Anleitung zum dynamischen Auswuchten von Wellen

Veröffentlicht von Nikolai Shelkovenko auf

Anleitung zum dynamischen Wellenauswuchten – ISO 21940 | Vibromera
Feldauswuchtung · Vollständiger Leitfaden

Anleitung zur dynamischen Wellenauswuchtung: Statisch vs. Dynamisch, Feldverfahren & ISO 21940-Klassifizierungen

Alles, was ein Servicetechniker vor Ort zum Auswuchten von Rotoren benötigt – von den physikalischen Grundlagen der Unwucht bis zum abschließenden Prüflauf. Siebenstufiges Verfahren, Formeln für Probegewichte, Messung des Korrekturwinkels und ISO-Toleranztabellen. Getestet an über 2.000 Rotoren in Ventilatoren, Mulchern, Brechern und Wellen.

✎ Nikolai Schelkowenko Aktualisiert: Februar 2026 Lesezeit ca. 18 Minuten

Was ist dynamisches Auswuchten?

Definition

Dynamisches Auswuchten Das dynamische Auswuchten ist der Prozess der Messung und Korrektur der ungleichmäßigen Massenverteilung eines rotierenden Körpers (Rotors) während seiner Rotation mit Betriebsdrehzahl. Im Gegensatz zum statischen Auswuchten, das Massenabweichungen in einer Ebene ausgleicht, korrigiert das dynamische Auswuchten Unwuchten in einer Ebene. zwei oder mehr Flugzeuge gleichzeitig, Dadurch werden sowohl die Zentrifugalkraft als auch das Kippmoment eliminiert, die Lagerschwingungen verursachen.

Jedes rotierende Bauteil – vom 200 kg schweren Rotor eines Mulchers bis zur 5 g leichten Spindel eines Dentalbohrers – weist eine gewisse Restunwucht auf. Fertigungstoleranzen, Materialabweichungen, Korrosion und Ablagerungen verlagern den Massenschwerpunkt weg von der geometrischen Rotationsachse. Die Folge ist eine Zentrifugalkraft, die quadratisch mit der Drehzahl zunimmt: Verdoppelt sich die Drehzahl, vervierfacht sich die Kraft.

Ein Rotor, der sich mit 3.000 U/min dreht und bei einem Radius von 150 mm eine Unwucht von nur 10 g aufweist, erzeugt eine Rotationskraft von etwa 150 N – genug, um Lager innerhalb weniger Wochen zu zerstören. Durch dynamisches Auswuchten wird diese Kraft auf ein in internationalen Normen (ISO 21940-11, ehemals ISO 1940) festgelegtes Niveau reduziert. Dadurch verlängert sich die Lagerlebensdauer von Monaten auf Jahre und vibrationsbedingte Ausfallzeiten werden minimiert.

Notiz des Außendiensttechnikers
In 13 Jahren Feldarbeit war Unwucht in etwa 401 von 300 Fällen die Ursache für Vibrationsbeschwerden, die ich untersuchte. Sie lässt sich auch am einfachsten vor Ort beheben – ein geschulter Techniker mit dem richtigen Messgerät ist in 30–45 Minuten fertig, ohne den Rotor auszubauen.

Statisches vs. dynamisches Gleichgewicht

Einzelne Ebene
Rotor in statischer Unwucht – schwerer Punkt dreht sich nach unten
Statisches Gleichgewicht

Der Schwerpunkt des Rotors ist gegenüber der Rotationsachse versetzt in ein Flugzeug. Wenn sie auf messerscharfen Unterlagen platziert werden, rollt die schwerere Seite nach unten – das kann man auch ohne Drehen feststellen.

Korrektur: An einer einzigen Winkelposition gegenüber dem Schwerpunkt kann Masse hinzugefügt oder entfernt werden. Eine Korrekturebene genügt.

Gilt für: Schmale, scheibenförmige Teile, bei denen der Durchmesser > 7× Breite ist – Schwungräder, Schleifscheiben, Einscheiben-Laufräder, Sägeblätter, Bremsscheiben.

Zwei Flugzeuge
Langer Rotor in dynamischer Unwucht – zwei Massenverschiebungen in verschiedenen Ebenen
Dynamisches Gleichgewicht

Zwei (oder mehr) Massenversätze befinden sich in verschiedene Ebenen entlang der Rotorlänge. Sie können sich statisch gegenseitig aufheben – der Rotor steht still auf Messerkanten –, aber erzeugen eine Rockpaar beim Drehen. Dieses Kräftepaar kann ohne Rotation weder erkannt noch korrigiert werden.

Korrektur: Zwei Ausgleichsgewichte in zwei getrennten Ebenen. Das Gerät berechnet Masse und Winkel für jede Ebene anhand der Einflusskoeffizientenmatrix.

Gilt für: längliche Rotoren – Wellen, Ventilatoren mit breiten Laufrädern, Mulcherrotoren, Walzen, mehrstufige Pumpenlaufräder, Turbinen.

Hauptunterschied: Ein statisch ausgewuchteter Rotor kann dennoch eine erhebliche dynamische Unwucht aufweisen. Die Kräfte in einer Ebene wirken denen in der anderen exakt entgegen, sodass der Rotor nicht auf den Lagern rollt – sobald er sich jedoch dreht, erzeugt das Kräftepaar heftige Vibrationen an den Lagern. Die dynamische Zwei-Ebenen-Auswuchtung erfasst, was statische Methoden übersehen.

Vier Arten von Ungleichgewicht

ISO 21940-11 unterscheidet vier grundlegende Ungleichgewichtsmuster. Das Verständnis, welches Muster überwiegt, hilft bei der Wahl der richtigen Ausgleichsstrategie.

Statisch
Einzelner schwerer Punkt. Schwerpunkt parallel zur Rotationsachse verschoben. Im Ruhezustand erkennbar. Ein-Ebenen-Korrektur.
Paar
Zwei gleich große Massen, die in unterschiedlichen Ebenen um 180° versetzt sind. Die resultierende Kraft ist null, es entsteht jedoch ein Drehmoment. Im Ruhezustand ist es unsichtbar.
Quasi-statisch
Kombination aus statischer Kraft und Drehmoment, bei der die Hauptträgheitsachse die Rotationsachse in einem anderen Punkt als dem Schwerpunkt schneidet.
Dynamisch
Allgemeiner Fall: Die Hauptträgheitsachse schneidet weder die Rotationsachse noch verläuft sie parallel zu ihr. Dies ist das häufigste reale Muster. Eine Zwei-Ebenen-Korrektur ist erforderlich.

In der Praxis weist nahezu jeder Rotor, dem man im Feld begegnet, eine dynamische Unwucht auf – eine Kombination aus Kraft- und Momentenkomponenten. Daher ist das Auswuchten in zwei Ebenen das Standardverfahren für jeden Rotor, der keine dünne Scheibe ist.

Wann verwendet man die Ein-Ebenen- bzw. die Zwei-Ebenen-Auswuchtung?

Der entscheidende Faktor ist der Rotor Geometrieverhältnis L/D (Axiallänge im Verhältnis zum Außendurchmesser) kombiniert mit der Betriebsgeschwindigkeit.

Kriterium Einzelebene (1 Sensor) Zwei-Ebenen (2 Sensoren)
L/D-Verhältnis L/D < 0,14 (Durchmesser > 7 × Breite) L/D ≥ 0,14
Typische Teile Schleifscheibe, Schwungrad, Einscheiben-Laufrad, Riemenscheibe, Bremsscheibe, Sägeblatt Lüfterrotor, Mulcher, Welle, Walze, mehrstufige Pumpe, Turbine, Brecher
Ungleichgewichtstypen korrigiert Nur statisch (Kraft) Statisch + Paar + dynamisch (Kraft + Moment)
Korrekturebenen 1 2
Messläufe 2 (Anfang + 1 Versuch) 3 (Anfangsversuche + 2 Versuche, einer pro Ebene)
Zeit vor Ort 15–20 Minuten 30–45 Minuten
Faustregel
Sind die Korrekturebenen um weniger als ein Drittel der Rotorlagerbreite voneinander entfernt, ist die Kopplung zwischen den Ebenen gering, und eine Ein-Ebenen-Wuchtung kann selbst bei einem L/D-Verhältnis > 0,14 ausreichen. Bei einem Zweikanal-Messgerät sollten Sie jedoch immer zwei Ebenen verwenden – der Mehraufwand beträgt nur 10 Minuten und deckt Unwuchten auf, die bei einer Ein-Ebenen-Wuchtung übersehen werden.

ISO 21940-11 Ausgewogene Qualitätsklassen

ISO 21940-11 (die Nachfolgenorm von ISO 1940-1) ordnet jeder Klasse rotierender Maschinen eine Balancequalitätsklasse G, definiert als die maximal zulässige Geschwindigkeit des Rotorschwerpunkts in mm/s. Die zulässige Restunwucht epro (in g·mm/kg) wird aus der Güteklasse und der Betriebsgeschwindigkeit abgeleitet:

Zulässige spezifische Unwucht
epro = G × 1000 / ω = G × 1000 / (2π × U/min / 60)
epro — zulässige Restunwucht, g·mm/kg
G — Güteklasse der Auswuchtung (z. B. bedeutet 6,3 mm/s)
ω — Winkelgeschwindigkeit, rad/s
Drehzahl — Betriebsdrehzahl, U/min
Klasse e·ω, mm/s Maschinentypen
G 0.4 0.4 Gyroskope, Spindeln von Präzisionsschleifmaschinen
G 1.0 1.0 Turbolader, Gasturbinen, kleine elektrische Anker mit besonderen Anforderungen
G 2.5 2.5 Elektromotoren, Generatoren, mittelgroße/große Turbinen, Pumpen mit besonderen Anforderungen
G 6.3 6.3 Ventilatoren, Pumpen, Prozessmaschinen, Schwungräder, Zentrifugen, allgemeine Industriemaschinen
G 16 16 Landwirtschaftliche Maschinen, Brecher, Antriebswellen (Kardanwellen), Teile von Brechmaschinen
G 40 40 Räder für Pkw, Kurbelwellenbaugruppen (Serienfertigung)
G 100 100 Kurbelwellenbaugruppen großer langsam laufender Schiffsdieselmotoren

Beispielrechnung: Lüfterrotor

Der Rotor eines Radialventilators wiegt 80 kg, arbeitet mit 1450 U/min und hat einen Korrekturradius von 250 mm. Erforderliche Güteklasse: G 6.3.

Berechnung
epro = 6,3 × 1000 / (2π × 1450 / 60) = 6300 / 151,8 ≈ 41,5 g·mm/kg
Zulässige Gesamtunsaldo = 41,5 × 80 = 3.320 g·mm
Bei einem Korrekturradius von 250 mm: maximale Restmasse = 3320 / 250 = 13,3 g pro Flugzeug
Das bedeutet, dass jede Korrekturebene nicht mehr als 13,3 g Unwucht aufweisen darf – das entspricht in etwa dem Gewicht von drei M6-Unterlegscheiben.

Verwandte Normen: ISO 21940‑11 (starre Rotoren), ISO 21940‑12 (flexible Rotoren), ISO 10816‐3 (Grenzwerte der Schwingungsstärke), ISO 1940 (Vorgänger der alten Version).

Siebenstufiges Feldausgleichsverfahren

Dies ist die Einflusskoeffizientenmethode für den Zwei-Ebenen-Feldabgleich, die mit einem tragbaren Instrument wie dem angewendet wird. Balanset‑1A. Die gleiche Logik funktioniert mit jedem Zweikanal-Balancing-Analysator.

1
Rotor vorbereiten und Sensoren montieren
Reinigen Sie die Lagergehäuse von Schmutz und Fett – die Sensoren müssen bündig auf der Metalloberfläche aufliegen. Montieren Sie den Vibrationssensor 1 am Lagergehäuse, das dem … am nächsten liegt. Flugzeug 1 (üblicherweise am Antriebsende). Sensor 2 in der Nähe montieren. Flugzeug 2 (Antriebsseite). Bringen Sie reflektierendes Klebeband für den Laser-Drehzahlmesser an der Welle an. Schließen Sie alle Kabel an das Messgerät an.
2
Anfangsschwingung messen (Lauf 0)
Starten Sie den Rotor und bringen Sie ihn auf eine stabile Betriebsdrehzahl. Das Instrument misst gleichzeitig die Schwingungsamplitude (mm/s) und den Phasenwinkel (°) an beiden Sensoren. Dies ist die Basislinie — den "Krankheitszustand" des Rotors vor der Behandlung. Notieren Sie die Werte und stoppen Sie die Maschine.
Praxistipp: Warten Sie nach Stabilisierung der Drehzahl mindestens 10–15 Sekunden, bevor Sie die Aufzeichnung starten. Thermische Schwankungen und Luftströmungen legen sich in den ersten Sekunden.
Erste Schwingungsmessung an einem Rotor — Balanset-1A-Bildschirm mit Basismesswerten
3
Testgewicht in Ebene 1 einbauen (Lauf 1)
Stoppen Sie den Rotor. Befestigen Sie Probegewicht Platzieren Sie eine Masse bekannter Masse an einer beliebigen Winkelposition in Ebene 1. Markieren Sie diese Position deutlich – sie dient später als 0°-Referenzpunkt für die Winkelmessung. Starten Sie den Rotor neu und erfassen Sie die Schwingungen an beiden Sensoren. Das Gerät weiß nun, wie sich das Schwingungsfeld des Rotors durch das Hinzufügen von Masse in Ebene 1 verändert.
Praxistipp: Verwenden Sie eine Schraube mit Unterlegscheibe, die am Rotorrand befestigt wird, oder eine Schlauchschelle mit Mutter zur schnellen Montage. Das Testgewicht sollte eine messbare Schwingungsänderung hervorrufen (≥30 % Amplitudenänderung oder ≥30° Phasenverschiebung an einem der Sensoren).
⚖
Wie viel sollte das Probegewicht wiegen? Verwenden Sie die empirische Formel: M t = M r × K / (R t × (N/100)²) wobei Mr = Rotormasse (g), K = Stützsteifigkeitskoeffizient (1–5, Mittelwert 3 verwenden), Rt = Einbauradius (cm), N = Drehzahl. Oder verwenden Sie unser Online-Probegewichtsrechner — Geben Sie Ihre Rotorparameter ein und erhalten Sie sofort die empfohlene Masse.
Anbringen eines Kalibriergewichts auf der ersten Korrekturebene
4
Testgewicht auf Ebene 2 verschieben (Lauf 2)
Den Rotor anhalten. Das Testgewicht aus Ebene 1 entfernen. Dasselbe Testgewicht (oder eines mit ähnlicher bekannter Masse) an einer beliebigen Position in Ebene 2 anbringen. Diesen zweiten Referenzpunkt markieren. Das Gerät neu starten und die Schwingungen an beiden Sensoren aufzeichnen. Nun verfügt das Instrument über die vollständige Einflusskoeffizientenmatrix – vier komplexe Koeffizienten, die die Unwucht in einer der beiden Ebenen mit den Schwingungen an den jeweiligen Sensoren verknüpfen.
Praxistipp: Wenn Sie in Ebene 2 eine andere Probegewichtsmasse verwenden, geben Sie den korrekten Wert in der Software ein – die Berechnungen werden automatisch angepasst.
Verschieben des Testgewichts in die zweite Korrekturebene für den zweiten Testlauf
5
Korrekturgewichte berechnen
Das Instrument löst die Gleichungen für die Einflusskoeffizienten und zeigt Folgendes an: Masse (g) und Winkel (°) Für Ebene 1 werden Masse (g) und Winkel (°) angegeben, für Ebene 2 Masse (g) und Winkel (°). Der Winkel wird von der Position des Testgewichts in Rotationsrichtung des Rotors gemessen. Zeigt die Software "Entfernen" an, bedeutet dies, dass das Korrekturgewicht um 180° in die entgegengesetzte Richtung der angezeigten Position "Hinzufügen" verschoben werden soll.
6
Korrekturgewichte installieren
Entfernen Sie das Probegewicht von Ebene 2. Fertigen oder wählen Sie Korrekturgewichte entsprechend den berechneten Massen aus. Messen Sie den Winkel von der Referenzmarke des Probegewichts in Drehrichtung. Befestigen Sie die Korrekturgewichte fest – je nach Maschinentyp und Drehzahl durch Schweißen, Schlauchschellen, Madenschrauben oder Bolzen.
Praxistipp: Wenn Sie kein Gewicht im exakten Winkel anbringen können (z. B. weil nur Bolzenlöcher vorhanden sind), verwenden Sie die Gewichtsteilungsfunktion – das Gerät zerlegt den Korrekturvektor in zwei Komponenten an den nächstgelegenen verfügbaren Positionen.
Diagramm zur Darstellung der Winkelmessung des Korrekturgewichts – ausgehend von der Position des Probegewichts in Drehrichtung
7
Kontostand prüfen (Schecklauf)
Starten Sie den Rotor neu und erfassen Sie die endgültige Vibration. Vergleichen Sie diese mit dem Ausgangswert und der Toleranz gemäß ISO 21940-11 für Ihre Maschinenklasse. Liegt die Vibration innerhalb der Spezifikation, ist der Vorgang abgeschlossen. Andernfalls kann das Messgerät eine weitere Analyse durchführen. Trimmlauf — Dabei werden die vorhandenen Einflusskoeffizienten verwendet, um eine kleine zusätzliche Korrektur ohne neue Versuchsgewichte zu berechnen.
Praxistipp: Ein Trimmdurchgang ist in der Regel ausreichend. Sollten mehr als zwei Trimmdurchgänge nötig sein, hat sich zwischen den Durchgängen etwas verändert – prüfen Sie auf loses Gewicht, Wärmeausdehnung oder Geschwindigkeitsschwankungen.
Die abschließende Überprüfung zeigte deutlich reduzierte Vibrationswerte nach dem Auswuchten.
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Probegewichtsberechnung

Das Testgewicht muss schwer genug sein, um eine spürbare Schwingungsänderung zu bewirken, aber leicht genug, um die Lager nicht zu überlasten oder eine gefährliche Situation herbeizuführen. Die Standard-Ergebnisformel berücksichtigt die Rotormasse, den Korrekturradius, die Betriebsdrehzahl und die Lagersteifigkeit.

Formel für die Probegewichtung
Mt = Mr × K / (Rt × (N / 100)²)
Mt — Probegewichtsmasse, Gramm
Mr — Rotormasse, Gramm
K — Steifigkeitskoeffizient der Lagerung (1 = weiche Lagerung, 3 = durchschnittlich, 5 = starre Gründung)
Rt — Prüfgewicht Installationsradius, cm
N — Betriebsdrehzahl, U/min

Sie möchten die Berechnungen nicht von Hand durchführen? Nutzen Sie unsere Online-Probegewichtsrechner ↗ — Geben Sie Ihre Rotorparameter, die Art der Lagerung und den Vibrationsgrad ein und erhalten Sie sofort die empfohlene Masse.

Durchgerechnete Beispiele (K = 3, mittlere Steifigkeit)

Maschine Rotormasse Drehzahl Radius Probegewicht (K = 3)
Mulcherrotor 120 kg 2,200 30 cm 360.000 / (30 × 484) ≈ 25 g
Industrieller Ventilator 80 kg 1,450 40 cm 240.000 / (40 × 210,25) ≈ 29 g
Zentrifugentrommel 45 kg 3,000 15 cm 135.000 / (15 × 900) = 10 g
Brecherwelle 250 kg 900 25 cm 750.000 / (25 × 81) ≈ 370 g
Praktischer Tipp: Überprüfen Sie die Antwort
Die Formel gibt die minimale Testmasse an, die eine messbare Reaktion hervorrufen sollte. Überprüfen Sie nach dem Testlauf, ob sich die Phase um mindestens 20–30° verschoben und die Amplitude um 20–30% geändert hat. Ist die Reaktion zu gering, verdoppeln oder verdreifachen Sie die Testmasse und wiederholen Sie den Test. Bei sehr niedrigen Drehzahlen (< 500 U/min) kann die Formel unpraktisch hohe Werte liefern. Verwenden Sie in diesem Fall 10% des Rotorgewichts geteilt durch den Korrekturradius als Ausgangspunkt.

Korrekturwinkelmessung

Das Auswuchtgerät gibt zwei Werte pro Ebene aus: Masse (wie viel Gewicht) und Winkel (wo es platziert werden soll). Der Winkel bezieht sich immer auf die Position des Probegewichts.

Balanset-1A Software – Ergebnisfenster für die Zwei-Ebenen-Auswuchtung mit Anzeige von Korrekturgewicht, Masse und Winkel im Polardiagramm
Ergebnisbildschirm von Balanset-1A: Die Software berechnet Korrekturmasse und -winkel für jede Ebene und stellt Vektoren in einem Polardiagramm dar. Rote Vektoren zeigen die erforderliche Korrektur an; grüne Vektoren zeigen die Restschwingung nach dem Trimmvorgang an.

Wie man den Winkel misst

Polardiagramm zur Darstellung des Korrekturgewichtswinkels relativ zur Position des Testgewichts
  • Bezugspunkt (0°): Markieren Sie die Winkelposition, an der Sie das Testgewicht platziert haben, deutlich auf dem Rotor vor dem Probelauf.
  • Messrichtung: immer in Richtung der Rotordrehung.
  • Den Winkel ablesen: Das Instrument zeigt den Winkel f₁ für Ebene 1 und f₂ für Ebene 2 an. Zählen Sie von der Markierung des Probegewichts aus diese Anzahl Grad in Drehrichtung ab – dort wird das Korrekturgewicht angebracht.
  • Bei der Massenentfernung: Die Korrektur sollte 180° gegenüber der angegebenen Position "Addieren" erfolgen.

Gewichtsverteilung auf feste Positionen

Polardiagramm zur Darstellung der Gewichtsverteilung auf zwei feste Bolzenlochpositionen

Wenn der Rotor vorgebohrte Löcher oder feste Befestigungspunkte (z. B. Lüfterblattschrauben) aufweist, kann es vorkommen, dass ein Gewicht nicht im exakt berechneten Winkel platziert werden kann. Das Balanset-1A beinhaltet eine GewichtsteilungsfunktionSie geben die Winkel der beiden nächstgelegenen verfügbaren Positionen ein, und die Software zerlegt den einzelnen Korrekturvektor in zwei kleinere Gewichtungen an diesen Positionen. Die kombinierte Wirkung entspricht dem ursprünglichen Vektor.

Korrekturebenen & Sensorplatzierung

Diagramm mit Korrekturebenen und Sensormesspunkten an einem Rotor

Die Korrekturebene ist die axiale Position am Rotor, an der Masse hinzugefügt oder entfernt wird. Der Sensor misst die Schwingung am nächstgelegenen Lager. Einige wichtige Regeln:

  • Der Sensor wird am Lagergehäuse angebracht. — so nah wie möglich an der Lagermittellinie, in radialer Richtung (horizontal bevorzugt).
  • Ebene 1 entspricht Sensor 1, Ebene 2 zu Sensor 2. Achten Sie auf eine konsistente Nummerierung, sonst vertauscht die Software die Korrekturebenen.
  • Maximale Flugzeugtrennung: Je größer der Abstand zwischen den beiden Korrekturebenen, desto besser die Paarauflösung. Der minimale praktische Abstand beträgt ein Drittel der Lagerlänge.
  • Wählen Sie barrierefreie Positionen: Die Korrekturebene muss eine Stelle sein, an der man Gewichte physisch anbringen kann – eine Flanschkante, ein Lochkreis, eine Felge oder eine Schweißfläche.
Mulcherrotor mit Korrekturebenen (blau 1 und 2) und Gewichtsmontagepunkten (rot 1 und 2)

Auf dem Foto oben ist ein Mulchrotor für die Zwei-Ebenen-Auswuchtung vorbereitet. Die blauen Markierungen 1 und 2 zeigen die Sensorpositionen an den Lagergehäusen an. Die roten Markierungen 1 und 2 zeigen die Korrekturebenen – in diesem Fall die Flanschenden des Rotorkörpers, an denen die Gewichte angeschweißt werden.

Freitragender Rotor

Freitragende Rotoren – wie Lüfterlaufräder, außerhalb des Lagerbereichs montierte Schwungräder und Pumpenlaufräder – erfordern eine andere Sensor- und Ebenenanordnung. Beide Korrekturebenen befinden sich auf derselben Seite der Lager, und die Sensorplatzierung muss die durch die überhängende Masse verstärkte Momentenunwucht berücksichtigen.

Schematische Darstellung der Sensoranschlüsse und des Korrekturebenenlayouts für einen Kragarmrotor (überhängender Rotor) – Balanset-1A Zwei-Ebenen-Anordnung
Anschlussdiagramm für Sensoren an einem Kragarmrotor: Beide Korrekturebenen liegen außerhalb der Lagerspannweite.
Auswuchten von Kragarmrotoren im Feld – Sensor- und Korrekturebenenpositionen an der tatsächlichen Ausrüstung markiert
Feldbeispiel: Kragarmrotor mit markierten Sensor- und Korrekturebenenpositionen.

Anwendungen nach Maschinentyp

Industrielüfter und Gebläse
600–3600 U/min · G 6,3 · Zwei-Ebenen-System
Häufigste Aufgabe beim Auswuchten von Radialventilatoren, Axialventilatoren und Gebläsen. Achten Sie auf Staubablagerungen an den Schaufeln – diese führen mit der Zeit zu Unwuchten. Nach der Reinigung oder dem Austausch von Schaufeln muss neu ausgewuchtet werden.
Mulcher- und Schlegelmäherrotoren
1800–2500 U/min · G 16 · Zwei-Ebenen
Schwere Rotoren (80–200 kg) mit austauschbaren Schleifringen. Unwucht tritt nach Verschleiß oder Austausch der Schleifringe auf. Korrektur in zwei Ebenen an den Rotorendflanschen. Typische Verbesserung: 12 → 1 mm/s.
Brecher und Hammermühlen
600–1200 U/min · G 16 · Zwei-Ebenen
Extrem schwere Rotoren (200–1000+ kg). Die Probegewichte sind groß (5–15 kg schwere Schrauben). Niedrige Drehzahl bedeutet große zulässige Unwucht – Stoßbelastungen und Lagerkosten rechtfertigen jedoch weiterhin das Auswuchten.
Zentrifugen
1.000–10.000 U/min · G 2,5–6,3 · Zwei-Ebenen
Korb- oder Scheibenzentrifugen in der Lebensmittel-, Chemie- und Pharmaindustrie. Hohe Drehzahlen erfordern enge Toleranzen. Auswuchten vor Ort vermeidet aufwendige Demontage. Prüfen Sie auf Produktablagerungen in der Trommel.
Elektromotoren und Generatoren
750–3.600 U/min · G 2,5 · Zwei-Ebenen
Die Motoranker sind werkseitig ausgewuchtet, müssen aber nach Wicklungsreparaturen, Lageraustausch oder Kupplungsänderungen neu ausgewuchtet werden. Für optimale Ergebnisse sollte die Prüfung mit montierter Kupplungshälfte durchgeführt werden.
Mähdrescherschnecken und -rotoren
400–1200 U/min · G 16 · Zwei-Ebenen
Lange Förderschnecken und Dreschrotoren gleichen Unwuchten durch Erde und Erntereste aus. Die saisonale Auswuchtung vor der Ernte verhindert Lagerschäden auf dem Feld. Korrekturgewichte sind an den Schaufeln angeschweißt.
Pumpenlaufräder
1450–3600 U/min · G 6,3 · Ein- oder Zweiebenen-Antrieb
Bei schmalen, überhängenden Laufrädern genügt oft eine einachsige Auswuchtkorrektur. Bei mehrstufigen Pumpen wird jedes Laufrad vor der Montage einzeln auf einem Dorn ausgewuchtet.
Turbolader
30.000–300.000 U/min · G 1,0 · Zwei-Ebenen
Extrem hohe Drehzahlen erfordern eine Toleranz von G 1,0 oder enger. Materialabtrag durch Schleifen – bei diesen Drehzahlen sind keine angeschweißten Gewichte zulässig. Hochfrequente Vibrationssensoren sind erforderlich.

Gewichtsbefestigungsmethoden

Verfahren Anhang Am besten geeignet für Grenzen
Schweißen Stahlscheiben oder -platten, die an den Rotorrand geheftet sind Mulcher, Brecher, schwere Industrierotoren Dauerhaft. Ohne Spezialstab nicht auf Aluminium oder Edelstahl anwendbar.
Schrauben und Muttern Schrauben durch vorgebohrte Löcher mit Sicherungsmuttern Lüfterlaufräder, Schwungräder, Kupplungsflansche Erfordert vorhandene Löcher oder neue Bohrungen.
Schlauchschellen Schlauchschelle aus Edelstahl mit dazwischenliegendem Gewicht Wellen, Walzen, zylindrische Rotoren im Feld Temporär oder semi-permanent. Klemmdrehmoment prüfen.
Klemmbefestigung mit Stellschraube Vorgefertigte Aufsteckgewichte (wie Reifengewichte) Lüfterflügel, dünne Felgen, leichte Rotoren Begrenzter Massenbereich. Kann bei hohen Drehzahlen durchrutschen.
Klebstoff (Epoxidharz) Gewicht auf die Oberfläche geklebt Präzisionsrotoren, saubere Umgebungen Erfordert eine saubere, trockene Oberfläche. Temperaturgrenze: ca. 120 °C.
Materialabtrag Material von der schweren Seite abbohren oder abschleifen Turbolader, Hochgeschwindigkeitsspindeln, Laufräder Dauerhaft und präzise, aber unumkehrbar. Anwendung, wenn eine Gewichtszunahme nicht sicher ist.

Häufige Fehler beim Feldausgleich

# Fehler Folge Fix
1 Sensor an einem Schutzgitter oder einer Abdeckung montiert Resonanz der Abdeckung verfälscht Amplituden- und Phasenmessungen → falsche Korrektur Immer auf der Metalloberfläche des Lagergehäuses montieren.
2 Probegewicht zu leicht Phasen- und Amplitudenänderung liegen innerhalb des Rauschens → Einflusskoeffizienten sind unzuverlässig Stellen Sie sicher, dass an mindestens einem Sensor eine Amplitudenänderung von ≥30% oder eine Phasenverschiebung von ≥30° vorliegt.
3 Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den Läufen Die Vibrationen bei 1× ändern sich mit der Drehzahl² – selbst eine Drehzahländerung bei 5% verfälscht die Daten. Verwenden Sie einen Drehzahlmesser zur präzisen Drehzahlmessung. Warten Sie, bis sich die Geschwindigkeit stabilisiert hat.
4 Vergessen, das Probegewicht zu entfernen Die Korrekturberechnung berücksichtigt den Effekt des Probegewichts → das Ergebnis ist bedeutungslos Halten Sie sich strikt an die Vorgaben: Entfernen Sie das Probegewicht, bevor Sie die Korrekturgewichte anbringen.
5 Verwechslung von Ebene 1 und Ebene 2 Korrekturgewichte sitzen in den falschen Ebenen → Vibrationen nehmen zu Sensoren und Ebenen eindeutig beschriften. Sensor 1 → Ebene 1, Sensor 2 → Ebene 2
6 Messung des Winkels entgegengesetzt zur Drehung Die Korrektur erfolgt um 360° − f anstatt um f → gegenüberliegende Seite des Rotors. Drehrichtung vor Beginn prüfen. Immer in Drehrichtung messen.
7 Thermische Ausdehnung während der Läufe Änderungen des Lagerspiels zwischen Kaltstarts → Driftmessungen Entweder vor Lauf 0 bis zum Erreichen eines stabilen Zustands aufwärmen oder alle Läufe schnell absolvieren (im Abstand von weniger als 5 Minuten).
8 Verwendung einer einzelnen Ebene auf einem langen Rotor Das Ungleichgewicht des Drehmomentpaares bleibt unkorrigiert → die Vibrationen können sich am entfernten Lager sogar verstärken. Verwenden Sie die Zwei-Ebenen-Auswuchtung für jeden Rotor, bei dem L/D ≥ 0,14 ist oder der Ebenenabstand signifikant ist.

Feldbericht: Auswuchten des Mulcherrotors

Reale Felddaten · Februar 2025
Schlegelmulcher – Maschio Bisonte 280
Vibration vor
12,4 mm/s
Vibration nach
0,8 mm/s
Reduktion
93.5%
Zeit vor Ort
38 Min.

Maschine: Maschio Bisonte 280 Schlegelmulcher, 165 kg Rotorgewicht, 2100 U/min Zapfwellendrehzahl. Der Kunde meldete starke Vibrationen nach dem Austausch von 8 Schlegelmessern.

Einrichten: Zwei Beschleunigungsmesser an den Lagergehäusen, Laser-Drehzahlmesser an der Zapfwelle. Balanset-1A Zwei-Ebenen-Modus.

Lauf 0: Sensor 1 = 12,4 mm/s bei 47°, Sensor 2 = 8,9 mm/s bei 213°. ISO 10816-3 Zone D (Gefahr).

Testläufe: In beiden Ebenen wurde ein Testgewicht von 500 g verwendet. Deutliche Reaktion – Amplitudenänderung >60% an beiden Sensoren.

Korrektur: Ebene 1: 340 g, verschweißt bei 128°. Ebene 2: 215 g, verschweißt bei 276°.

Verifizierung: Sensor 1 = 0,8 mm/s, Sensor 2 = 0,6 mm/s. ISO-Zone A (gut). Kein Trimmvorgang erforderlich.

Dynamische Zwei-Ebenen-Auswuchtung eines Ventilators

Industrielüfter – Radial-, Axial- und Mischstromlüfter – gehören zu den am häufigsten ausgewuchteten Rotoren. Die folgende Vorgehensweise beschreibt eine reale Zwei-Ebenen-Auswuchtung an einem Radiallüfter mit dem Balanset-1A.

Ermitteln von Ebenen und Installieren von Sensoren

Reinigen Sie die Montageflächen für die Sensoren von Schmutz und Öl. Die Sensoren müssen passgenau auf der Metalloberfläche des Lagergehäuses sitzen – montieren Sie sie niemals auf Abdeckungen, Schutzvorrichtungen oder ungestützten Blechplatten.

Anschlussdiagramm für Sensoren zur Zwei-Ebenen-Auswuchtung von Lüftern – Balanset-1A-Aufbau mit markierten Korrekturebenen
Sensoranschluss und Korrekturebenenlayout für ein freitragend montiertes Lüfterrad.
Lüfterrotor mit in roten und grünen Zonen markierten Sensorpositionen und Korrekturebenen
Positionen der Sensoren und der Korrekturebene auf einem Lüfterrotor: Sensor 1 (rot) vorne, Sensor 2 (grün) hinten.
  • Sensor 1 (rot): Den Einbau näher an der Vorderseite des Lüfters (Seite Ebene 1) vornehmen.
  • Sensor 2 (grün): Den Lüfter näher an der Rückseite (Seite Ebene 2) montieren.
  • Ebene 1 (rote Zone): Korrekturebene auf der Laufradscheibe, näher an der Vorderseite.
  • Ebene 2 (grüne Zone): Korrekturebene näher an der Rückplatte oder Nabe.

Schließen Sie sowohl die Vibrationssensoren als auch den Laser-Drehzahlmesser an das Balanset‐1A an. Bringen Sie reflektierendes Klebeband an der Welle oder Nabe an, um die Drehzahl zu überprüfen.

Ausgleichsverfahren

Starten Sie den Ventilator und führen Sie erste Schwingungsmessungen durch (Lauf 0). Platzieren Sie ein Testgewicht bekannter Masse an einer beliebigen Stelle auf Ebene 1, starten Sie den Ventilator und erfassen Sie die Schwingungsänderung (Lauf 1). Verschieben Sie das Testgewicht an eine beliebige Stelle auf Ebene 2, starten Sie den Ventilator erneut und erfassen Sie die Schwingungsänderung (Lauf 2). Die Software Balanset-1A verwendet alle drei Messungen, um die Korrekturmasse und den Korrekturwinkel für jede Ebene zu berechnen.

Anbringen von Korrekturgewichten an einem Lüfterlaufrad nach dem Zwei-Ebenen-Auswuchten mit Balanset-1A
Korrekturgewichte wurden an den vom Balanset‐1A berechneten Positionen am Lüfterlaufrad angebracht.

Winkelmessung für Lüfterkorrekturgewichte

Der Winkel wird von der Position des Testgewichts in Drehrichtung des Ventilators aus gemessen – genau wie in der Beschreibung angegeben. Korrekturwinkelmessung Siehe oben. Markieren Sie die Stelle, an der das Testgewicht platziert wurde (0°-Referenzpunkt), und zählen Sie dann den angegebenen Winkel entlang der Drehrichtung, um die Position des Korrekturgewichts zu ermitteln.

Balanset-1A Software-Bildschirm mit Anzeige der Ergebnisse der Zwei-Ebenen-Auswuchtung eines Ventilators – Polardiagramm mit Korrekturvektoren
Ergebnisanzeige für die Zwei-Ebenen-Auswuchtung des Balanset‐1A: Korrekturmasse und -winkel werden für beide Ebenen angezeigt.

Installieren Sie anhand der vom Programm berechneten Winkel und Massen die Korrekturgewichte auf Ebene 1 und Ebene 2. Schalten Sie den Ventilator erneut ein und überprüfen Sie, ob die Vibrationen auf ein akzeptables Niveau gesunken sind. ISO 21940‑11 (typischerweise G 6.3 für Allzwecklüfter). Falls die Restvibrationen immer noch über dem Zielwert liegen, führen Sie einen Trimmlauf durch.

Häufig gestellte Fragen

Die statische Auswuchtung korrigiert Unwuchten in einer Ebene – der Schwerpunkt des Rotors wird zur Rotationsachse zurückverlagert. Sie eignet sich für schmale, scheibenförmige Bauteile, deren Durchmesser mehr als das Siebenfache der Breite beträgt. Die dynamische Auswuchtung korrigiert Unwuchten gleichzeitig in zwei Ebenen und gleicht so sowohl Kraft- als auch Momentunwucht aus. Sie ist für alle länglichen Rotoren erforderlich, bei denen die Massen entlang der Welle verteilt sind. Ein Rotor kann statisch ausgewuchtet, aber dennoch dynamisch unausgewuchtet sein – die Momentenkomponente ist erst sichtbar, wenn sich der Rotor dreht.
Verwenden Sie die Formel: Mt = Mr × K / (Rt × (N/100)²), wobei M in Gramm, R in cm und N in Umdrehungen pro Minute (U/min) angegeben wird. K ist der Steifigkeitskoeffizient der Stütze (1 = weich, 3 = mittel, 5 = steif). Ziel ist es, eine Amplitudenänderung von mindestens 20–301 TP3T oder eine Phasenverschiebung von 20–30° zu erzielen. Alternativ können Sie die Berechnung überspringen und unsere Methode verwenden. Online-Probegewichtsrechner. Bei niedrigen Drehzahlen unter 500 U/min ist stattdessen die statische Regel 10% anzuwenden: Testmasse = 10% der Rotormasse / Korrekturradius.
Verwenden Sie die Ein-Ebenen-Messung für schmale, scheibenförmige Rotoren, deren Durchmesser das Siebenfache der axialen Breite übersteigt – z. B. Schwungräder, Schleifscheiben, Sägeblätter. Verwenden Sie die Zwei-Ebenen-Messung für alle längeren Bauteile: Wellen, Lüfterlaufräder, Mulchrotoren, Walzen, mehrstufige Pumpen. Im Zweifelsfall wählen Sie immer die Zwei-Ebenen-Messung – sie erfasst Unwuchten, die bei der Ein-Ebenen-Messung nicht sichtbar sind, und erfordert lediglich einen zusätzlichen Messdurchgang (ca. 10 Minuten).
ISO 21940-11:2016 ist die aktuelle Norm für starre Rotoren. Sie löste ISO 1940-1:2003 ab. Sie definiert Auswuchtgüteklassen von G 0,4 (Kreiselmotoren) bis G 4000 (langsame Schiffs-Dieselmotoren-Kurbelwellen). Gängige Klassen: G 6,3 für Ventilatoren und Pumpen, G 2,5 für Elektromotoren, G 1,0 für Turboladerrotoren, G 16 für Landmaschinen und Brecher. Die Klasse multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit ergibt die maximal zulässige Schwerpunktgeschwindigkeit in mm/s – daraus wird die zulässige Restmasse am Korrekturradius berechnet.
Das Gerät berechnet den Korrekturwinkel relativ zur Position des Probegewichts. Markieren Sie die Stelle, an der Sie das Probegewicht platziert haben – dies ist Ihr 0°-Referenzpunkt. Messen Sie anschließend den angezeigten Winkel in Drehrichtung des Rotors von diesem Referenzpunkt aus. Das Korrekturgewicht wird an der resultierenden Position platziert. Falls das Gerät anzeigt, dass Gewicht entfernt werden soll, platzieren Sie es um 180° versetzt. Verwenden Sie vor Beginn einen Winkelmesser oder unterteilen Sie den Umfang in markierte Segmente.
Ja – das nennt man Feldwuchtung oder In-situ-Wuchtung. Dabei werden Schwingungssensoren an den Lagergehäusen montiert, ein Drehzahlmesser als Referenz angeschlossen und die Maschine mit Betriebsdrehzahl betrieben. Ein tragbares Messgerät wie das Balanset-1A führt durch die Probegewichtung und berechnet die Korrekturen. Die Feldwuchtung spart Stunden an Demontagezeit, vermeidet Ausrichtungsfehler beim Wiedereinbau und wuchtet den Rotor unter realen Betriebsbedingungen – einschließlich der Auswirkungen von Kupplung, Wärmeausdehnung und tatsächlicher Lagersteifigkeit.

Ausrüstung für die Feldauswuchtung

Die Balanset‑1A Es handelt sich um ein tragbares Zweikanal-Messgerät, das dynamisches Auswuchten in einer und zwei Ebenen sowie Schwingungsanalysen (Gesamtgeschwindigkeit, Spektren, Wellenform) ermöglicht. Es wird als Komplettset geliefert.

  • 2 piezoelektrische Schwingungssensoren mit magnetischen Halterungen
  • Laser-Drehzahlmesser (berührungsloser Drehzahlsensor) mit reflektierendem Klebeband
  • USB-Messeinheit (Anschluss an jeden Windows-Laptop möglich)
  • Software: Auswuchtassistent, Schwingungsmessgerät, Spektrumanalysator
  • Tragetasche mit allen Kabeln und Zubehör

Drehzahlbereich: 300–100.000 U/min. Vibrationsbereich: 0,5–80 mm/s RMS. Phasengenauigkeit: ±1°. Gewichtsteilung, Trimmläufe, Toleranzprüfung und Berichtserstellung sind in der Software enthalten. Das komplette Set wiegt 3,5 kg.

Balanset-1A – Tragbarer Balancer und Vibrationsanalysator
Zwei Kanäle. Zwei Ebenen. Ein Instrument für Feldauswuchtung, Schwingungsmessung und ISO-Toleranzprüfung.
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Balanset-1A Tragbarer Auswucht- und Schwingungsanalysator – Komplettset mit Sensoren, Drehzahlmesser und Tragetasche
NS
Nikolai Shelkovenko
Geschäftsführer & Außendiensttechniker · Vibromera
Mehr als 13 Jahre Erfahrung in der Schwingungsdiagnostik und im Auswuchten vor Ort. Persönlich mehr als 2.000 Rotoren an Mulchern, Ventilatoren, Brechern, Zentrifugen und Mähdreschern in über 20 Ländern ausgewuchtet.
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Kategorien: BeispielCrashersLaufräderMulchersRotoren
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