgt zu diagnostizieren:

Verschiebung: Dies misst die Gesamtbewegung oder Distanz, die ein vibrierendes Objekt aus seiner Ruheposition zurücklegt. Es eignet sich besonders für die Diagnose langsam laufender Maschinen und die Überwachung großer Bewegungen.

Velocity: Dies misst die Geschwindigkeit der Vibration bzw. wie schnell sich das Bauteil bewegt. Es wird für die Mittelfrequenzanalyse verwendet, die häufige Maschinenfehler wie Fehlausrichtung und Unwucht vorhersagen kann. Es korreliert typischerweise gut mit der zerstörerischen Energie der Vibration.

Beschleunigung: This measures the rate of change of velocity. Es reagiert am empfindlichsten auf hochfrequente Ereignisse und eignet sich daher ideal zur Erkennung von Fehlern im Frühstadium, beispielsweise bei Wälzlagern und Zahneingriffsproblemen.

Wo Vibrationssensoren platziert werden sollen

Die optimale Sensorplatzierung ist der Schlüssel zur Erfassung aussagekräftiger Vibrationsdaten. Nachfolgend finden Sie praktische Richtlinien, wo und wie Vibrationssensoren an Maschinenkomponenten montiert werden.

Allgemeine Platzierungsregeln

Bearing Housings: Der gebräuchlichste und effektivste Ort für die Sensorplatzierung, da die meisten kritischen mechanischen Fehler (Unwucht, Fehlausrichtung, Lagerverschleiß) Signaturen erzeugen, die über die Lager übertragen werden.

Motor/Pump Casing: Vibrationssensoren sollten in der Nähe der Kraft- und Verschleißpunkte platziert werden.

Load Zone: Sensoren sollten auf der Lastzonenseite der Lager angebracht werden, wo potenzielle Fehler am wahrscheinlichsten erkannt werden.

Maschinenzug: Die Überwachung mehrerer Punkte entlang des Maschinenstrangs (Motorantriebsseite, Motor-Nichtantriebsseite, Pumpenlager) liefert ein vollständiges Bild des Zustands einer Anlage.

Sichere Montage

Stellen Sie sicher, dass der Sensor sicher direkt an der Komponente montiert ist (mit einer Bolzenmontage oder einem starken Magneten), um eine genaue Hochfrequenz-Datenerfassung zu gewährleisten.

So wählen Sie einen Vibrationssensor aus

Die Auswahl des richtigen Vibrationssensors für die Anwendung ist der Schlüssel zum Erhalt nützlicher, umsetzbarer Informationen. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Vibrationssensors für Ihre Anwendung Folgendes:

• Criticality of Asset: Besonders kritische Maschinen sollten eine kontinuierliche Fern-/Drahtlosüberwachung nutzen. Bei weniger kritischen oder Ersatzgeräten können regelmäßige Handprüfungen erforderlich sein.
• Frequency Range: Wählen Sie einen Sensortyp (Beschleunigungsmesser, Geschwindigkeitssensor oder Näherungssensor), der die erwarteten Fehlerhäufigkeiten der Maschine genau misst. Sie sollten beispielsweise einen Beschleunigungsmesser auswählen, um Hochgeschwindigkeitslagerfehler zu erkennen.
• Empfindlichkeit/Messbereich: Der Sensor muss empfindlich genug sein, um kleinere Probleme zu erkennen, aber auch in der Lage sein, die maximal zu erwartenden Vibrationspegel ohne Übersteuerung zu bewältigen.
• Environmental Factors: Berücksichtigen Sie Temperatur, Feuchtigkeit (IP-Schutzart) und Bedingungen/Bewertungen für Gefahrenbereiche (ATEX/Zertifizierungen für Gefahrenbereiche). Drahtlose Sensoren mit Fernbedienungsfunktion sind ideal für schwer zugängliche oder gefährliche Orte.
• Budget and Connectivity: Remote-Vibrationssensoren vereinfachen das Programm, indem sie die Notwendigkeit verringern oder beseitigen, dass Techniker die Anlage manuell durchmessen und Daten übertragen. Sie ermöglichen die automatische Erfassung, Speicherung und Analyse von Daten, wodurch Wartungsteams entlastet werden.

Verwendung von Remote-Vibrationssensoren für die vorausschauende Wartung

Als Teil eines Vibrationsüberwachungsprogramms unterstützen Vibrationssensoren eine proaktive, vorausschauende Wartungsstrategie, die erhebliche betriebliche und finanzielle Vorteile bietet, darunter:

Shift in Maintenance Approach: Der Einsatz von Vibrationsüberwachung für die vorausschauende Wartung ermöglicht Ihnen den Übergang von der reaktiven oder kalenderbasierten Wartung zu einem proaktiven Programm der vorausschauenden Wartung und minimiert so ungeplante Ausfallzeiten und Wartungsarbeitsstunden.

Data Automation: Fernsensoren sammeln, speichern und analysieren automatisch und kontinuierlich Vibrationsdaten.

Real-Time Decision Making: Erweiterte Analysen ermöglichen sofortige und fundierte Reaktionen auf Anomalien.

Labor Savings: Der Einsatz von Vibrationssensoren reduziert den Bedarf an manueller Datenerfassung und gibt Wartungsteams die Möglichkeit, sich auf die Lösung von Problemen und die Vermeidung künftiger Ausfälle zu konzentrieren.

Optimized Operations: Auf Vibrationsüberwachung basierende vorausschauende Wartungsprogramme sorgen dafür, dass Anlagen mit hoher Betriebszeit, Effizienz und Rentabilität laufen.

JHFOSTER:Ihr Partner für Vibrationsüberwachung

Als Herzstück eines Vibrationsüberwachungsprogramms ermöglichen Vibrationssensoren die Anwendung einer proaktiveren Wartungsstrategie. Heutige Remote-Vibrationssensoren erfassen, speichern und analysieren automatisch Maschinendaten, sodass Wartungsteams ihre Zeit der Korrektur von Anomalien und der Vermeidung zukünftiger Ausfälle widmen und so die Betriebszeit und Rentabilität der Anlage maximieren können. Für weitere Informationen zu Remote-Vibrationssensoren und wie diese Ihnen bei der Entwicklung eines effektiven Vibrationsüberwachungsprogramms für vorausschauende Wartung helfen können, wenden Sie sich bitte an JHFOSTER.

• Senior Vice President für Automatisierung, Tavoron

  Scott Wojciak, ein erfahrener Manager mit umfassender Erfahrung in der industriellen Automatisierung und im Vertrieb, fungiert als Senior Vice President of Automation bei Tavoron. Zuvor leitete er die Abteilung Fluid Power, Automation und Engineered Solutions bei Singer Industrial und hatte Führungspositionen bei BW Rogers inne, unter anderem als Vice President of Sales, Director of Sales und Regional Business Unit Manager. Scott ist für seinen ergebnisorientierten Ansatz und seine kundenorientierte Führung bekannt und hat seine gesamte Karriere damit verbracht, die Geschäftsstrategie und die Betriebsleistung im gesamten Automatisierungssektor voranzutreiben. Er begann seine Karriere als Vertriebsingenieur und erhielt zu Beginn seiner Amtszeit die Auszeichnung „Verkäufer des Jahres“ von BW Rogers.

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