Was ist ein Probegewicht beim Rotorwuchten?

Ein Probegewicht (auch Testgewicht oder Kalibriergewicht genannt) ist eine bekannte Masse, die während des einachsigen Auswuchtens vorübergehend an einem Rotor mit bekanntem Radius befestigt wird. Durch Messung der durch das Probegewicht verursachten Schwingungsänderung berechnet das Auswuchtgerät die korrekte permanente Korrekturmasse und den entsprechenden Winkel. Das Probegewicht wird nach der Messung entfernt.

Wie wähle ich das richtige Probegewicht aus?

Das ideale Probegewicht sollte eine messbare Schwingungsänderung bewirken, ohne Rotor oder Lager zu überlasten. Eine gängige Richtlinie im Ingenieurwesen ist die Verwendung von 51 TP3T bis 101 TP3T der zulässigen Restunwucht (gemäß ISO 21940), dividiert durch den Korrekturradius. Ein zu kleines Probegewicht liefert möglicherweise keine zuverlässigen Messwerte; ein zu großes kann übermäßige Schwingungen oder Sicherheitsrisiken verursachen.

Was passiert, wenn das Testgewicht zu schwer ist?

Ein zu hohes Probegewicht kann während des Probelaufs gefährlich hohe Vibrationen verursachen und dadurch Lager, Dichtungen oder den Rotor selbst beschädigen. Es kann außerdem den linearen Messbereich der Vibrationssensoren überschreiten und somit zu ungenauen Auswuchtergebnissen führen. Beginnen Sie daher immer mit dem berechneten Minimum (5% von U_per / r) und erhöhen Sie es nur, wenn die Vibrationsänderung unzureichend ist.

Wo soll ich das Probegewicht am Rotor anbringen?

Platzieren Sie das Probegewicht in der Korrekturebene – der axialen Position, an der die permanenten Auswuchtgewichte angebracht werden. Für die radiale Position befestigen Sie es am größtmöglichen Radius, um die benötigte Masse zu minimieren. Gängige Befestigungsmethoden sind das Verschrauben mit vorhandenen Bohrungen, die Verwendung von Magnetgewichten oder das Aufkleben von Gewichten auf die Rotoroberfläche. Stellen Sie sicher, dass das Probegewicht fest sitzt und sich während der Rotation nicht lösen kann.

Warum sollte man für das Probegewicht eine zulässige Unwucht von 5–10% verwenden?

Der Bereich 5–10% stellt eine praxisorientierte technische Richtlinie dar, die zwei Anforderungen in Einklang bringt: Das Prüfgewicht muss schwer genug sein, um eine deutlich messbare Schwingungsänderung (Signal-Rausch-Verhältnis) zu erzeugen, aber gleichzeitig leicht genug, um übermäßige Schwingungen zu vermeiden. Die Verwendung der zulässigen Unwucht als Referenzwert gewährleistet, dass das Prüfgewicht entsprechend der Rotormasse, -drehzahl und -auswuchtungsklasse skaliert wird.

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Probegewichtsrechner zum Rotorauswuchten

Berechnen Sie die empfohlene Probegewichtsmasse für die einflächige Rotorwuchtung. Berücksichtigen Sie dabei Rotormasse, Drehzahl, Korrekturradius, Lagersteifigkeit und Schwingungsstärke.

Vibromera-Methode Stützsteifigkeit Vibrationsniveau

Rotormasse (Mr) (kg)

Rotordrehzahl (N) (RPM)

Installationsradius (Rt) (mm)

Stützsteifigkeit (Ksupp) (0,5–5,0)

Vibrationsniveau (mm/s RMS)

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Ergebnisse

Empfohlenes Probegewicht (Mt)

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Rotormasse (Mr)

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Versuchsradius (Rt)

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Stützsteifigkeit (Ksupp)

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Schwingungskoeffizient (Kvib)

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Radius in cm (Rt)

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Geschwindigkeitsfaktor (N/100)²

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Formel für das Probegewicht

Die Probegewichtsmasse wird mithilfe einer praktischen Ingenieursformel berechnet, die die Lagerungsbedingungen und die Schwingungsstärke berücksichtigt:

Mt — Probegewichtsmasse (g)
Herr — Rotormasse (g) — Eingabe in kg, Umrechnung intern in Gramm
Ksupp — Stützsteifigkeitskoeffizient (0,5–5,0)
Kvib — Schwingungspegelkoeffizient (0,5–3,0) — abgeleitet aus der gemessenen Schwingung in mm/s
Rt — Probegewicht, Installationsradius (cm) — Eingabe in mm, interne Umrechnung in cm
N — Rotordrehzahl (U/min)

Stützsteifigkeitskoeffizient (Ksupp)

Dieser Koeffizient berücksichtigt, wie die Maschinenstützkonstruktion die Schwingungsreaktion auf Unwucht beeinflusst:

Ksupp	Unterstützungstyp	Beschreibung
5.0	Sehr starr	Massiver Betonblock, steife Stahlkonstruktion. Die Vibration ändert sich kaum bei Unwucht – Bedarf schwerer Versuchsgewicht (hohes Ksupp).
4.0	Starr	Betonfundament, steifer Sockel. Typisch für große Pumpen und Kompressoren.
2,0–3,0	Medium	Standardmäßige Industriemontage, Grundplatte auf Beton. Häufigste Anwendung für Ventilatoren, Motoren und allgemeine Maschinen.
1.0	Flexibel	Federlagerung, Gummidämpfer. Maschine schwingt frei. Feuerzeug Versuchsgewicht ausreichend (niedriges Ksupp).
0.5	Sehr flexibel	Hängende Halterung, weiche Isolatoren, Auswuchtvorrichtung/Wiege. Maximale Vibrationsdämpfung – geringstes Testgewicht.

Faustregel: Starre Lager (Ksupp = 4–5) “absorbieren” Schwingungen, daher ist ein höheres Testgewicht erforderlich, um eine messbare Veränderung zu erzielen. Flexible Lager (Ksupp = 0,5–1) verstärken die Reaktion, sodass ein niedrigeres Testgewicht ausreicht.

Schwingungspegelkoeffizient (Kvib)

Dieser Koeffizient spiegelt die aktuelle Schwingungsstärke der Maschine vor dem Auswuchten wider:

Kvib	Vibrationsniveau	Zustand
1	Niedrig (< 2 mm/s)	Die Maschine läuft einwandfrei. Nur Feinjustierung erforderlich. Leichteres Probegewicht verwenden – andernfalls könnte das vorhandene Ungleichgewichtssignal überlagert werden.
2	Mäßig (2–4,5 mm/s)	Spürbare Vibrationen. Standardmäßige Auswuchtarbeiten.
3	Erhöht (4,5–7,1 mm/s)	Offensichtliches Ungleichgewicht. Typisches Szenario für den Feldausgleich. Standardeinstellung.
5	Hoch (7,1–11 mm/s)	Deutliche Unwucht. Dringender Ausgleich erforderlich. Größeres Probegewicht in Ordnung – Vibrationen sind bereits hoch.
8	Sehr hoch (> 11 mm/s)	Gefährliches Niveau. Große Unwucht. Höheres Testgewicht akzeptabel, um eine messbare Vektoränderung zu gewährleisten.

Warum diese Formel funktioniert

Die Formel Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) erfasst die wichtigsten physikalischen Zusammenhänge:

Schwerere Rotoren schwerere Probegewichte erforderlich (linear mit Mr)
Höhere Geschwindigkeiten mehr Zentrifugalkraft pro Gramm erzeugen, daher wird weniger Testgewicht benötigt (umgekehrtes Quadrat von N).
Größerer Radius bedeutet mehr Drehmoment pro Gramm, daher wird weniger Gewicht benötigt (Kehrwert von Rt).
Steifere Stützen Um eine messbare Schwingungsänderung zu erzeugen, ist ein höheres Gewicht erforderlich (höherer Ksupp-Wert = 4–5).
Flexible Stützen Die Reaktion wird verstärkt, daher ist weniger Gewicht erforderlich (niedrigeres Ksupp = 0,5–1).
Höhere vorhandene Vibration bedeutet größere bestehende Unausgewogenheit – proportional größeres Testgewicht (höherer Kvib)

Praktisches Beispiel

Beispiel – Radialventilator

Gegeben: Mr = 111 kg = 111.000 g, N = 1111 U/min, Rt = 111 mm = 11,1 cm, Ksupp = 1,0, Vibration = 11 mm/s → Kvib = 1,5

Schritt 1: Geschwindigkeitsfaktor: (N/100)² = (1111/100)² = 11,11² = 123,43

Schritt 2: Nenner: Rt(cm) × (N/100)² = 11,1 × 123,43 = 1370,1

Schritt 3: Zähler: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111.000 × 1,0 × 1,5 = 166.500

Schritt 4: Mt = 166.500 / 1.370,1 = 121,5 g

Ergebnis: Verwenden Sie ungefähr 122 g Probegewicht bei einem Radius von 111 mm.

⚠️ Sicherheitshinweis: Ein zu hohes Testgewicht kann gefährlich starke Vibrationen verursachen. Erscheint das berechnete Gewicht zu hoch, beginnen Sie mit der Hälfte und erhöhen Sie es schrittweise. Achten Sie stets darauf, dass das Testgewicht fest sitzt und sich während der Rotation nicht lösen kann.

Vergleich mit der ISO 21940-Methode

Das klassische ISO-Verfahren verwendet die Auswuchtklasse G zur Berechnung der zulässigen Unwucht und setzt 5–10% als Probegewicht ein. Die Vibromera-Formel ist eine praktische Abkürzung, die ähnliche Ergebnisse liefert und dabei die realen Bedingungen (Stützsteifigkeit und aktuelles Schwingungsniveau) berücksichtigt, die das ISO-Verfahren als ideal annimmt.