Systeme zur Schwingungs- und Rundlaufmessung sind darauf ausgelegt, rotierende und oszillierende Komponenten in Industriemaschinen schnell und berührungslos zu prüfen. Die präzise Überwachung der radialen und axialen Auslenkung ist entscheidend, um eine lange mechanische Lebensdauer zu gewährleisten, Geräusche zu verringern und enge Konstruktionstoleranzen einzuhalten. Diese Systeme arbeiten als hochpräzises Schwingungsmessmittel und erfassen dynamische Abweichungen ohne mechanischen Kontakt. Damit eignen sie sich ideal für schnelllaufende Spindeln, Turbinen und Motorwellen, bei denen herkömmliche Taster versagen würden.
Anders als mechanische Messuhren oder Kontaktsensoren, die die Masse des Objekts beeinflussen oder durch hohe Drehzahlen beschädigt werden können, ermöglicht ein Laser-Schwingungsmesssystem eine Echtzeit-Datenerfassung auf völlig zerstörungsfreie Weise. Diese Lösungen ermöglichen es Herstellern, die Schwingungsmessung an Maschinen kontinuierlich durchzuführen und Exzentrizitäten und Unwuchten sofort zu erkennen, um einen katastrophalen Geräteausfall zu verhindern. Die fortschrittlichen Werkzeuge von RIFTEK zur Rundlaufmessung ermöglichen darüber hinaus die umfassende Analyse des Total Indicator Reading (TIR), indem zwischen der radialen Rundlaufabweichung, die die Abweichung der Wellenachse überwacht, und der axialen Planlaufabweichung, die das Taumeln der Stirnfläche erfasst, unterschieden wird. Durch den Einsatz mehrerer Schwingungssensoren kann das System außerdem die vorhandene Oberflächenrauheit kompensieren und so die tatsächliche mechanische Maschinenschwingung von Oberflächenunregelmäßigkeiten trennen.
- maximale Anzahl von Subsystemen - 2;
- Messbereich - 20 mm;
- Messfehler - 2 µm.
Die Messung der Stabilität von Hochgeschwindigkeitsrotoren oder der Schwingungen empfindlicher Strukturen erfordert spezielle Schwingungsmessgeräte. RIFTEK löst diese Aufgabe mit ultraschneller Lasertriangulation, die eine berührungslose Schwingungsmessung bis hin zu kleinsten Oberflächenverschiebungen ermöglicht. Ein typisches Schwingungsmessgerät von RIFTEK projiziert einen Laserstrahl auf die Zieloberfläche; während das Objekt schwingt oder rotiert, verfolgt der Schwingungsmesssensor die Positionsänderung mit Abtastraten von bis zu 180 kHz.
Als vielseitige Werkzeuge zur Rundlaufmessung werden diese laserbasierten Lösungen von öligen Oberflächen oder Magnetfeldern nicht beeinträchtigt. Diese Systeme werden üblicherweise zur Schwingungsmessung in Umgebungen eingesetzt, in denen hohe Präzision und schnelle Datenerfassung zwingend erforderlich sind. Ob Sie ein tragbares Schwingungsmessgerät oder ein fest installiertes Laser-Schwingungsmesssystem verwenden — unsere Technik stellt sicher, dass selbst hochfrequente Oberschwingungen erfasst und ausgewertet werden, ohne dass ein mechanischer Kontakt sie dämpft.
Der Total Indicator Reading (TIR) lässt sich in zwei unterschiedliche Abweichungsarten unterteilen, und ein zuverlässiges Werkzeug zur Rundlaufmessung muss zwischen ihnen unterscheiden, statt eine einzige kombinierte Zahl auszugeben. Die radiale Rundlaufabweichung erfasst, wie weit die Oberfläche einer Welle beim Drehen von ihrer tatsächlichen Rotationsachse abweicht — verursacht durch Biegung, Lagerverschleiß oder eine außermittige Montage. Die axiale Rundlaufabweichung misst dagegen das Taumeln entlang der Rotationsachse selbst: wie stark sich eine Stirnfläche oder ein Flansch vor und zurück bewegt, während sich das Bauteil dreht, was auf Rechtwinkligkeitsfehler oder eine falsch ausgerichtete Baugruppe hinweist.
Werden diese Werte als eine allgemeine „Schwingungs“-Messung behandelt, bleibt die Ursache verborgen. Eine Welle kann nur minimales axiales Taumeln zeigen und gleichzeitig eine erhebliche radiale Abweichung aufweisen — oder umgekehrt — und jeder Fall verweist auf eine andere mechanische Korrektur. Riftek-Geräte zur Rundlaufmessung trennen beides, indem Sensoren so positioniert werden, dass sie die radiale Verschiebung am Umfang der Welle und die axiale Verschiebung an ihrer Stirnfläche unabhängig erfassen. So erhalten Ingenieure eine Diagnose, nicht nur eine Zahl. Diese Unterscheidung ist besonders wichtig bei Bauteilen wie Kurbelwellen, Eisenbahnachsen und Turbinenrotoren, bei denen radiale und axiale Toleranzen durch unterschiedliche technische Spezifikationen und unterschiedliche Ausfallarten bestimmt werden.
Mechanische Messuhren und kontaktbasierte Tastköpfe wurden für eine andere Ära rotierender Anlagen entwickelt — eine, in der Wellendrehzahlen niedrig genug waren, damit ein physischer Taster der Oberfläche folgen konnte, ohne hinterherzulaufen oder abzuprallen. Bei modernen Hochgeschwindigkeitsspindeln, Turbinen und Motorwellen trifft diese Annahme nicht mehr zu. Ein Kontakttastkopf besitzt Masse und Trägheit; bei hohen Drehzahlen verhindert diese Trägheit, dass er schnellen Oberflächenverschiebungen präzise folgt, und der Kontaktdruck selbst kann empfindliche oder polierte Oberflächen bei wiederholten Zyklen beschädigen.
Ein berührungsloser Ansatz zur Schwingungsmessung entfernt den Tastkopf vollständig aus der Gleichung. Ein Laser-Schwingungsmesssystem liest die Oberflächenposition optisch aus, sodass keine Masse verzögert reagiert, kein Druck das Ziel verschleißt und kein Risiko besteht, dass der Sensor selbst unter Zentrifugallast ausfällt. Dadurch kann ein Schwingungsmesssensor mit Raten von bis zu 70 kHz abtasten — schnell genug, um hochfrequente Harmonische aufzulösen, die ein mechanisches Instrument zur Schwingungsmessung lediglich mitteln oder ganz übersehen würde.
Der praktische Unterschied zeigt sich am deutlichsten in der vorausschauenden Instandhaltung. Ein Kontaktinstrument kann anzeigen, dass eine Welle außerhalb der Toleranz liegt; ein berührungsloses Schwingungsmessgerät kann die exakte Wellenform hinter dieser Abweichung in Echtzeit erfassen, ohne jemals ein möglicherweise bereits beeinträchtigtes Bauteil zu berühren.
Die Analyse mittels Fast Fourier Transform (FFT) wandelt ein Schwingungssignal aus dem Zeitbereich — Verschiebung über der Zeit — in den Frequenzbereich um und zeigt, aus welchen spezifischen Frequenzen diese Schwingung besteht und wie stark jede einzelne ist. Rohe Verschiebungsdaten zeigen, dass eine Welle schwingt; die FFT-Analyse zeigt, warum.
Das ist wichtig, weil unterschiedliche mechanische Fehler mit unterschiedlichen, vorhersagbaren Frequenzen schwingen. Lagerverschleiß zeigt sich typischerweise als Energie bei Frequenzen, die mit der Lagergeometrie und der Drehzahl verknüpft sind. Resonanz erscheint als scharfer Peak bei der Eigenfrequenz einer Struktur. Lockerheit oder Fehlausrichtung erzeugt häufig Harmonische bei Vielfachen der Wellendrehzahl. Ohne Daten im Frequenzbereich sehen all diese Fälle wie dieselbe allgemeine „Schwingungs“-Messung aus. Mit ihnen kann ein Techniker den Fehler isolieren, bevor daraus ein Ausfall wird — und genau darauf basiert die Maschinenschwingungsmessung für die vorausschauende Instandhaltung statt reaktiver Reparatur. Die Sensoren von Riftek mit hoher Abtastrate liefern die Datendichte, die eine FFT-Analyse benötigt, um diese Frequenzen sauber aufzulösen, selbst bei schnell rotierenden Bauteilen, bei denen Instrumente mit geringerer Auflösung sie miteinander verwischen würden.
RIFTEK bietet ein breites Spektrum an Hardware und Software, die zusammen als integriertes Instrument zur Schwingungsmessung in verschiedenen Industriezweigen dienen. Unser Portfolio umfasst spezielle Aufbauten für Hochgeschwindigkeitsspindeln und -rotoren mit der Baureihe RF603HS zur Erfassung von Mikroschwingungen sowie automatisierte Maschinen, die als umfassendes Rundlaufmessgerät für Wellen in der Automobilindustrie dienen.
Darüber hinaus lassen sich unsere Schwingungsmesssysteme über mehrere Kanäle synchronisieren, um komplexe Wellen zu überwachen, die in mehreren Lagern laufen. Diese Fähigkeit ist unerlässlich für die Überwachung von Turbinenschaufeln und großen rotierenden Objekten, bei denen besondere Anordnungen der Rundlaufmessgeräte erforderlich sind, um Rundheit und Ausrichtung von Bauteilen wie Eisenbahnrädern und Rohren mit großem Durchmesser zu prüfen.
Moderne Schwingungsmessgeräte von RIFTEK bieten herausragende technische Leistung, darunter ultraschnelle Datenverarbeitung und eine Auflösung im Mikrometerbereich. Schnelle Schwingungsmessgeräte liefern eine ausreichende Datendichte für die Analyse mittels schneller Fourier-Transformation (FFT). So können Ingenieure einzelne Schwingungsfrequenzen bestimmen und Ursachen wie Lagerverschleiß, Resonanzen oder konstruktive Lockerungen genau eingrenzen. Damit sind diese Geräte für Programme der vorausschauenden Instandhaltung unverzichtbar.
Als professionelles Gerät zur Schwingungsmessung unterstützen diese Werkzeuge digitale Schnittstellen wie Ethernet, RS232/485 und PROFINET zur direkten Anbindung an SPS. Viele Schwingungsmessgeräte verfügen über eine spezielle „Smart“-Verarbeitung, die es dem Schwingungsmesssensor ermöglicht, den Spitze-Spitze-Weg intern zu berechnen. Dieser hohe Frequenzgang von bis zu 180 000 Messungen pro Sekunde stellt sicher, dass das Schwingungsmessgerät selbst die komplexesten Schwingungsformen in Hochgeschwindigkeits-Fertigungsumgebungen rekonstruieren kann.
Die Schwingungsmesswerkzeuge von RIFTEK sind für die nahtlose Integration in die moderne Smart Factory ausgelegt. Sie lassen sich als Inline-Messmittel für die Rundlaufmessung im Rahmen einer 100-%-Prüfung installieren oder als tragbare Diagnose-Sets einsetzen. Jeder Laser-Schwingungsmesssensor in unserem Katalog unterstützt schnelle analoge und digitale Protokolle und liefert Rückmeldungen in Echtzeit direkt an die Motorsteuerungen. Das ermöglicht eine aktive Schwingungsdämpfung oder automatische Abschaltroutinen, sobald das Schwingungsmessgerät Werte oberhalb der Sicherheitsschwellen erkennt.
Dank des berührungslosen Prinzips erfordern diese Schwingungsmessgeräte nur minimale Wartung und bieten Langzeitstabilität. Eine auf Lasertechnologie basierende Ausrüstung zur Schwingungsmessung bietet die für Industrie 4.0 erforderliche Regelung im geschlossenen Regelkreis, bei der automatisierte Schwingungsmesssysteme die höchsten Standards der Fertigungsqualität gewährleisten.
Schwingungsmesstechnik und Systeme zur Rundlaufmessung sind in Branchen unerlässlich, die auf leistungsstarke rotierende Maschinen und Null-Fehler-Toleranzen angewiesen sind. In der Energieerzeugung ist ein Schwingungsmesssystem für die Überwachung von Dampf- und Gasturbinen entscheidend. Die Automobil- sowie die Luft- und Raumfahrtindustrie nutzen die Rundlaufmessung an Kurbelwellen, Nockenwellen und Triebwerkskomponenten, um die Betriebssicherheit zu gewährleisten. Darüber hinaus wird in der Eisenbahnfertigung ein spezielles Rundlaufmessgerät benötigt, um die präzise Geometrie von Achsen und Radsatzbaugruppen unter hoher Belastung einzuhalten.
Standardmäßige rote oder infrarote Laser verlieren auf bestimmten Oberflächen nahezu systembedingt an Genauigkeit: Rotglühendes Metall sendet seine eigene Infrarotstrahlung aus, die die Fähigkeit eines Infrarotsensors beeinträchtigt, das Ziel vom thermischen Umgebungsrauschen zu unterscheiden, und hochpoliertes oder reflektierendes Metall kann einen Standard-Laserstrahl unvorhersehbar streuen, wodurch das Signal beeinträchtigt wird, auf das der Sensor für eine saubere Messung angewiesen ist. Für jedes Gerät zur Schwingungsmessung an frisch geschmiedeten, wärmebehandelten oder bearbeiteten Metallbauteilen ist dies kein Sonderfall — es gehört routinemäßig zur Produktionsumgebung.
Riftek begegnet dem mit Blaulasertechnologie, die mit einer kürzeren Wellenlänge arbeitet, die nicht durch thermische Emissionen von heißem Metall überdeckt wird und von polierten Oberflächen berechenbarer reflektiert wird. Das Ergebnis ist ein Sensor für die Schwingungsmessung, der seine Genauigkeit an Zielen beibehält, bei denen ein Instrument mit Standardwellenlänge entweder das Signal vollständig verlieren oder unzuverlässige Daten liefern würde — und damit eine praktische Wahl für die Inline-Überwachung direkt an Warmwalzlinien und in Endbearbeitungsprozessen ist, nicht erst nachträglich an abgekühlten, mattierten Teilen.
Die Schwingungsmessinstrumente von Riftek verbinden Hochgeschwindigkeits-Erfassung mit industrieller Robustheit, um die anspruchsvollsten messtechnischen Herausforderungen zu lösen. Unsere Lösungen bieten einen klaren technischen Vorsprung, darunter:
- 180 kHz Abtastung. Erfassen Sie Oberschwingungen höherer Ordnung dank ultraschneller Datenaufnahme für eine präzise Frequenzanalyse.
- Blaulaser-Technologie. Gewährleisten Sie eine stabile Schwingungsmessung auf rotglühenden oder polierten Metalloberflächen, wo Standardlaser versagen.
- Synchrone Mehrkanaligkeit. Messen Sie mehrere Punkte auf einer Welle mit Synchronisation im Submikrosekundenbereich für ein vollständiges dynamisches Profil.
- Robuste Konstruktion. Schwingungsmesswerkzeuge mit Schutzart IP67, gebaut für den Einsatz in den öligen und staubigen Umgebungen der Schwerindustrie.
Wenn Sie ein fortschrittliches Schwingungsmessgerät oder ein komplettes Schwingungsmesssystem suchen, bietet Riftek die Expertise, um Ihnen bei der Auswahl des optimalen Laser-Schwingungsmesssystems für Ihre spezifischen mechanischen Anlagen zu helfen.