Was ist Auswuchtgrad? ISO-Normen und -Klassifizierung • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren Was ist Auswuchtgrad? ISO-Normen und -Klassifizierung • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren

Was ist Auswuchtgrad? ISO-Normen und Klassifizierung

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Verständnis der Auswuchtklassen

Definition: Was ist eine Ausgleichsnote?

A Auswuchtgrad (auch Auswuchtgütegrad oder G-Klasse) ist ein standardisiertes Klassifizierungssystem, das die erforderliche Auswuchtqualität für verschiedene Arten rotierender Maschinen angibt. Definiert vor allem durch die ISO 21940-11 Standard (früher ISO 1940-1), Auswuchtklassen kategorisieren Geräte auf der Grundlage ihrer Betriebseigenschaften und weisen entsprechende Ausgleichstoleranzen.

Das Bewertungssystem stellt sicher, dass alle Beteiligten – Hersteller, Wartungstechniker und Endbenutzer – bei der Festlegung und Überprüfung der Rotorwuchtqualität nach einheitlichen, international anerkannten Standards arbeiten.

Das G-Grade-System

Auswuchtgüten werden mit “G” gefolgt von einem Zahlenwert bezeichnet, z. B. G 2,5, G 6,3 oder G 16. Die Zahl stellt das Produkt aus dem zulässigen Rest Unwucht Exzentrizität (in Millimetern) und Winkelgeschwindigkeit (in Radiant pro Sekunde). Einfacher ausgedrückt stellt es die zulässige Unwuchtschwinggeschwindigkeit in mm/s dar.

Grundprinzip

Niedrigere G-Zahlen bedeuten strengere Auswuchtanforderungen (weniger zulässige Restunwucht), während höhere G-Zahlen eine größere Restunwucht zulassen. Das System erkennt, dass unterschiedliche Gerätetypen je nach Geschwindigkeit, Masse, Anwendung und Betriebsumgebung sehr unterschiedliche Anforderungen an die Auswuchtqualität haben.

Gängige Auswuchtgüten und ihre Anwendungen

ISO 21940-11 definiert Güteklassen von G 0,4 (höchste Präzision) bis G 4000 (niedrigste Präzision). Hier sind die am häufigsten vorkommenden Güteklassen:

G 0,4 – Ultrahohe Präzision

Anwendungen:

  • Schleifmaschinenspindeln
  • Gyroskope
  • Präzisionsmessgeräte

Eigenschaften: Erfordert spezielle Auswuchtgeräte und kontrollierte Umgebungen. Wird normalerweise in speziellen Präzisionsauswuchtwerkstätten durchgeführt.

G 1.0 – Hohe Präzision

Anwendungen:

  • Hochpräzise Werkzeugmaschinenspindeln
  • Turbolader
  • Hochgeschwindigkeitszentrifugen
  • Computer-Festplattenlaufwerke

Eigenschaften: Erfordert eine sorgfältige Kontrolle aller Auswuchtparameter und hochwertige Instrumente.

G 2.5 – Präzisionsindustrie

Anwendungen:

  • Gas- und Dampfturbinen
  • Starre Turbogeneratorrotoren
  • Kompressoren
  • Werkzeugmaschinenantriebe
  • Mittlere und große Elektromotoren (mit besonderen Anforderungen)
  • Zentrifugalabscheider

Eigenschaften: Standard für hochwertige, schnelle Industrieanlagen. Erreichbar mit guten Feldausgleich Praktiken.

G 6.3 – Allgemeine Industrie (am häufigsten)

Anwendungen:

  • Allzweck-Elektromotoren
  • Maschinen für die Prozessindustrie
  • Kreiselpumpen
  • Lüfter und Gebläse
  • Getriebe
  • Rotoren für allgemeine Maschinen
  • Mittelschnelllaufende Kompressoren

Eigenschaften: Die “Standard”-Qualität für die meisten Industriemaschinen. Stellt ein gutes Gleichgewicht zwischen Erreichbarkeit und Leistung dar. Mit tragbaren Auswuchtgeräten leicht erreichbar.

G 16 – Schwerindustrie

Anwendungen:

  • Antriebswellen (Gelenkwellen, Kardanwellen)
  • Mehrzylinder-Dieselmotoren mit sechs oder mehr Zylindern
  • Brecher
  • Landmaschinen
  • Einzelkomponenten von Motoren

Eigenschaften: Geeignet für robuste, langsamere Geräte mit höherer Vibrationstoleranz.

G 40 und höher – Sehr schwere Industrie

Anwendungen:

  • Vierzylinder-Dieselmotoren (G 40)
  • Starr montierte langsam laufende Maschinen
  • Sehr große, langsam drehende Geräte

Eigenschaften: Wird bei massiven, langsam laufenden Geräten angewendet, bei denen eine hochpräzise Auswuchtung weder wirtschaftlich gerechtfertigt noch technisch notwendig ist.

So wählen Sie die passende Auswuchtgüte

Bei der Auswahl der richtigen Auswuchtgüte müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden:

1. Gerätetyp und Ausführung

ISO 21940-11 enthält detaillierte Tabellen, in denen Gerätetypen den empfohlenen Klassen zugeordnet werden. Dies ist der wichtigste Ausgangspunkt für die Klassenauswahl.

2. Betriebsgeschwindigkeit

Bei Geräten mit höherer Geschwindigkeit ist im Allgemeinen eine bessere Balance (niedrigere G-Zahl) erforderlich, da die Zentrifugalkräfte mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zunehmen.

3. Montageart

Auf flexiblen Fundamenten oder Isolationssystemen montierte Geräte können häufig höhere G-Zahlen tolerieren als starr montierte Geräte.

4. Nähe zum Personal

Maschinen in besetzten Räumen erfordern möglicherweise aus Lärm- und Sicherheitsgründen eine engere Balance.

5. Besondere Anforderungen

Einige Anwendungen (medizinische Geräte, Präzisionsfertigung, Luft- und Raumfahrt) erfordern eine präzisere Balance als in der Industrie üblich.

6. Wirtschaftliche Überlegungen

Jeder Schritt zu einer engeren Klasse erhöht die Ausgleichskosten. Die ausgewählte Klasse sollte den betrieblichen Anforderungen entsprechen, ohne zu überspezifizieren.

Zusammenhang zwischen Grad und zulässiger Unwucht

Die Wuchtgüte dient zur Berechnung der maximal zulässigen Restunwucht für einen bestimmten Rotor:

Formel

Upro (g·mm) = (9549 × G × M) / U/min

Wo:

  • Upro = Zulässige Restunwucht in Gramm-Millimeter
  • G = Wuchtgüteklassennummer (zB 6,3 für G 6,3)
  • M = Rotormasse in Kilogramm
  • Drehzahl = Betriebsdrehzahl in Umdrehungen pro Minute

Beispiel

Ein 100 kg schwerer Lüfterrotor mit 1500 U/min und Güteklasse G 6,3:

Upro = (9549 × 6,3 × 100) / 1500 = 401 g·mm

Bei einem Ausgleichsebenenradius von 200 mm entspricht dies einer zulässigen Restunwucht von 2,0 Gramm.

Überlegungen zu mehreren Geschwindigkeiten und variablen Geschwindigkeiten

Für Maschinen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden:

  • Betrieb mit konstanter Geschwindigkeit: Die Neigung mit der normalen Betriebsgeschwindigkeit auftragen
  • Variable Geschwindigkeit: Die Steigung mit der maximalen Dauerbetriebsgeschwindigkeit auftragen
  • Durchlaufen kritischer Geschwindigkeiten: Für flexible Rotoren, besondere Berücksichtigung des Gleichgewichts bei kritischen Geschwindigkeiten kann erforderlich sein, möglicherweise sind modale Ausgleichstechniken erforderlich

Überprüfung und Akzeptanz

Nach Bilanzierung Nach Abschluss der Prüfung muss die erreichte Wuchtgüte anhand der angegebenen Güteklasse überprüft werden:

Messmethoden

  • Direkte Unwuchtmessung: Auf einer Auswuchtmaschine wird die Restunwucht direkt gemessen und mit U verglichenpro
  • Schwingungsmessung: Beim Betriebsauswuchten dient die Schwingungsamplitude als indirekter Indikator für die Auswuchtqualität

Akzeptanzkriterien

Der Rotor gilt als akzeptabel, wenn:

  • Gemessene Restunwucht ≤ Berechnetes Upro, ODER
  • Die Vibrationswerte entsprechen ISO 20816 oder anderen geltenden Vibrationsstandards

Historischer Kontext: ISO 1940 bis ISO 21940

Das G-Grade-System wurde ursprünglich in ISO 1940-1 (erstmals veröffentlicht 1986) eingeführt. Im Jahr 2016 wurde die ISO 1940-Reihe überarbeitet und in ISO 21940-Reihe umbenannt, wobei ISO 21940-11 ISO 1940-1 ersetzte. Die Grundprinzipien und Gradwerte blieben im Wesentlichen unverändert, die neuere Norm bietet jedoch:

  • Aktualisierte Geräteklassifizierungen
  • Klarere Anleitung zur Notenauswahl
  • Bessere Integration mit anderen Rotordynamikstandards
  • Verbesserte Verfahren für flexible Rotoren

Häufige Missverständnisse

Missverständnis 1: “Enger ist immer besser”

Wirklichkeit: Eine zu hohe Spezifikation der Auswuchtqualität erhöht die Kosten, ohne dass ein entsprechender Nutzen entsteht. Geräte der Güteklasse G 2,5 sind in Anwendungen, in denen G 6,3 angemessen ist, nicht unbedingt leistungsfähiger als Geräte der Güteklasse G 6,3.

Missverständnis 2: “Die Klasse ist direkt gleich dem Vibrationsniveau”

Wirklichkeit: Obwohl damit verwandt, stellt die G-Zahl die zulässige Unwuchtexzentrizität dar, nicht die Schwingungsamplitude. Die tatsächliche Schwingung hängt von vielen Faktoren ab, die über die Auswuchtqualität hinausgehen.

Missverständnis 3: “Eine Klasse passt für alle Geräte in einer Anlage”

Wirklichkeit: Verschiedene Gerätetypen erfordern selbst innerhalb derselben Anlage unterschiedliche Güteklassen. Eine Präzisionsmühle und ein Brecher haben völlig unterschiedliche Auswuchtanforderungen.

Dokumentation und Spezifikationen

Bei der Angabe von Auswuchtarbeiten muss in der Dokumentation klar angegeben werden:

  • Erforderliche Wuchtgüte (z. B. “Wuchtung nach G 6,3 gemäß ISO 21940-11”)
  • Servicegeschwindigkeit zur Toleranzberechnung
  • Anzahl der benötigten Korrekturebenen
  • Überprüfungsmethode (Werkstatt-Auswuchtmaschine oder Schwingungsmessung vor Ort)

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