Dipl.-Ing. Robert Missal
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An einem Antriebsmotor für einen Frischlüfter in einem chemischen Werk wurde aufgrund erhöhter Schwingungen eine Inspektion vom Hersteller durchgeführt. Dieser diagnostizierte einen Streifschaden im Lagerbock sowie einen verbogenen Wellenzapfen. Nach der Reparatur dieses Schadens wurde versucht, den Frischlüfter in Betrieb zu nehmen, wobei dieses aufgrund erhöhter Motorschwingungen nicht gelang.
Mit Standardmethoden war das Problem also nicht zu lösen. Daher entschied man sich, die anerkannten Spezialisten von KÖTTER Consulting Engineers (KCE) mit der Problemlösung zu beauftragen.
Bei der schwingungstechnischen Analyse durch KCE wurde festgestellt, dass sich die Schwingungssituation am Motor periodisch nach 30-50 Sekunden veränderte. Wie aus Abbildung 1 zu erkennen ist, steigt die Schwinggeschwindigkeit plötzlich an und verändert sich dann nach kurzer Zeit wieder zu geringeren Werten. Die dominierende Frequenz der Schwingung war im gesamten Zeitraum die einfache Drehfrequenz des Motors (Abb. 2).
Wie aus Abbildung 1 zu erkennen ist, steigt die Schwinggeschwindigkeit plötzlich an und verändert sich dann nach kurzer Zeit wieder zu geringeren Werten. Die dominierende Frequenz der Schwingung war im gesamten Zeitraum die einfache Drehfrequenz des Motors (Abb. 2).
Auffällig war an dem beobachteten Schwingungsverhalten weiterhin, dass zu dem Zeitpunkt, an dem die Schwingungen stark anstiegen, auch eine sprunghafte Änderung in der Phasenlage (Winkel zwischen Trigger und maximaler Schwingungsamplitude) von ca. 75 ° auftrat (Abb. 3).
Dieses Verhalten war nur durch eine plötzliche Verlagerung von Massen auf dem Rotor des Elektromotors zu erklären. So wurde entschieden den Motor zu demontieren und erneut vom Hersteller überprüfen zu lassen. Hierbei stellte sich heraus, dass sich auf dem Rotor einige Blechpakete gelöst hatten. Je nach Lage der losen Blechpakete wurde die Unwucht des Motors und damit die Phasenlage beeinflusst.
Nach der Reparatur des Schadens konnte der Frischlüfter problemlos in Betrieb genommen werden und ist seitdem ohne Beanstandung in Funktion.
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Abbildung 1: Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit an den Lagern des Elektromotors in vertikaler Richtung
Abbildung 2: Wasserfalldarstellung der FFT-Analysen der Schwinggeschwindigkeit am Motorlager Kupplungsseite, Motordrehzahl 3.000 RPM
Abbildung 3: Zeitverlauf der effektiven Schwinggeschwindigkeit (oberes Diagramm) sowie der Phasenlage (unteres Diagramm) am Motorlager Kupplungsseite