Fallstudien

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT entwickelt und optimiert Fräsprozesse zur hochpräzisen Herstellung von Verdichterschaufeln auf vollautomatischen Werkzeugmaschinen. Die Untersuchung mit dem Iris M™ Kamera-System wurde eingesetzt um die Auslenkung der Schaufeln in der Resonanzfrequenz zu visualisieren und deren Höhe zu bestimmen. Weiterhin wurden Abhängigkeiten der Schaufeln untereinander durch externe Anregung beobachtet und analysiert.

Die Analyse komplexer mechanischer Systeme ist ein langfristiger Prozess, bei dem viele Parameter der Maschine erfasst und verglichen werden müssen. Mit dem fortschrittlichen Datenanalysesystem IRIS M können wir die Spektren, „Bahnen“ und Zeitsignale von vielen Punkten gleichzeitig kontrollieren und die Ergebnisse vergleichen, um die Ursache des Problems zu identifizieren.

Auch die Rahmenkonstruktionen müssen auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüft werden. Ein 7 m langer Induktorrahmen ist kein leicht zu messendes Objekt. Mit der Motion-Amplification-Technologie können Sie die Struktur von großen Elementen untersuchen und sehen, wie sich 30 mm dicke Stahlblöcke verformen.

Selbst wenn Sie ein erfahrener Schwingungsdiagnostiker sind, kann es sein, dass die Schwingungssignatur ein scheinbar anderes Symptom, wie z.B. Laufradunwucht, Wellenversatz, Lockerheit usw., anzeigt, als es tatsächlich der Fall ist.

Betrachten Sie die Schwingungsspektren und analysieren Sie dann die Aufzeichnung, um in der Praxis zu sehen, wie die MotionAmplification®-Technologie dabei hilft, ein ungewöhnliches Problem mit der Maschine und ihrem Fundament schnell zu erkennen.

Die Einführung des Iris-M-Systems umfasst eine theoretische und praktische Ausbildung. Im praktischen Unterricht greifen wir reale Fälle auf und es stellt sich immer wieder heraus, dass interessante Probleme diagnostiziert werden können.

Der Kunde hatte ein immer wiederkehrendes Problem mit überholten Motoren, bei denen immer noch zu hohe Schwingungspegel beanstandet wurden. Gleichzeitig gab es am Prüfstand keine derartigen Probleme. Eine schnelle Aufzeichnung während der Schulung ermöglichte es, das wirkliche Problem im Fundament zu identifizieren. Oftmals können wir, bevor das System endgültig im Betrieb implementiert wird, schon eine erste Rentabilität der Investition abbilden

Vibrationen, die Flüssigkeitspumpvorgänge in Rohrleitungssystemen begleiten, können sich negativ auf den technischen Zustand der Konstruktion, die Haltbarkeit von Verbindungen und den Zustand von Dichtungen auswirken. Sehr oft handelt es sich dabei um niederfrequente Schwingungen wie Materialverformungen, Risse, Lockerungen, die dank des IRIS M-Systems identifiziert werden können.

In vielen Industriezweigen treten Ausfälle bei Maschinen auf, die mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten rotieren. Es ist schwierig, diagnostische Messungen mit Beschleunigungssensoren bei niedrigen Geschwindigkeiten, insbesondere unter 1 Hz (60 U/min), durchzuführen, da das Schwingungssignal sehr klein und verrauscht ist. MotionAmplification® ist weltweit die erste Technologie zur detaillierten Beobachtung und Messung von niedrigsten Frequenzen. Sehen Sie ein Beispiel einer Maschine in einer Reifenfabrik, mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 U/min. Sehen Sie, wie das Iris M-System die Lagergehäuse eines Gummi-Kalander bei 0,35 Hz darstellt.

Das Montagepersonal erkannte immer wieder Probleme mit zu starken Rohrleitungsvibrationen. Es wurden Korrekturmaßnahmen ergriffen, um zu verhindern, dass Risse, insbesondere in gefährlichen Gasinstallationen, Mensch und Umwelt bedrohen. Ohne eine geeignete Messung der Effekte blieben diese Maßnahmen jedoch weit hinter den Erwartungen zurück. Sehen Sie sich die Hochdruck-Rohrleitungshalterung an, die in einer chemischen Anlagen installiert ist und wie eine starre Struktur erscheint. Tatsächlich fällt sie in Resonanzschwingungen bei 22 Hz und wirkt nicht als geeignete Stütze für die Rohrleitung.

Bevor wir anfingen, MotionAmplification® einzusetzen, konnten wir uns nicht einmal vorstellen, wie viele Probleme mit Maschinen das Ergebnis eines schlechten Fundaments sind.

Alles, was Sie brauchen, ist eine kurze Aufnahme von IRIS M™, um das Problem des losen Getriebefundaments zu identifizieren, das sich in einer schlechten Zusammenarbeit zwischen An- und Abtriebsmaschine  niederschlägt und sich negativ auf die Kupplung auswirkt.

Eine neue 2-Pol-Motor-Direktpumpe wurde installiert, um eine 4-Pol-Motor-Kupplung-Pumpenanordnung zu ersetzen, um einen höheren Druck zu erhalten. Die Motion Amplification® (MA)-Technologie von RDI hat deutlich eine unzureichende Steifigkeit und Stuktursupport im Motor-Pumpen-Rahmen gezeigt. Der Motor-Pumpenrahmen wurde modifiziert und die Seitenschwingungen von 10,2 mm/sec RMS auf 2,0 mm/sec RMS um 80% reduziert.

Die Firma Optical Motion Technologies (OMT) wurde damit beauftragt, die Motion Amplification® (MA) Technologie von RDI einzusetzen, um bei der Lösung eines langwierigen Problems an dieser Stator-Kühlmittelpumpe zu helfen. Aus den MA-Videos ging hervor, dass ein Kippfuß zwischen Pumpengrundrahmen und Grundplatte vorlag und dies das Problem darstellte.

Tatsächlich lag eine verdrehte Form der Bewegung des Pumpengrundgestells vor. Während eines geplanten Stillstands wurden eine Reihe von zusätzlichen Kehlnähten über die Saugseite des Pumpengrundrahmens an die Grundplatte geschweißt. Als die Pumpe wieder in Betrieb genommen wurde, waren die hohen seitlichen Bewegungen und Vibrationen um mehr als 70% reduziert worden und lagen nun unter 5 mm/sec RMS.

Ein Motor mit einem bekannten Schwingungsproblem wurde von einem RDI-Dienstleister untersucht. Die Datenerfassung ergab einen „schüttelnden“ Motor. Sämtliche Schrauben an den Motorfüßen und am Sockel wurden angezogen, der Zustand verbesserte sich dadurch nicht. Ein Zoom auf den Untergrund in der Nähe eines der hinteren Füße führte zu einer Überraschung, die im folgenden Video gezeigt wird.

Das Zoom-Video zeigte eine gebrochene Schweißnaht oder einen Riss direkt hinter am hinteren Stahlrahmen. Die Schweißnaht wurde repariert und der Zustand besserte sich deutlich.

Dieses Video zeigt den Fuss einer Roboter-Testanlage, an der Roboter für den Automobilbau repariert und gewartet werden.  Der Betreiber war darüber besorgt, dass die Bodenplatte nicht ordnungsgemäß ihren Dienst verrichtete und dass sie den Roboter nicht richtig unterstützte.  Die Motion Amplification Videos-zeigten, dass ein Kippfuß vorlag und die Bodenplatte richtig gesichert werden musste.

Dieses Video zeigt einen absichtlich falsch ausgerichtetes Demomodell. In der Mitte des Videos können Sie einen verstärkten Teil des Videos sehen, der die Fehlausrichtung verdeutlicht.

Mit der Motion Amplification-Technologie wird alles, was sich bewegt, untersucht. Dies trifft auch für diesen Automotor zu, einer der schwierigsten Anordnungen, um eine Schwingungsanalyse durchzuführen. Der Nutzer hat die Aufnahme eingerichtet und gestartet – und wie man im bewegungsverstärkten Video SEHEN kann, sitzt er auf dem Fahrersitz. Beachten Sie, dass das Auto währenddessen schaukelt. Der Schlüssel wird gedreht und der Starter aktiviert. Beachten Sie, dass sich die Starterkabel bewegen, wenn der Starter unter Spannung steht. Dann startet der Motor und überall ist Bewegung festzustellen.

Dies ist eine Nahaufnahme einer elastischen Kupplung an einem motorgetriebenen, mehrstufigen Gebläse. Die verstärkte Bewegung zeigt eine Schwingung in axialer Richtung der gekuppelten Wellen. Diese kann durch einen Winkelversatz entstehen. Diese kritische Maschine konnte nicht abgeschaltet werden, um die Ausrichtung zu überprüfen. Die Wartungsmaßnahme wurde für den nächsten geplanten Stillstand eingeplant.

RDI nahm Daten eines Stahlwalzwerk aus bis zu 9 m)Entfernung auf. Das Stahlwerk verfügte über kostspielige Qualitätsprobleme, die nicht einfach gelöst werden konnten. Die Anlage war groß und die Ausstattung mit Sensoren wäre zeit- und kostenintensiv gewesen. Das Unternehmen nahm Kontakt zu RDI auf, mit der Bitte um Hilfe bei der Lösung ihres Problems. Mithilfe einer Reihe von Videos konnte ermittelt werden, dass die Dämpfung nicht richtig arbeitete. Während der planmäßigen Wartung konnte eine temporäre Reparatur durchgeführt werden. Somit konnte die Produktqualität bis zur geplanten Unterbrechung verbessert werden.

Der in diesem Video vorgestellte Kunde hatte Probleme mit dem Endprodukt eines Standard-Sichters. Der Betreiber war dabei, sich mit dem Gerätehersteller in Verbindung zu setzen, wollte aber das Problem lieber selber beheben. Mit Motion Amplification® waren die Anwender in der Lage, die entsprechend kritische Stelle innerhalb der Maschine, welche für die Krümmung und die Beanspruchung verantwortlich war, zu finden. Sie stellten zudem mehr Bewegung im Sockel fest, als sie erwartet hatten.  Anschließend wurde der Sockel neu vergossen um sicher zu stellen, dass das Gerät ordnungsgemäß montiert wurde.

Auf der linken Seite finden Sie ein Bild eines Schwingtisches mit eingeschalteter Bewegungsverstärkung, rechts sehen Sie, was das menschliche Auge wahrnimmt.

Das Konzept der vorbeugenden Instandhaltung ist vor allem unter dem Aspekt der Einsparungen in den Wartungsabteilungen sehr beliebt. Die Grundlage liegt in der präzisen Positionierung der Maschinen in der Anlaufphase, um viele Jahre lang unter den besten Bedingungen gute Arbeit zu leisten. Die Motion-Amplification-Technologie bietet die Möglichkeit, ganze Einheiten zu vermessen und eliminiert Fehlfunktionen in der Phase ihrer frühen Entstehung.