Getriebeüberwachung – Getriebe überwachen und Schäden früh erkennen

Die Zustandsüberwachung beziehungsweise das Condition Monitoring (CMS) von Industriegetrieben kann periodisch oder kontinuierlich erfolgen.

Nicht jedes Industriegetriebe benötigt eine permanente Online-Überwachung. Besonders kritisch sind Getriebe, deren Ausfall eine komplette Produktionslinie oder Anlage zum Stillstand bringt und für die kein kurzfristig verfügbares Ersatzgetriebe vorhanden ist. Das betrifft insbesondere ältere Industriegetriebe und Sondergetriebe ohne kurzfristig verfügbaren Ersatz, zentrale Antriebe innerhalb einer Produktionslinie sowie Getriebe, bei denen Ersatzteile, Verzahnungsteile oder ein Ersatzgetriebe lange Beschaffungszeiten haben.

Die entscheidende Frage lautet deshalb nicht nur, wie wahrscheinlich ein Getriebeschaden ist.
Ebenso wichtig ist die Frage, welche Folgen ein ungeplanter Ausfall dieses Getriebes für die Produktion hätte.

Ein beginnender Schaden oder zunehmender Verschleiß kann sich je nach Schadensart auf unterschiedliche Weise bemerkbar machen. Deshalb gibt es nicht nur eine einzige Methode zur Zustandsüberwachung von Industriegetrieben.

Untersucht beziehungsweise überwacht werden können unter anderem:

• Schwingungen
• Temperaturen
• Betriebsgeräusche
• Zustand des Getriebeöls
• sichtbare Lager- und Verzahnungsbereiche
• metallischer Abrieb im Getriebeöl

Welche Methode sinnvoll ist, hängt vom Getriebe, der Schmierung, den Betriebsbedingungen, der Anlagenkritikalität und vor allem von der Frage ab, welche Information benötigt wird.

Bei Condition Monitoring von Industriegetrieben wird häufig zuerst an Schwingungsmessung gedacht. Das ist nachvollziehbar, denn die Schwingungsanalyse ist seit vielen Jahren ein wichtiges Verfahren zur Diagnose rotierender Maschinen. Ein Getriebeschaden hinterlässt jedoch nicht nur Veränderungen im Schwingungsverhalten.

Mechanischer Verschleiß kann zusätzlich metallische Partikel erzeugen. Diese Verschleißpartikel gelangen bei geeigneten ölumlaufgeschmierten Getrieben in den Ölstrom und können dort als weitere Zustandsgröße erfasst werden.

Damit stellt sich für die Getriebeüberwachung nicht nur die Frage, welche Schwingungen ein Getriebe erzeugt. Ebenso interessant ist, ob und wie sich der metallische Verschleiß im Getriebe verändert.

Eine einzelne Ölprobe kann wichtige Informationen über den Zustand von Schmierstoff und Getriebe liefern. Für eine permanente Getriebeüberwachung ist jedoch besonders interessant, wie sich metallischer Abrieb während des laufenden Betriebs entwickelt.

Bei einem geeigneten Ölkreislauf kann ein Sensor so integriert werden, dass das umlaufende Getriebeöl die Messstelle kontinuierlich passiert. Entstehende metallische Verschleißpartikel können dadurch fortlaufend erfasst werden und müssen nicht erst bei der nächsten Ölprobenentnahme entdeckt werden.

Entscheidend ist dabei nicht ein einzelner Metallpartikel. Relevant ist die Entwicklung des metallischen Abriebs über die Zeit. Eine auffällige Veränderung kann Anlass geben, das Getriebe gezielt weiter zu untersuchen.

Schwingungsüberwachung und Metallabriebüberwachung messen unterschiedliche physikalische Größen und beantworten deshalb nicht exakt dieselbe Frage.
Die Schwingungsanalyse kann detaillierte Hinweise auf das dynamische Verhalten eines Getriebes liefern und bei der Diagnose beziehungsweise Eingrenzung von Fehlern eine wichtige Rolle spielen.

Die kontinuierliche Metallabriebüberwachung betrachtet dagegen metallische Verschleißpartikel, die im Schmieröl transportiert werden. Sie kann damit Hinweise darauf liefern, ob sich der mechanische Verschleiß im Getriebe verändert.

Die Frage sollte deshalb nicht pauschal lauten, welches Verfahren besser ist. Sinnvoller ist die Frage, welche Information für das konkrete Getriebe benötigt wird und welches Verfahren diese Information mit vertretbarem Aufwand liefert. Je nach Anlagenkritikalität, Getriebe und Aufgabenstellung können die Verfahren für unterschiedliche Fragestellungen oder ergänzend eingesetzt werden.

Der wirtschaftliche Nutzen einer Getriebeüberwachung entsteht nicht durch die Anzahl der Sensoren oder Messwerte. Entscheidend ist, ob eine auffällige Entwicklung früh genug erkannt wird, um noch gezielt reagieren zu können. Wird eine Veränderung festgestellt, sollte nicht automatisch von einem unmittelbar bevorstehenden Ausfall ausgegangen werden. Zunächst muss der Befund technisch eingeordnet und abhängig von Situation und Anlagenkritikalität durch geeignete Untersuchungen ergänzt werden. So erhalten Sie sehr früh eine belastbare Entscheidungsgrundlage für das weitere Vorgehen.

Eine auffällige Entwicklung ist zunächst ein Signal für eine gezielte technische Untersuchung. Abhängig von Befund und Zugänglichkeit kann das Getriebe direkt vor Ort inspiziert und endoskopisch untersucht werden.

Zeigt sich ein reparaturbedürftiger Schaden, prüfen wir, ob eine Reparatur am eingebauten Getriebe technisch sinnvoll möglich ist oder eine weitergehende Instandsetzung vorbereitet werden sollte.

Sind benötigte Verzahnungs- oder andere Bauteile nicht mehr verfügbar, können vorhandene Komponenten abhängig vom Bauteil vermessen, technisch rekonstruiert und neu gefertigt werden.

Für Instandhaltung und Produktion ist vor allem die Zeit zwischen einer erkannten Veränderung und einer notwendigen Maßnahme wertvoll. Diese Reaktionszeit kann genutzt werden, um:

• den Getriebezustand gezielt weiter zu untersuchen,
• Ersatzteile oder Verzahnungsteile zu beschaffen,
• Personal, Hebezeuge und externe Leistungen zu planen,
• Produktionsabläufe auf einen Stillstand vorzubereiten,
• eine notwendige Reparatur oder Instandsetzung möglichst in ein geplantes Zeitfenster zu legen.

So wird aus einer unerwarteten Störung eine planbare Instandhaltungsmaßnahme!

Für die kontinuierliche Überwachung metallischer Verschleißpartikel in geeigneten ölumlaufgeschmierten Getrieben empfehlen wir MetalSCAN.
MetalSCAN wird in den Ölkreislauf integriert und erfasst metallische Verschleißpartikel im laufenden Schmieröl. Damit kann die Entwicklung des Metallabriebs kontinuierlich beobachtet werden.

Das System verfolgt einen anderen Ansatz als eine Schwingungsüberwachung. Überwacht wird der metallische Verschleiß, der mit dem Schmieröl durch die Messstelle transportiert wird. MetalSCAN ersetzt deshalb nicht automatisch jede andere Form der Zustandsdiagnose. Zeigt sich eine auffällige Entwicklung, kann anschließend gezielt entschieden werden, welche weiterführende Diagnose oder Instandhaltungsmaßnahme sinnvoll ist.

Sie möchten wissen, wie Ihr betriebskritisches Industriegetriebe sinnvoll überwacht werden kann oder ob sich eine kontinuierliche Metallabriebüberwachung für Ihre Anwendung eignet?

Senden Sie uns Hersteller, Getriebetyp, Anwendung, Standort und – soweit vorhanden – Angaben zur Schmierung beziehungsweise zum Ölkreislauf sowie Fotos, Typenschilddaten oder technische Unterlagen. Unsere Getriebefachleute prüfen, welche Form der Zustandsüberwachung für die konkrete Anwendung technisch sinnvoll ist.