Brecherrotor-Auswuchtrechner

Schlüsselformeln

Dabei ist G die Auswuchtgüte (mm/s), ω = 2π×n/60 (rad/s), M die Rotormasse (kg), e_per die zulässige spezifische Unwucht, U_per die zulässige Restunwucht und F die resultierende Zentrifugalkraft.

Auswahl der Auswuchtgüte für Brecher

Brechertyp	Typische Qualität	Typische Drehzahl
Horizontaler Wellenaufprall (HSI)	G16 - G40	500–800
Vertikaler Wellenaufprall (VSI)	G6.3 - G16	1000–2000
Hammermühle	G16 - G40	1000–1800
Backenbrecher (Schwungrad)	G16	200–400
Kegelbrecher	G6.3 - G16	300–600

Massentoleranz pro Element

Beim Austausch von Hämmern oder Schlagleisten trägt die Massenabweichung der einzelnen Elemente direkt zur Unwucht des Rotors bei. Jedes Element befindet sich in einem bestimmten Abstand zur Rotationsachse. Die Massentoleranz pro Element sollte wie folgt lauten:

Wo r_element ist der Schwerpunktradius des Elements und N_Elemente ist die Anzahl der Elemente.

Auswirkungen auf die Lagerlebensdauer

Die Unwuchtkraft wirkt als zusätzliche radiale Drehlast auf die Lager. Die Nennlebensdauer des Lagers (L10) reagiert sehr empfindlich auf die einwirkende Last.

• Kugellager: L10 ∝ (C/P)³
• Wälzlager: L10 ∝ (C/P)^(10/3)

Selbst mäßige Unwuchtkräfte können in Kombination mit den ohnehin schon hohen Prozessbelastungen in Brechern die Lagerlebensdauer erheblich reduzieren.

Praktisches Auswuchtverfahren für Brecher

• Schritt 1: Wiegen Sie alle Hämmer/Schlagleisten einzeln und notieren Sie die Massen.
• Schritt 2: Sortieren Sie die Elemente nach ihrer Masse und paaren Sie die schwersten mit den leichtesten.
• Schritt 3: Montieren Sie paarweise Elemente auf gegenüberliegenden Seiten des Rotors.
• Schritt 4: Prüfen Sie, ob die Gesamtmassendifferenz zwischen gegenüberliegenden Positionen innerhalb der Toleranz pro Element liegt.
• Schritt 5: Nach der Installation den Brecher in Betrieb nehmen und die Vibrationen an beiden Lagern messen.
• Schritt 6: Wenn die Vibrationen die Grenzwerte überschreiten, führen Sie eine einflächige Feldwuchtung durch.

Zentrifugalkraft und Lagerlebensdauer

Die durch Unwucht entstehende Zentrifugalkraft wirkt als rotierende Radiallast auf die Lager. Die Lebensdauerbeziehung L10 des Lagers lautet:

• Kugellager: L10 = (C/P)³ × 10⁶ / (60 × n)
• Wälzlager: L10 = (C/P)^(10/3) × 10⁶ / (60 × n)

Dabei ist C die dynamische Tragzahl, P die äquivalente dynamische Last (einschließlich Unwuchtkraft) und n die Drehzahl (U/min). Selbst eine geringe Unwuchtkraft kann die Lebensdauer von Brechern in Kombination mit den ohnehin schon hohen Prozesslasten erheblich verkürzen.

Vibrationsgrenzwerte für Brecher

Aufgrund der prinzipbedingten Stoßbelastung von Brechern sind die Vibrationsgrenzwerte höher als bei laufruhigen Maschinen:

• Gut: < 10 mm/s Schwinggeschwindigkeit (RMS) an Lagergehäusen
• Akzeptabel: 10–18 mm/s — typisch für in Betrieb befindliche Brecher
• Alarm: 18–28 mm/s — untersuchen, Verschleißteile prüfen
• Gefahr: > 28 mm/s — abschalten und inspizieren

Fundament- und Konstruktionsaspekte

Die Fundamente von Brechanlagen müssen so ausgelegt sein, dass sie Stoßkräfte absorbieren. Die Fundamentmasse sollte das 3- bis 5-Fache der Brechanlagenmasse betragen, um eine ausreichende Schwingungsisolierung zu gewährleisten. Wichtige Prüfpunkte:

• Ankerbolzen: Drehmoment bei jeder größeren Wartungsmaßnahme überprüfen
• Isolationshalterungen: Gummiisolatoren auf Verschleiß prüfen und korrekte Durchbiegung kontrollieren
• Betonzustand: Prüfen Sie auf Risse, insbesondere im Bereich der Ankerbolzentaschen.
• Vergussintegrität: Prüfen Sie, ob zwischen Grundplatte und Fundament keine Hohlräume vorhanden sind.

Brechertypen und Auswuchtüberlegungen

• Horizontaler Prallbrecher (HSI): Die Schlagleisten sind die Hauptverschleißteile. Sie sollten immer als Satz ausgetauscht und einzeln gewogen werden. Der Rotor ist üblicherweise auf G16 ausgewuchtet.
• Vertikaler Prallbrecher (VSI): Höhere Drehzahlen erfordern eine präzisere Auswuchtung (G6.3–G16). Verschleißtisch und Ambossring beeinflussen die Auswuchtung indirekt.
• Hammermühle: Mehrere Hämmer auf Drehzapfen. Umkehrhämmer müssen paarweise gedreht werden. G16–G40 je nach Drehzahl.
• Backenbrecher: Die Auswuchtung des Schwungrads ist von entscheidender Bedeutung. Eine Unwucht der exzentrischen Welle ist konstruktionsbedingt, muss aber innerhalb der Toleranzgrenzen liegen.
• Kegelbrecher: Der Verschleiß von Mantel und Brechschüssel beeinflusst die Auswuchtung. Die Auswuchtung der Kopfeinheit wird bei Generalüberholungen überprüft.