Auswuchten vor Ort verstehen
Auswuchtung vor Ort, auch bekannt als In-situ-Auswuchten, ist der Vorgang der Korrektur der Unwucht eines Rotor während er in seinen eigenen Lagern und seiner eigenen Halterung bei oder nahe seiner normalen Betriebsdrehzahl läuft. Im Gegensatz zum Auswuchten in der Werkstatt, bei dem der Rotor ausgebaut und auf einer speziellen Auswuchtmaschine… wird das Auswuchten vor Ort an der vollständig montierten Maschine durchgeführt. Es ist die praktische, alltägliche Form von Rotorauswuchtung für Wartungs- und Zuverlässigkeitsteams, da es die Maschine während des laufenden Betriebs korrigiert.
1. Definition: Was ist Feldauswuchten?
Bei diesem Verfahren wird in der Regel ein tragbares Schwingungsanalysator zur Messung der Amplitude und Phase der 1× (Laufgeschwindigkeit) Vibration, befestigen Sie ein Probegewicht mit bekannter Masse, messen Sie die neue Schwingungsantwort erneut und berechnen Sie dann die erforderliche Korrekturgewicht und seine Winkellage. Da der Rotor in seinen eigenen Lagern verbleibt, spiegelt das Ergebnis den tatsächlichen Betriebszustand der Maschine wider und nicht einen idealisierten Zustand auf einem Auswuchtständer.
Eine Phasenreferenz ist unverzichtbar: Der Analysator muss wissen, wobei Die Welle wandelt in jedem Augenblick eine Schwingungsspitze in einen Schwerpunktwinkel um. Diese Angabe stammt aus einer Drehzahlmesser einmal pro Umdrehung auslöst, in der Regel über einen Streifen aus reflektierendes Band.
2. Warum ist das Auswuchten vor Ort notwendig?
Obwohl das Auswuchten in der Werkstatt hochpräzise ist, kann es nicht alle Faktoren berücksichtigen, die die Unwucht einer Maschine in ihrer Betriebsumgebung beeinflussen. Das Auswuchten vor Ort ist notwendig, wenn die Unwucht durch die Betrachtung der gesamten Maschinenbaugruppe verursacht wird oder nur durch deren Beachtung korrigiert werden kann. Häufige Gründe sind:
- Unwucht in der Baugruppe: Die Gesamtunwucht einer Maschine ist die Summe der Unwuchten aller ihrer rotierenden Bauteile (Laufrad, Welle, Kupplung(Riemenscheibe, Passfedern und Befestigungselemente). Durch das Auswuchten vor Ort wird die Unwucht der gesamten Baugruppe auf einmal korrigiert, einschließlich kleiner Verschiebungen, die beim Zusammenbau der Maschine entstanden sind.
- Betriebsbedingte Auswirkungen: Eine Unwucht kann durch Umstände entstehen, die nur im Normalbetrieb auftreten, wie zum Beispiel thermische Verformung des Rotors, aerodynamische Kräfte, oder hydraulische Kräfte. Diese lassen sich auf einer Werkstatt-Auswuchtmaschine nicht nachbilden.
- Materialablagerungen oder Verschleiß: bei Ventilatoren, Gebläsen und Zentrifugen, ungleichmäßige Ablagerungen oder ungleichmäßige tragen führt dazu, dass sich im Laufe der Zeit eine Unwucht entwickelt. Das Auswuchten vor Ort ist die einzige praktikable Möglichkeit, dies ohne eine komplette Überholung zu beheben.
- Schwierigkeit der Demontage: Bei sehr großen Maschinen – wie großen Industrieventilatoren oder Turbinengeneratoren – ist der Ausbau des Rotors zum Auswuchten in der Werkstatt äußerst kostspielig und zeitaufwendig. Das Auswuchten vor Ort ist eine weitaus wirtschaftlichere und schnellere Lösung und bildet die Grundlage für die Kriterien für das Auswuchten vor Ort in ISO 21940-13.
3. Der Prozess des Auswuchtens vor Ort (Einflusskoeffizientenmethode)
Die gebräuchlichste Methode zum Auswuchten vor Ort ist die Einflusskoeffizientenmethode, der einer logischen, wiederholbaren Abfolge folgt:
- Erster Durchlauf: Die Maschine läuft mit ihrer normalen Betriebsdrehzahl, und die anfängliche Schwingungsamplitude und -phase von 1× – die anfängliche Unwucht Vektor — werden gemessen und aufgezeichnet.
- Platzierung des Probegewichts: Die Maschine wird angehalten, und ein Prüfgewicht bekannter Masse wird an einer bekannten Winkelposition sicher am Rotor befestigt.
- Probelauf: Die Maschine wird erneut mit derselben Drehzahl betrieben. Die neue Schwingungsamplitude und -phase (der Antwortvektor) werden gemessen und aufgezeichnet.
- Berechnung: Die durch das Prüfgewicht verursachte Änderung des Schwingungsvektors führt zu einer Einflusskoeffizient, der angibt, um wie viel sich die Schwingung am Messpunkt bei einer gegebenen Unwucht am Korrekturort ändert. Der Analysator kombiniert diesen Koeffizienten mit dem Ausgangsvektor – unter Verwendung von Vektoraddition — um die genaue Masse und den Winkel der erforderlichen Korrektur zu berechnen.
- Anbringen des Korrekturgewichts: Die Maschine wird angehalten, das Prüfgewicht entfernt und das berechnete Korrekturgewicht dauerhaft im vorgegebenen Winkel angebracht.
- Verifizierungslauf: Die Maschine wird ein letztes Mal in Betrieb genommen, um sicherzustellen, dass die Vibrationen auf ein akzeptables Maß gesunken sind, gemäß Normen wie ISO 20816-1, und dass die Restunwucht liegt innerhalb der gewählten Toleranz.
Einfache Rotoren werden behandelt mit Ein-Ebenen-Auswuchten; längere Rotoren, die eine Koppelunwucht aufweisen, erfordern Zwei-Ebenen-Auswuchten (dynamisches Auswuchten). A Rechner für das Probegewicht hilft dabei, eine sichere und wirksame Startmasse für den ersten Versuchslauf zu wählen.
4. Feldauswuchten in der Praxis mit einem tragbaren Analysator
Im Außeneinsatz wird die gesamte oben beschriebene Messschleife mit einem einzigen tragbaren Messgerät statt mit einer Auswuchtmaschine durchgeführt. Ein tragbarer Zweikanal-Analysator wie der Balanset-1A misst 1× Amplitude und Phase an jedem Lager, berechnet automatisch die Einflusskoeffizienten und führt durch Ein- und Zweiebenen-Korrekturen – anschließend überprüft es die verbleibende Unwucht anhand von ISO 21940-11 Auswuchtgütegrade. Da das Gerät bei Betriebsdrehzahl in den eigenen Lagern der Maschine arbeitet, erfasst es den tatsächlichen Betriebszustand – einschließlich Montage-, thermischer und aerodynamischer Einflüsse –, den eine Auswuchtmaschine einfach nicht nachbilden kann. Der mitgelieferte optische Lasertachometer liefert die Phasenreferenz einmal pro Umdrehung über ein kleines Stück reflektierendes Klebeband, sodass außer dem Anbringen des Klebebands keine weitere Vorbereitung der Welle erforderlich ist.
5. Wichtige Überlegungen und Sicherheitsvorkehrungen
Das Auswuchten vor Ort erfordert Fachkenntnis und sorgfältige Planung. Wie in Normen wie ISO 21940-13, Sicherheit steht an erster Stelle.
- Sicherheit: Prüf- und Korrekturgewichte müssen so fest angebracht sein, dass sie der Zentrifugalkraft bei Betriebsdrehzahl, und der Zugang zur Maschine muss während des Betriebs kontrolliert werden.
- Voraussetzungen: Schließen Sie vor dem Auswuchten andere Ursachen für starke 1×-Schwingungen aus — Fehlausrichtung, Resonanz, a gebogene Welle, oder mechanisch Lockerheit — denn Auswuchten kann kein Problem beheben, das gar keine Unwucht ist.
- Instrumentierung: Für diese Arbeit wird ein Analysator benötigt, der Amplitude und Phase messen kann, sowie ein Phasenreferenzsensor (Drehzahlmesser). Wiederholbare Messungen hängen von einer konsistenten Sensorbefestigung und einem sauberen, zuverlässigen Drehzahlmesserimpuls ab.
- Drehzahlstabilität: Die Maschine muss während jedes Durchlaufs eine konstante Geschwindigkeit beibehalten; Geschwindigkeitsschwankungen verfälschen die Phasendaten, auf denen die gesamte Berechnung basiert.
