Verfügbarkeitserhöhung in der Papierindustrie

Die Arbeitsbreite dieser Maschinen lag vor 150 Jahren oft bei etwas mehr als einem Meter – heute erreichen Maschinen eine Arbeitsbreite von 12 Metern. Angetrieben wurden die Prozesse früher oft durch Transmissionswellen – heute sind Einzelantriebe, meist Elektromotoren und wälzgelagerte Getriebe Stand der Technik.

Ausfälle der Antriebe sind naturgemäß nicht erwünscht, denn es entstehen nicht nur Instandsetzungs-, sondern vor allem auch Produktionsausfallkosten. Und wie in anderen Branchen auch, können längere Ausfälle dazu führen, dass Lieferverpflichtungen nicht eingehalten werden.

Doch Schäden an Antriebselementen lassen sich durch Maschinendiagnose voraussagen. In der Regel sind es schwingungsanalytische Verfahren, mit denen mechanische Unregelmäßigkeiten an Wellen, Zahnrädern und Wälzlagern sehr genau erkannt werden. Wenn beispielsweise die Laufbahn eines Wälzlagers einen Fehler aufweist, so erzeugt jedes Überrollen dieser Stelle einen Stoß. Mit welcher Frequenz, also wie oft pro Sekunde die Stöße erzeugt werden, ergibt sich aus den inneren Wälzlagerdaten und der Drehzahl. Bei Zahnrädern ist der Prozess ganz ähnlich. Es werden spezifische Schwingungen erzeugt, die sich anhand ihrer Frequenzen exakt einer mechanischen Ursache zuordnen lassen.

Die Messung erfolgt mit piezoelektrischen Beschleunigungssensoren. Diese sind hinreichend genau und decken einen sehr großen Messbereich ab. Außerdem sind sie robust, leicht zu installieren und preiswert. Sichtbar gemacht werden die Schwingungen im Spektrum und Hüllkurvenspektrum. Und weil moderne Antriebe häufig mit veränderlichen Drehzahlen betrieben werden, nutzt man stattdessen das Ordnungsspektrum und das Hüllkurvenordnungsspektrum. All diese Spektren werden in modernen Systemen mit hoher Auflösung gebildet, so dass Schwingungen sehr feingliedrig, also bis auf wenige Millihertz genau, gemessen werden können. Diese Genauigkeit ist notwendig, um einerseits Defekte zuverlässig zu analysieren sowie andererseits Fehlinterpretationen sicher zu vermeiden.

Das regelmäßige Messen und Analysieren von Schwingungen mit dem mobilen Datensammler PeakStore5 führt schnell zu einer deutlichen Erhöhung der Ausfallsicherheit. Noch mehr Diagnosezuverlässigkeit liefert natürlich die Festinstallation eines Online-Condition-Monitoring-Systems Peakanalyzer.

Neben der regelmäßigen Überwachung von Antrieben bietet die GfM aber auch die messtechnische Unterstützung an, wenn außergewöhnliche Situationen vorliegen. Warum beispielsweise treten bestimmte Schwingungen bei einer bestimmten Arbeitsgeschwindigkeit auf, bei einer anderen nicht? Warum geht immer dieselbe Kupplung kaputt? Oder wann genau tritt Barring auf und wann nicht? Solche Probleme lassen sich meist mittels Schwingungs- oder Torsionsschwingungsanalysen eingrenzen. Meist ist dann eine Lösung auch schnell gefunden. Die GfM bietet komplexe vielkanalige Schwingungsmessungen sowie Torsionsschwingungsanalysen auf der Basis von Dehnmessstreifen an. Das beinhaltet die Visualisierung der gefundenen Effekte und eine Dokumentation nach Kundenwunsch.