Wartungsplan für Elektromotoren: nach Kritikalität gruppieren und messtechnisch überwachen

Im Wartungsplan eines Verpackungswerks stand für alle 140 Elektromotoren dieselbe Zeile: "alle drei Monate abschmieren, einmal jährlich Isolationsmessung". Auf dem Papier wirkte das ordentlich, in der Praxis entstanden zwei Probleme. Für kleine Elektromotoren mit lebensdauergeschmierten Lagern ohne Schmiernippel wendeten die Techniker unnötig Zeit auf. Gleichzeitig reichten diese Intervalle für den Antrieb der Speisewasserpumpe nicht aus, der im heißen, feuchten Kesselhaus im Dauerbetrieb lief – dort musste jedes Jahr ein Lager getauscht werden. Einen Plan gab es also, aber er unterschied nicht zwischen den Antrieben.

Ein wirksamer Wartungsplan ist weniger eine Checkliste als eine Frage der Priorisierung. Welcher Stillstand legt die Linie still, welcher Antrieb arbeitet unter schwierigen Bedingungen, welches Lager lässt sich nachschmieren? Nach diesen Fragen werden die Elektromotoren gruppiert, und jede Gruppe erhält ihr eigenes Intervall. Im Folgenden zeigen wir Schritt für Schritt, wie Sie einen solchen Plan aufbauen.

Zuerst die Motorenliste erstellen und gruppieren

Grundlage des Plans ist ein aktuelles Verzeichnis aller Elektromotoren im Werk: Einbauort, Aufgabe, Daten vom Typenschild, Lagerart (mit Schmiernippel oder geschlossen), Speisung über Frequenzumrichter oder direkt am Netz sowie vorhandene Wicklungsfühler. Liegt diese Liste vor, werden die Antriebe nach zwei Fragen gruppiert:

• Kritikalität: Was passiert, wenn dieser Antrieb ausfällt? Steht die Linie still, übernimmt eine Reservepumpe, oder kann man einige Stunden warten?
• Betriebsbedingungen: Läuft er in einer sauberen, kühlen Halle nur wenige Stunden am Tag – oder rund um die Uhr in staubiger, feuchter oder heißer Umgebung?

Aus diesen beiden Achsen ergeben sich drei praxistaugliche Gruppen. Gruppe A umfasst kritische Antriebe unter schwierigen Bedingungen; sie werden am häufigsten und am umfassendsten überwacht. Gruppe B umfasst Antriebe, die entweder kritisch sind oder unter schwierigen Bedingungen laufen; sie werden in mittleren Abständen überwacht. Gruppe C umfasst unkritische Antriebe in guter Umgebung; hier genügen einfache Sichtkontrollen und jährliche Messungen. Die eingangs erwähnte Speisewasserpumpe gehörte zur Gruppe A, wurde im Plan aber im selben Intervall geführt wie ein Förderbandantrieb der Gruppe C.

Ohne Referenzwert kein Trend

Bei der zustandsorientierten Wartung zählt weniger, ob ein einzelner Messwert gut oder schlecht ist, sondern wie er sich über die Zeit verändert. Dafür braucht jeder Elektromotor eine Ausgangsmessung: bei der Inbetriebnahme oder am ersten Tag im Wartungsprogramm, bei definierter Last aufgenommen – Gehäusetemperatur, Schwingungen, Phasenströme und Isolationswiderstand.

Ein Beispiel: Wurden bei der Inbetriebnahme 1,2 mm/s Schwinggeschwindigkeit gemessen und sind es sechs Monate später 2,5 mm/s, hat sich der Wert verdoppelt – auch wenn er noch innerhalb der allgemein üblichen Grenzwerte liegt. Die Ursache sollte untersucht werden. Ebenso deutet ein mit der Zeit wachsender Unterschied zwischen den Phasenströmen bei gleicher Last auf ein Anschluss- oder Versorgungsproblem hin. Wie ein neuer Elektromotor bei Lieferung und Erstinbetriebnahme gemessen wird, haben wir im Beitrag zur Liefer- und Abnahmeprüfung beschrieben; diese Werte bilden die erste Zeile der Wartungsakte.

Was sollte wie oft überwacht werden?

Die folgenden Intervalle sind ein allgemeiner Ausgangspunkt. Typenschild, Wartungsanleitung und die Erfahrung im eigenen Betrieb können sie verkürzen oder verlängern.

Sichtrundgang (A: einmal pro Schicht, B: wöchentlich, C: monatlich)

Geräusche, Geruch, ungewöhnliche Erwärmung des Gehäuses, Sauberkeit von Lüfterhaube und Kühlrippen, Zustand der Fußschrauben und Kabeleinführungen. Für diesen Rundgang ist kein Messgerät nötig, wohl aber ein geschultes Auge. Staub zwischen den Kühlrippen ist der häufigste und am einfachsten zu behebende Grund, warum ein Elektromotor seine Wärme nicht mehr abführen kann.

Messrundgang (A: monatlich, B: vierteljährlich, C: jährlich)

Phasenströme bei definierter Last, Oberflächentemperatur des Gehäuses und Schwingungen an den Lagerstellen. Wie Schwingungen bewertet werden und nach welcher Zonenlogik die Normen arbeiten, erläutert der Beitrag zu ISO 10816/20816. Bei Elektromotoren mit PTC- oder PT100-Fühlern in der Wicklung wird in diesem Rundgang zudem geprüft, ob das Temperatursignal tatsächlich im Steuerungssystem ankommt.

Isolationswiderstand (A: halbjährlich, B und C: jährlich)

Gemessen wird im spannungsfreien Zustand bei abgeklemmtem Kabel. Wichtiger als ein Einzelergebnis ist der Abwärtstrend aufeinanderfolgender Werte, die bei gleicher Temperatur aufgenommen wurden. In feuchter Umgebung und nach längeren Stillständen empfiehlt sich eine zusätzliche Messung. Messverfahren und Bewertung finden Sie im Beitrag zum Megger-Test.

Schmierung: nicht jeder Antrieb braucht die Fettpresse

Bei vielen Elektromotoren kleiner und mittlerer Baugröße sind die Lager geschlossen und auf Lebensdauer geschmiert. Hier gibt es keinen Schmierpunkt; die Wartung beschränkt sich darauf, Lagergeräusch und Lagertemperatur zu beobachten und das Lager bei Bedarf zu tauschen. Bei großen Baugrößen können Schmiernippel vorhanden sein. Fettsorte, Fettmenge und Nachschmierintervall stehen dann auf dem Typenschild oder in der Wartungsanleitung; sie hängen von Drehzahl, Lagergröße und Umgebungstemperatur ab.

Der häufigste Fehler in der Praxis ist Überschmierung. Fett, das bis zum Überlaufen in das Lagergehäuse gepresst wird, wird gewalkt, erwärmt sich und treibt die Lagertemperatur nach oben. Der zweite Fehler ist das Mischen unterschiedlicher Fettsorten. Der dritte ist das Abschmieren bei stehendem Antrieb: Sofern die Anleitung nichts anderes vorgibt, wird im laufenden Betrieb nachgeschmiert, wenn das Altfett austreten kann. Der Schmierplan sollte deshalb getrennt nach der Spalte "Lagerart" im Verzeichnis geführt werden.

Auch Reserve- und Stillstandsantriebe gehören in den Plan

Ein Reserveantrieb in einer kritischen Pumpstation oder ein saisonal betriebener Ventilator kann monatelang stillstehen. In dieser Zeit können die Wälzkörper an derselben Stelle Eindrücke hinterlassen, und im Gehäuse kann sich Kondenswasser bilden. Für diese Antriebe gehört es zum Plan, die Welle regelmäßig einige Umdrehungen zu drehen, eine vorhandene Stillstandsheizung auf Funktion zu prüfen und vor der Inbetriebnahme den Isolationswiderstand zu messen. Maßnahmen speziell für eingelagerte Elektromotoren haben wir im Beitrag zu Lagerung und längerem Stillstand behandelt.

Lebendig bleibt der Plan nur durch Dokumentation

Werden die Messwerte nicht regelmäßig in ein Buch oder eine Tabelle eingetragen, bleibt der Trend unsichtbar, und der Plan existiert nach wenigen Monaten nur noch auf dem Papier. Pro Antrieb genügt eine Karte: Verzeichnisdaten, Ausgangswerte, die Messungen jedes Rundgangs, durchgeführte Maßnahmen und der nächste Prüftermin. Wichtig ist auch, diese Karten einmal im Jahr durchzusehen und die Gruppen anzupassen: Ein häufig auffälliger Antrieb der Gruppe B kann in Gruppe A wechseln, bei einem seit Jahren störungsfreien Antrieb lässt sich das Intervall verlängern. Wenn Sie wissen möchten, welchen Anteil die Wartung an den gesamten Betriebskosten hat, lesen Sie unseren Beitrag zu Wartungs- und Betriebskosten.

Fazit

Ein guter Wartungsplan für Elektromotoren behandelt nicht jeden Antrieb gleich: Kritische Antriebe unter schwierigen Bedingungen werden häufiger und gründlicher geprüft, bei einfachen Antrieben entfällt unnötiger Aufwand. Kommen Verzeichnis, Gruppierung, Ausgangsmessung und regelmäßige Dokumentation zusammen, wird der Plan zu einem Werkzeug, das Trends zeigt, bevor es zum Ausfall kommt. Zur Reserveplanung oder Erneuerung Ihrer kritischen Antriebe können Sie sich mit unserem technischen Team beraten.

Häufig gestellte Fragen

Woran erkenne ich, ob das Lager meines Elektromotors nachschmierbar ist?

Nachschmierbare Elektromotoren haben an den Lagerdeckeln einen Schmiernippel und meist eine Ablassschraube; auf dem Typenschild oder in der Wartungsanleitung sind Fettsorte und Intervall angegeben. Fehlen diese Merkmale, sind die Lager sehr wahrscheinlich geschlossen und auf Lebensdauer geschmiert – von außen wird kein Fett eingepresst.

Lässt sich ein Wartungsplan ohne Schwingungsmessgerät umsetzen?

Sichtrundgänge, Strom- und Temperaturmessungen sowie die Isolationsprüfung lassen sich auch ohne ein solches Gerät regelmäßig durchführen und zeigen viele Probleme frühzeitig. Bei kritischen Antrieben erkennt jedoch schon ein einfaches Handmessgerät Lager- und Ausrichtungsprobleme lange bevor sie hörbar werden.

Ist bei der Wartung von Antrieben am Frequenzumrichter etwas anders?

Die Grundprüfungen sind gleich. Bei Elektromotoren, die lange mit niedriger Drehzahl laufen, sollte die Temperatur jedoch genauer beobachtet werden; bei großen Baugrößen ist der Schwingungstrend im Hinblick auf Lagerschäden durch Stromdurchgang zu verfolgen. Auch die Strom- und Temperaturaufzeichnungen des Umrichters liefern Daten für die Wartungsakte.

Wann sollte ich die Wartungsintervalle ändern?

Werden die Aufzeichnungen einmal jährlich ausgewertet, fällt die Entscheidung leichter. Bei häufig auffälligen Antrieben oder sich schnell verschlechternden Werten wird das Intervall verkürzt; bei Antrieben mit lange stabilen Werten kann es vorsichtig verlängert werden.