Die Korrekturebene verstehen
A Korrekturebene — auch als Ausgleichsebene bezeichnet — ist jede Ebene, die senkrecht zur Rotor Wellenachse, an der ein Auswuchten kann eine Korrektur vorgenommen werden. Einfach ausgedrückt handelt es sich um eine Stelle am Rotor, an der Masse hinzugefügt (durch Schweißen, Verschrauben oder Epoxidharz) oder entfernt (durch Bohren, Schleifen oder Fräsen) werden kann, um eine Unwucht Zustand. Die Wahl der richtigen Korrekturebenen ist eine der ersten und folgenreichsten Entscheidungen bei jeder Auswuchtarbeit, denn jede Korrekturgewicht Die vom Analysegerät später vorgeschriebenen Korrekturen können nur dort angebracht werden, wo eine geeignete Korrekturebene vorhanden ist.
1. Definition: Was ist eine Korrekturebene?
Eine Korrekturebene ist die Arbeitsfläche des Auswuchtvorgangs. Die Unwucht selbst verteilt sich über die Masse des Rotors, doch Korrekturen können nicht „in der Luft“ entlang der Achse vorgenommen werden – sie müssen auf einer realen, zugänglichen Fläche des Bauteils aufliegen. Die Ebene definiert die axiale Position dieser Fläche; die Winkelposition um diese Fläche herum ist der Ort, an dem die Phase Messung zeigt Ihnen, wo sich die schwere (oder leichte) Stelle befindet.
Zwei Anforderungen sind unverzichtbar. Die Ebene muss physisch zugänglich so, dass eine Bohrmaschine, eine Schleifmaschine oder ein Schweißgerät daran herankommt, und es muss stark genug um ein Korrekturgewicht während der gesamten Lebensdauer des Rotors sicher zu halten. Ein Gewicht, das sich bei hoher Drehzahl löst, wird zu einer neuen – und gefährlichen – Ursache für Unwucht.
2. Wie viele Korrekturebenen werden benötigt?
Die Anzahl der erforderlichen Korrekturebenen hängt von der Art der Unwucht sowie davon ab, ob sich der Rotor bei Betriebsdrehzahl wie ein starrer oder ein biegsamer Körper verhält.
a) Ein-Ebenen-Auswuchten
Eine Korrekturebene reicht nur für reine statische Unwucht, wobei die schwere Stelle als im Zentrum eines schmalen, scheibenförmigen Rotors konzentriert betrachtet werden kann. Die Korrektur erfolgt durch eine einzelne Masse, die der gemessenen schweren Stelle um 180° gegenüberliegt. Auswuchten in einer Ebene ist typisch für Schleifscheiben, Einrillenriemenscheiben und schmale Ventilatoren.
b) Zwei-Ebenen-Auswuchten
Zur Korrektur sind zwei Korrekturebenen erforderlich dynamischen Unwucht — das häufigste Problem bei industriellen Rotoren, das selbst eine Kombination aus statischen und Momentenunwucht. Das Verfahren berechnet ein separates Gewicht und einen Winkel für jede Ebene, und die beiden Korrekturen wirken zusammen, um sowohl das statische „Zittern“ als auch das durch die Kräftepaar-Unwucht verursachte „Wackeln“ zu beseitigen. Zwei-Ebenen-Auswuchten gilt für die meisten Motorrotoren, Pumpenlaufräder, Riemenscheiben mit mehreren Rillen und Antriebswellen.
c) Mehrebenen-Auswuchten
, für die mehr als zwei Ebenen erforderlich sind flexible Rotoren, die sich bei hoher Drehzahl verbiegen, sodass eine Korrektur an einer Stelle das Gleichgewicht an einer anderen Stelle stören kann. Zusätzliche Ebenen wirken den Biegeschwingungsmoden des Rotors im Bereich seiner Betriebsdrehzahl entgegen. Mehrebenen-Auswuchten — die bei Hochgeschwindigkeits-Gasturbinen, langen Papiermaschinenwalzen und mehrstufigen Kompressoren zum Einsatz kommt — ist eine Spezialaufgabe, die in der Regel die Modalanalyse und mehrere Hochgeschwindigkeitsläufe umfasst.
3. Praktische Auswahl von Korrekturebenen
Bei der Planung eines Auftrags wägt der Bediener verschiedene praktische Faktoren ab, bevor er sich für ein Ebenenpaar entscheidet:
- Zugänglichkeit: Kann ein Bohrer, ein Schweißgerät oder ein Befestigungswerkzeug die Stelle tatsächlich erreichen, wenn sich die Maschine im Ist-Zustand befindet?
- Materialfestigkeit: Ist das Metall dick und stabil genug, um es anzubohren oder ein geschweißtes Gewicht zu tragen? Man würde niemals dünne Lüfterflügel verwenden – stattdessen würde man die dickere Nabe oder die Rückplatte nutzen.
- Ebenenabstand: Bei der Arbeit mit zwei Ebenen sorgt die Maximierung des axialen Abstands zwischen den Ebenen für eine größere Hebelwirkung gegen Momentenunwucht, was in der Regel zu kleineren, genaueren Korrekturgewichten führt.
- Integrität der Komponenten: Die Korrekturmethode darf die strukturelle Festigkeit oder die Ermüdungslebensdauer des Rotors keinesfalls beeinträchtigen.
4. Korrekturebenen beim Feldauswuchten
Bei einer montierten Maschine, die auf ihren eigenen Lagern läuft, sind die Korrekturebenen die beiden zugänglichen Flächen, die ein Techniker ohne Demontage erreichen kann – häufig die Stirnseiten einer Lüfternabe oder die sichtbaren Flächen einer Laufradhaube. Ein tragbares Zweikanal-Messgerät wie das Balanset-1A misst die 1×-Amplitude und -Phase an jedem Lager und berechnet den Durchlauf des Rotors Einflusskoeffizienten von einer Prüfgewicht und ermittelt anschließend die erforderliche Masse und den Winkel für jede ausgewählte Ebene. Da die Ebenen durch die physikalischen Gegebenheiten der Maschine festgelegt sind, ist es entscheidend, sie vor dem ersten Durchlauf klar zu definieren – und ihre Winkelreferenz zu protokollieren –, damit die resultierende Korrektur wiederholbar und die verifizierte Restunwucht sinnvoll
5. Aufteilen einer Korrektur auf feste Winkelpositionen
Mitunter liegt der ideale Korrekturwinkel dort, wo kein Metall vorhanden ist — beispielsweise zwischen zwei Ventilatorschaufeln. In diesem Fall wird das einzelne erforderliche Gewicht in zwei Komponenten an den nächstgelegenen verfügbaren festen Winkelpositionen aufgeteilt innerhalb derselben Korrekturebene, eine Technik, die als aufgeteilte Korrektur. Die beiden Teilgewichte ergeben vektoriell denselben Effekt wie ein einzelnes Gewicht am nicht verfügbaren Winkel. Das ist nicht dasselbe wie Zweiebenen-Auswuchten: Beim Zweiebenen-Auswuchten werden Korrekturen auf zwei axial Ebenen verteilt, um statische und Momentenunwucht zu beseitigen, während die geteilte Korrektur eine Vektorzerlegung einer einzelnen Korrektur in einer Ebene ist, wenn der geforderte Winkel nicht verfügbar ist. In beiden Fällen ist die Geometrie der Ebene ebenso wichtig wie die Zahlen: Ein gut gewähltes Paar zugänglicher, weit auseinanderliegender Ebenen hält Korrekturen klein, sicher und leicht anhand eines ISO 21940-11 Auswuchtklasse.
