Schwingungsanalyse

Was ist die Schwingungsanalyse?

Die Schwingungsanalyse misst die mechanischen Schwingungen einer laufenden Spindel und wertet sie nicht nur als Gesamtwert, sondern nach Frequenzen aufgeschlüsselt aus. Der Sensor sitzt am Gehäuse oder am Lagerschild und nimmt Beschleunigung oder Schwinggeschwindigkeit auf. Aus dem zeitlichen Signal entsteht über eine Frequenztransformation das Spektrum.

Der Gewinn liegt in der Zuordnung. Ein hoher Gesamtschwingwert sagt nur, dass etwas nicht stimmt. Erst das Spektrum zeigt, welches Bauteil die Schwingung verursacht.

Welche Kennwerte werden erfasst?

In der Praxis sind drei Größen relevant:

• Schwinggeschwindigkeit (mm/s): Standardkennwert für die Gesamtbeurteilung, oft als Effektivwert über einen Drehzahlbereich
• Schwingbeschleunigung (m/s²): empfindlich für hochfrequente Anteile, daher gut für beginnende Lagerschäden
• Frequenzspektrum: die Aufschlüsselung nach einzelnen Frequenzen, aus der die Diagnose entsteht

Wie unterscheidet das Spektrum die Ursachen?

Jede Fehlerart hat eine typische Frequenzlage:

• Unwucht zeigt sich als deutlicher Ausschlag bei der Drehfrequenz, also bei einfacher Drehzahl. Eine reine Unwucht hat ein klares Maximum genau hier.
• Lagerschäden erzeugen Ausschläge bei den Überrollfrequenzen der Lagerbauteile. Diese Frequenzen ergeben sich aus Lagergeometrie und Drehzahl und liegen meist nicht bei einfacher Drehzahl.
• Rundlauffehler und Ausrichtfehler zeigen sich oft bei der zweifachen Drehfrequenz.

Diese Trennung ist der Kern der Methode. Sie verhindert, dass eine Spindel auf Verdacht zerlegt oder ein Lager getauscht wird, obwohl die eigentliche Ursache eine Unwucht ist.

Schwingungsanalyse und Wuchten

Vor dem Spindelwuchten klärt die Schwingungsanalyse, ob überhaupt eine Unwucht vorliegt. Ist der Ausschlag bei Drehfrequenz dominant, ist Wuchten der richtige Weg. Liegt die Energie dagegen bei Lagerfrequenzen, lässt sich das Problem durch Wuchten nicht beheben, weil die Ursache im Lager sitzt.

Nach dem Wuchten dient dieselbe Messung als Nachweis: Der Ausschlag bei Drehfrequenz muss messbar gesunken sein, sonst war die Unwucht nicht die Hauptursache.

Wann ist eine Schwingungsanalyse sinnvoll?

Sie lohnt sich, wenn eine Spindel ungewöhnlich läuft, ohne dass die Ursache offensichtlich ist: bei spürbaren Vibrationen, verschlechterter Oberfläche am Werkstück oder steigenden Laufgeräuschen. Auch zur Zustandsüberwachung kritischer Spindeln wird sie eingesetzt, um Veränderungen früh zu erkennen. Eine geordnete Spindel-Diagnose kombiniert die Schwingungsmessung mit Rundlauf- und Temperaturprüfung.