Success Story
Den Vibrationen auf der Spur
Mit hochmoderner Messtechnik werden die Ursachen von Schwingungen ergründet. Eine Verbesserung durch tribologische Maßnahmen führt zur Lebensdauerverlängerung von Maschinen
Während des Einsatzes von Maschinen führen Schwingungen und Vibrationen zu deutlich kürzeren Lebensdauern. Ursachen für diese mechanischen Schwingungen sind oftmals Unwucht und Eigenfrequenzen im mechanischen Aufbau, externe Einflüsse (z.B. unebene Fahrbahn oder Wind) oder tribologische Verschleißprozesse, die zu Materialermüdung bis hin zum Versagen führen. Meist werden die Ursachen nicht eindeutig identifiziert, und frühzeitige Ausfälle von Maschinen führen zu Produktivitätsverlust und Verbrauch von Ersatzteilen. Erst die genaue Kenntnis der zugrunde liegenden dynamischen Phänomene ermöglicht gezielte Abhilfemaßnahmen zur Systemoptimierung und lebensdauerverlängernder Maßnahmen.
Die auftretenden Schwingungen zeichnen sich oft durch sehr kleine Amplituden aus, können sich aber durch ihr periodisches Auftreten verstärken und zu katastrophalen Schäden führen. Um derartige „schnelle“ und „kleine“ Auslenkungen zu detektieren, wird bei der AC2T research GmbH ein hochpräzises 3D-Doppler-Vibrometer eingesetzt, welches Schwingungen mit Amplituden von wenigen Nanometern erfasst. Dieser Vibrometer wird mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und einer Hochgeschwindigkeits-Thermokamera ergänzt, um die Bewegungen und die dadurch entstehende Wärmetönung grafisch zu erfassen. Diese „cutting-edge“ Technologie wird gewinnbringend für die Optimierung dynamischer Vorgänge verwendet.
Detailverständnis tribologischer Prüfaufbauten
Um tribologische Vorgänge zu untersuchen, werden Prüfaufbauten (z.B. Tribometer) verwendet. Diese dienen zur Nachstellung wesentlicher Faktoren in einem Modelsystem, um so Optimierungen zum Beispiel des Schmierstoffes durchzuführen. Wie in allen mechanischen Aufbauten sind auch hier Schwingungen vorhanden, die mittels des Messequipments sichtbar gemacht werden. So ist es uns möglich, tribologische Untersuchungen in optimalen Parameterbereichen durchzuführen.
Optimierung in der Papierproduktion
Die Messtechnik wird auch zur Unterstützung der produzierenden Industrie genutzt: Hier ermöglichte der Einsatz des Vibrometers die Identifizierung von Rattermarken in Papiermaschinen. Rattermarken – als periodische Verschleißmarken auf der Walzenoberfläche – führen zu einem frühzeitigen Qualitätsverlust in der Papierproduktion. Durch tribologische Optimierungen der Walzen, insbesondere die Entwicklung von nachhaltigen Bezügen, wird die Ausbildung solcher Rattermarken vermieden, wodurch zukünftig deutlich längere Laufzeiten erreicht werden können.
Wirkungen und Effekte
Mit der gezielten Anwendung des Vibrometers, der Hochgeschwindigkeitskamera und der Hochgeschwindigkeits-Thermokamera zusammen mit dem Know-How zur Maschinendynamik und der tribologischen Interaktionen klären wir die Ursachen für unerwünschte Schwingungen im Detail auf und entwickeln gezielte Abhilfemaßnahmen, sowohl an unseren Laboraufbauten als auch für die Industrie.
Projektkoordination (Story)
Dr.mont. Markus Varga, MSc
Forschungsbereichsleitung
AC2T research GmbH
Diese Success Story wurde von AC2T research GmbH und den genannten Projektpartnern zur Veröffentlichung auf der FFG Website freigegeben. Das COMET Zentrum InTribology2 wird im Rahmen von COMET – Competence Centers for Excellent Technologies durch BMIMI, BMWET sowie den Bundesländern Niederösterreich und Vorarlberg gefördert. Das Programm COMET wird durch die FFG abgewickelt. Weitere Informationen zu COMET: www.ffg.at/comet
