Kostenloses Ingenieurwerkzeug — #011
Korrekturmassenzerlegung
Eine einzelne Korrekturmasse wird mithilfe der Hebelregel in zwei Ausgleichsebenen aufgeteilt. Dabei werden unterschiedliche Ebenenradien und Schwerpunktverlagerungen berücksichtigt.
Ergebnisse
Statische Zerlegung (Hebelregel)
Eine Gesamtunwucht am Schwerpunkt wird mithilfe der inversen Hebelregel in zwei Korrekturebenen zerlegt:
Dann ergeben sich folgende Korrekturmassen:
ℹ️ Hinweis: Bei der statischen Zerlegung erhalten beide Ebenen Korrekturen im gleichen Winkel als Gesamtausgleich. Dies behandelt nur statische Unwucht. Momentanunwucht erfordert Ausgleichswinkel in entgegengesetzter Richtung in den beiden Ebenen. Wenn R₁ ≠ R₂, wird die eingegebene Ausgleichsmasse am Referenzradius R_ref = (R₁+R₂)/2 interpretiert, und die gesamte Unwucht U = m × R_ref bleibt bei der Aufteilung auf die Ebenen erhalten.
Praktisches Beispiel
Gegeben: 20 g bei 90°, L₁ = L₂ = 150 mm, R₁ = R₂ = 200 mm
U_gesamt = 20 × 200 = 4.000 g·mm bei 90°
U₁ = 4.000 × 150 / (150+150) = 2.000 g·mm → m₁ = 2.000 / 200 = 10,0 g bei 90°
U₂ = 4.000 × 150 / (150+150) = 2.000 g·mm → m₂ = 2.000 / 200 = 10,0 g bei 90°
⚠️ Hinweis: Dieser Rechner verarbeitet nur statische Zerlegungen. Falls der Rotor zusätzlich eine Momentenunwucht aufweist, ist ein vollständiges Zwei-Ebenen-Auswuchtverfahren anzuwenden.
Eine Aufteilung auf zwei Ebenen ist erforderlich, wenn:
- ein Ein-Ebenen-Wuchtergebnis vorliegt, der Rotor jedoch zwei Ausgleichsebenen besitzt
- das berechnete Gesamtausgleichsgewicht konstruktiv auf zwei Ebenen verteilt werden muss
- Sie eine Ein-Ebenen-Messung in eine Zwei-Ebenen-Korrektur umrechnen
Dies ist häufig bei scheibenförmigen Rotoren der Fall, bei denen überwiegend statische Unwucht vorliegt, zum Anbringen der Gewichte jedoch zwei seitliche Ausgleichsebenen genutzt werden.
Statische Unwucht — ein einzelner Unwuchtvektor, der die Hauptträgheitsachse parallel zur Rotationsachse verschiebt. Beide Ebenen erhalten Ausgleichsgewichte unter demselben Winkel.
Momentenunwucht — zwei gleich große, entgegengesetzt gerichtete Unwuchtvektoren, die die Hauptträgheitsachse kippen. Die Ebenen erhalten Ausgleichsgewichte unter entgegengesetzten Winkeln (180° versetzt).
Die meisten realen Rotoren weisen eine Kombination (dynamische Unwucht) auf, die ein vollständiges Auswuchten in zwei Ebenen erfordert.
Die Schwerpunktlage (CG) bestimmt das Hebelarmverhältnis:
- Schwerpunkt mittig (L₁ = L₂): 50/50-Aufteilung
- Schwerpunkt näher an Ebene 1 (L₁ < L₂): Ebene 1 erhält weniger Masse, Ebene 2 mehr
- Schwerpunkt in Ebene 1 (L₁ = 0): Die gesamte Ausgleichsmasse kommt in Ebene 1
Die Formel lautet: m₁ = m_total × L₂/(L₁+L₂) — die weiter vom Schwerpunkt entfernte Ebene erhält den größeren Anteil (bzw. entsprechend der Hebelformel).
Messen Sie axial entlang der Welle vom Schwerpunkt (CG) bis zu jeder Ausgleichsebene:
- Entnehmen Sie die Schwerpunktlage der Rotorzeichnung oder ermitteln Sie den Schwerpunkt experimentell durch Auspendeln auf Schneiden
- Ausgleichsebene = die axiale Position, an der die Ausgleichsgewichte angebracht werden
- L₁ = Abstand vom Schwerpunkt zu Ebene 1
- L₂ = Abstand vom Schwerpunkt zu Ebene 2
Bei symmetrischen Rotoren liegt der Schwerpunkt in der geometrischen Mitte.
Richtwerte zur Auswahl:
- Eine Ebene: Verhältnis L/D < 0.5, scheibenförmige Rotoren, überwiegend statische Unwucht
- Zwei Ebenen: Verhältnis L/D > 0.5, lange (walzenförmige) Rotoren, nennenswerte Momentenunwucht
- Zwei Ebenen: Wenn das Auswuchten in einer Ebene die geforderte Wuchtgüte nicht erreicht
- Zwei Ebenen: Rotoren nahe oder oberhalb der kritischen Drehzahl
Im Zweifelsfall führt das Auswuchten in zwei Ebenen stets zum gründlicheren Ergebnis.
Die auf dieser Seite beschriebenen Verfahren wurden vom Vibromera-Team entwickelt und im Praxiseinsatz getestet, unter Verwendung des Balanset-1A, eines tragbaren Zweikanal-Auswuchtgeräts und Schwingungsanalysators für die Vor-Ort-Rotorauswuchtung.
Zwei-Ebenen-Auswuchten mit automatischer Massenzerlegung. Professionelle Feldauswuchtgeräte, die in über 50 Ländern eingesetzt werden.
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.
