Was ist thermische Ausdehnung bei Wellenausrichtung?

Die thermische Ausdehnung beschreibt die vertikale Ausdehnung der Maschinenachse beim Erhitzen von Umgebungs- auf Betriebstemperatur. Die Formel lautet ΔH = H × α × ΔT, wobei H die Höhe vom Fuß bis zur Maschinenachse, α der thermische Ausdehnungskoeffizient und ΔT der Temperaturanstieg ist.

Warum Kaltvermessung vor dem Offset?

Die Maschinen werden im kalten Zustand ausgerichtet, laufen aber im warmen Zustand. Dehnen sich beide Maschinen unterschiedlich stark aus, führt eine perfekte Ausrichtung im kalten Zustand zu einer Fehlausrichtung bei Betriebstemperatur. Durch die Vorkorrektur der Kaltausrichtung um die erwartete Differenz der Ausdehnung wird die Ausrichtung im warmen Zustand sichergestellt.

Wie bestimme ich die Betriebstemperatur?

Die Betriebstemperaturen können an laufenden Anlagen mithilfe von Infrarotthermometern oder Kontaktfühlern am Lagergehäuse oder an den Maschinenfüßen gemessen werden. Typische Werte: Elektromotoren 60–90 °C, Pumpen 40–70 °C (prozessabhängig), Dampfturbinen 80–200 °C.

Welche Temperaturen sind typisch für Motoren und Pumpen?

Elektromotoren erreichen typischerweise Gehäusetemperaturen von 60–90 °C. Kreiselpumpen arbeiten im Kaltwasserbetrieb mit 40–70 °C, die Temperaturen können jedoch bei heißen Prozessflüssigkeiten deutlich höher liegen. Dampfturbinen können 150–300 °C erreichen. Getriebe arbeiten typischerweise bei 50–80 °C.

Was ist eine Heißausrichtungsprüfung?

Eine Heißausrichtungsprüfung wird durchgeführt, während die Maschine Betriebstemperatur erreicht hat (unmittelbar nach dem Abschalten). Sie bestätigt, dass die Berechnungen zur Wärmeausdehnung korrekt waren und die Maschinen unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen ausgerichtet sind. Dies gilt als Goldstandard für die Validierung der Ausrichtung.

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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.

Fahrer + Fahrer ΔH = H × α × ΔT Kaltversatzziel

Umgebungstemperatur (°C)

Geben Sie unten die Daten für beide Maschinen ein. Die Differenz bestimmt den Kaltversatz.

Antrieb (z. B. Motor)

Maschinentyp

Material

Fuß-Mittellinien-Höhe H (mm)

Betriebstemperatur (°C)

Angetrieben (z. B. Pumpe)

Maschinentyp

Material

Fuß-Mittellinien-Höhe H (mm)

Betriebstemperatur (°C)

Schnellvoreinstellungen

Ergebnisse

Kaltes Vor-Offset-Ziel (Differenzielles Wachstum)

—

Treiber thermisches Wachstum

—

Getriebenes thermisches Wachstum

—

Treiber ΔT

—

Angetriebenes ΔT

—

Formel für thermisches Wachstum

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)
T_op — Betriebstemperatur (°C)
T_Botschafter — 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

Beispiel – Motor + Pumpentrieb

Gegeben: Umgebungstemperatur = 20 °C

Motor: H = 200 mm, Stahl (α = 12×10⁻⁶), T_op = 80°C

Pumpe: H = 250 mm, Stahl (α = 12×10⁻⁶), T_op = 60°C

ΔH_Motor = 200 × 12×10⁻⁶ × (80 − 20) = 0,144 mm

ΔH_Pumpe = 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.

Rechner zur Kompensation der Wärmeausdehnung | Vibromera

Veröffentlicht von Nikolai Shelkovenko auf 15. Februar 2026 5. März 2026