Lernfeld 12 · Prüfung Teil 2

Zustandsüberwachung und Diagnose

Zustandsüberwachung an Maschinen: Schwingungsmessung, Frequenzspektrum, Thermografie, Ölanalyse und Inspektion mit den Sinnen für die Diagnose.

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Darum geht es

Zustandsüberwachung soll Schäden früh erkennen, damit Instandhaltung geplant statt im Notfall stattfindet. Am einfachsten ist der Rundgang mit den Sinnen. Du hörst auf ungewohnte Geräusche, siehst nach Leckagen, Ölstand und Verschmutzung, fühlst Wärme und Schwingungen und riechst verschmortes Material. Messgeräte machen diese Eindrücke vergleichbar und zeigen einen Trend.

Die Schwingungsmessung ist das wichtigste Verfahren für drehende Maschinen. Zur Beurteilung des Gesamtzustands wird nach DIN ISO 20816-3 meist der Effektivwert der Schwingschnelle in mm/s gemessen, immer an denselben Messpunkten und in festen Richtungen. Das Frequenzspektrum hilft bei der Ursache. Unwucht zeigt sich vor allem bei der einfachen Drehfrequenz in radialer Richtung, Fluchtungsfehler oft bei der doppelten und mit axialen Anteilen. Wälzlagerschäden findet man früh mit der Hüllkurvenanalyse oder Stoßimpulsmessung.

Die Thermografie zeigt heiße Stellen an Lagern, Kupplungen und elektrischen Klemmen. Dabei muss der Emissionsgrad stimmen, blanke Metalle strahlen wenig ab und erscheinen zu kalt. Die Ölanalyse aus Getrieben und Hydraulik liefert Verschleißmetalle, Wasser, Viskosität und Reinheitsklasse. Fest installierte Online-Überwachung misst dauernd und erkennt auch schnelle Schäden zwischen zwei Rundgängen.

Das solltest du dir merken

Für den Gesamtzustand zählt meist der Effektivwert der Schwingschnelle in mm/s.
Immer an denselben Messpunkten messen, nur so ist ein Trend aussagekräftig.
Unwucht zeigt sich bei der einfachen Drehfrequenz.
Bei der Thermografie den Emissionsgrad einstellen, blankes Metall erscheint zu kalt.
Wasser und Verschleißmetalle im Öl sind Warnzeichen.

Formeln

Drehfrequenz: $f_{n} = \frac{n}{60}$; $f_{n}$ in Hz, $n$ Drehzahl in 1/min

Typische Fehler in der Prüfung

Drehzahl in 1/min mit der Frequenz im Spektrum in Hz verglichen, ohne durch 60 zu teilen.
Messpunkte bei jeder Messung anders gewählt; die Werte sind dann nicht vergleichbar.
Thermografiebild einer glänzenden Oberfläche ohne passenden Emissionsgrad gedeutet.

Tipps aus der Werkstatt

Schwingungsmessung erkennt Lagerschäden und Unwucht, Thermografie heiße Stellen, Ölanalyse Abrieb im Getriebe. Wichtig ist der Trend: Erst der Vergleich mit früheren Messungen am selben Messpunkt zeigt, ob sich ein Schaden anbahnt.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

11 Aufgaben zu „Zustandsüberwachung und Diagnose“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Industriemechaniker, Lernfeld 12 (Instandhalten von technischen Systemen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.