Die Einflusskoeffizientenmethode für den Betriebsauswuchtvorgang

Definition: Was ist ein Einflusskoeffizient?

Ein Einflusskoeffizient ist ein komplexer Vektor (mit Amplitude und Phasenwinkel), der die Reaktion eines Rotorsystems auf eine bekannte Unwucht beschreibt. Konkret stellt er die Schwingungsänderung an einem bestimmten Messpunkt dar, die sich durch das Hinzufügen eines bekannten Testgewichts an einer bestimmten Stelle auf einer Ausgleichsebene ergibt. Vereinfacht ausgedrückt besagt der Koeffizient: „Bei einem Testgewicht dieser Größe, das in diesem Winkel platziert wird, ändert sich die Schwingung am Lager um diesen Betrag und in diese Richtung.“

Diese Methode ist die Grundlage des modernen Betriebsauswuchtens, da sie ein präzises Auswuchten ermöglicht, ohne dass die komplexen physikalischen Eigenschaften des Rotors (wie seine Masse, Steifigkeit oder Dämpfung) bekannt sein müssen.

Warum ist die Einflusskoeffizientenmethode so effektiv?

Die Stärke dieser Methode liegt darin, dass die Maschine als „Black Box“ betrachtet wird. Anstatt zu versuchen, den Rotor theoretisch zu modellieren, wird die individuelle Reaktion des Systems in einem praktischen Test direkt gemessen. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

• Hohe Genauigkeit: Es berücksichtigt alle realen dynamischen Effekte des Systems, einschließlich Lagersteifigkeit, Flexibilität der Stützstruktur und aerodynamische Kräfte.
• Vielseitigkeit: Es funktioniert gleichermaßen gut für Auswuchtprobleme sowohl in einer Ebene als auch in komplexen Ebenen bei starren und flexiblen Rotoren.
• Keine Demontage erforderlich: Es handelt sich um den Standard für das Auswuchten vor Ort oder im Feld, wodurch Maschinen in ihrem endgültigen Installationszustand unter normalen Betriebslasten und -temperaturen ausgewuchtet werden können.

Das Ein-Ebenen-Auswuchtverfahren (Schritt-für-Schritt)

Für eine einfache Einebenenbilanz folgt die Einflusskoeffizientenmethode einem klaren, logischen Prozess:

1. Erstlauf (Lauf 1): Messen Sie bei normalem Maschinenbetrieb den anfänglichen Schwingungsvektor (Amplitude A1 und Phase P1) am Lager. Dieser stellt die durch die ursprüngliche Unwucht (O) verursachte Schwingung dar.
2. Probelauf mit Gewichten (Lauf 2): Stoppen Sie die Maschine und befestigen Sie ein bekanntes Testgewicht (T) an einer bekannten Winkelposition (z. B. 0 Grad) auf der Korrekturebene.
3. Messen Sie die neue Reaktion: Starten Sie die Maschine und messen Sie den neuen Schwingungsvektor (Amplitude A2 und Phase P2). Diese neue Schwingung ist die Vektorsumme der ursprünglichen Unwucht plus der Wirkung des Testgewichts (O+T).
4. Berechnen Sie die Schwingungsänderung: Das Ausgleichsinstrument führt eine Vektorsubtraktion (A2 – A1) durch, um den Vektor zu finden, der die Wirkung des Versuchsgewichts allein darstellt (T_effect).
5. Berechnen Sie den Einflusskoeffizienten (α): Der Einflusskoeffizient wird berechnet, indem die Wirkung des Versuchsgewichts durch das Versuchsgewicht selbst geteilt wird: α = T_Effekt / TDieser Vektor stellt nun die Schwingungsreaktion pro Unwuchteinheit dar (z. B. mm/s pro Gramm).
6. Berechnen Sie die erforderliche Korrektur: Um die ursprüngliche Unwucht auszugleichen, benötigen wir ein Ausgleichsgewicht, das einen Schwingungsvektor erzeugt, der der ursprünglichen Schwingung (-A1) genau entgegengesetzt ist. Das erforderliche Ausgleichsgewicht (W) berechnet sich wie folgt: W = -A1 / α.
7. Korrektur installieren und überprüfen: Das Testgewicht wird entfernt und das berechnete Korrekturgewicht (W) dauerhaft installiert. Ein letzter Lauf wird durchgeführt, um zu überprüfen, ob die Vibration auf ein akzeptables Maß reduziert wurde.

Mehrebenen-Auswuchten

Das gleiche Prinzip lässt sich auch auf das Auswuchten in zwei und mehreren Ebenen anwenden, allerdings ist die Mathematik komplexer. Für das Auswuchten in zwei Ebenen berechnet das Gerät vier Einflusskoeffizienten (die Auswirkung eines Gewichts in Ebene 1 auf beide Lager und die Auswirkung eines Gewichts in Ebene 2 auf beide Lager). Anschließend löst es eine Reihe von Gleichungen, um die richtigen Gewichte für beide Ebenen zu ermitteln. Dank dieser leistungsstarken Funktion kann das Gerät an praktisch jeder Art von rotierender Maschine eingesetzt werden.

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