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Thermische Ausdehnungskompensation zur Wellenausrichtung
Berechnen Sie die durch die Wärmeausdehnung bedingte vertikale Achsenverlängerung der Antriebs- und Abtriebsmaschinen. Ermitteln Sie den Zielwert für die Kaltausrichtung vor dem Versatz, um die Ausrichtung bei Betriebstemperatur zu erreichen.
Ergebnisse
Formel für thermische Ausdehnung
Wenn sich eine Maschine erhitzt, dehnt sich ihr Rahmen vertikal aus, wodurch die Wellenmittellinie angehoben wird:
- H — Fuß-Mittellinien-Höhe (mm)
- α — Wärmeausdehnungskoeffizient (×10⁻⁶ /°C)
- Top — Betriebstemperatur (°C)
- TUmg. — Umgebungstemperatur (°C)
Material-CTE-Werte
| Material | α (×10⁻⁶ /°C) |
|---|---|
| Kohlenstoffstahl | 12.0 |
| Gusseisen | 10.5 |
| Edelstahl (304/316) | 16.0 |
| Aluminium | 23.0 |
Typische Betriebstemperaturen
| Maschinentyp | Typische Gehäusetemperatur (°C) |
|---|---|
| Elektromotor | 60 – 90 |
| Kreiselpumpe (Kaltwasser) | 40 – 70 |
| Dampfturbine | 80 – 200 |
| Getriebe | 50 – 80 |
| Kompressor | 60 – 120 |
Praktisches Beispiel
Gegeben: Umgebungstemperatur = 20 °C
Motor: H = 200 mm, Stahl (α = 12×10⁻⁶), Top = 80 °C
Pumpe: H = 250 mm, Stahl (α = 12×10⁻⁶), Top = 60 °C
ΔHMotor = 200 × 12 × 10⁻⁶ × (80 − 20) = 0,144 mm
ΔHPumpe = 250 × 12 × 10⁻⁶ × (60 − 20) = 0,120 mm
Differenz = 0,144 − 0,120 = 0,024 mm
Der Motor wird stärker → Motor einstellen 0,024 mm NIEDRIG während der Kaltausrichtung.
💡 Tipp: Die Maschine, die stärker wächst, sollte bei der Kaltausrichtung auf NIEDRIG eingestellt werden. Wenn sich beide erwärmen, gleicht das unterschiedliche Wachstum sie aus.
⚠️ Hinweis: Diese Berechnung setzt eine gleichmäßige Wärmeausdehnung des Maschinenrahmens voraus. In der Praxis können Temperaturgradienten, Rohrleitungsspannungen und Fundamenteffekte zusätzliche Bewegungen verursachen. Führen Sie daher nach Möglichkeit immer eine Heißausrichtungsprüfung durch.
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Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ist Schwingungsanalyse-Ingenieur sowie Gründer und Geschäftsführer von Vibromera. Seit mehr als 15 Jahren wuchtet er rotierende Maschinen direkt vor Ort aus statt auf dem Prüfstand: Mulchgeräte, Industrieventilatoren, Brecher, Zentrifugen, Wellen und Spindeln. Aus dieser Arbeit sind die Balanset-Geräte entstanden — sie wurden als Werkzeug konzipiert, das ein Fachmann zur Maschine mitnehmen und dort allein einsetzen kann, nicht als Laborausrüstung. Vibromera wurde 2017 gegründet und hat seinen Sitz seit 2023 in Porto, Portugal. Entwicklung, Montage und Support der Balanset-Reihe finden hier statt. Das Flaggschiffgerät ist das Balanset-1A, ein tragbares Analysegerät für ein- und zweiebeniges Auswuchten sowie für Schwingungsdiagnose. Nikolai ist persönlich in den Kundensupport eingebunden, arbeitet schwierige Auswuchtfälle durch und ist an der Softwareentwicklung beteiligt. Er arbeitet mit Kunden weltweit, in jeder Sprache.
