In-Situ-Auswuchten verstehen
Definition: Was ist In-Situ-Auswuchten?
In-situ-Auswuchten (vom lateinischen “in situ”, was “an Ort und Stelle” bedeutet) ist die Praxis der Bilanzierung einen Rotor, während er in seiner Maschine, an seinem normalen Betriebsort und unter tatsächlichen Betriebsbedingungen installiert bleibt. Dies wird auch allgemein als Feldausgleich, Auswuchten vor Ort oder Auswuchten vor Ort.
Anstatt den Rotor zu entfernen und ihn zu einem spezialisierten Auswuchtmaschine In einer Werkstatt bringen Techniker tragbare Schwingungsmess- und Analysegeräte zum Standort der Maschine und führen den Auswuchtvorgang ohne Demontage durch.
Vorteile des In-Situ-Auswuchtens
Das Auswuchten vor Ort hat sich aufgrund seiner zahlreichen praktischen und technischen Vorteile zum bevorzugten Verfahren für die überwiegende Mehrheit der Auswuchtvorgänge an Industriemaschinen entwickelt:
1. Keine Demontage erforderlich
Der offensichtlichste Vorteil besteht darin, dass der Rotor nicht aus der Maschine ausgebaut werden muss. Dadurch entfallen:
- Die Arbeitskosten für die Demontage und den Wiederaufbau der Ausrüstung
- Das Risiko von Schäden beim Ausbau, Transport und Wiedereinbau
- Die Zeitverzögerung, die mit dem Versand des Rotors an eine Auswuchtwerkstatt verbunden ist
- Das Potenzial für die Entstehung neuer Probleme beim Zusammenbau (Fehlausrichtung, falsches Drehmoment usw.)
2. Auswuchten unter realen Betriebsbedingungen
Dies ist vielleicht der bedeutendste technische Vorteil. Der In-situ-Ausgleich berücksichtigt:
- Tatsächliche Lagersteifigkeit: Die tatsächlichen Lager und ihre eingebauten Steifigkeitseigenschaften beeinflussen, wie der Rotor auf Unwucht reagiert, was erheblich von idealisierten Werkstattbedingungen abweichen kann.
- Auswirkungen auf Fundament und Stützstruktur: Die Flexibilität der Maschinenbasis, des Rahmens und der Montagestruktur beeinflusst die Vibration. Diese Effekte werden beim Auswuchten vor Ort automatisch berücksichtigt.
- Betriebstemperatur: Wärmeausdehnung und Temperatureinfluss auf das Lagerspiel sind beim Auswuchten vor Ort vorhanden, in einer Kaltwerkstattumgebung jedoch nicht.
- Prozesslasten: Bei Geräten wie Pumpen und Ventilatoren beeinflussen die im tatsächlichen Betrieb vorhandenen aerodynamischen oder hydraulischen Kräfte den Gleichgewichtszustand des Rotors.
- Passung und Abstände im montierten Zustand: Die genaue Art und Weise, wie Komponenten bei ihrer endgültigen Montage zusammenpassen, beeinflusst das Gleichgewicht und wird durch In-situ-Methoden erfasst.
3. Reduzierte Ausfallzeiten
Das Auswuchten vor Ort ist oft innerhalb weniger Stunden erledigt, während der Ausbau eines Rotors, das Auswuchten in der Werkstatt und der erneute Einbau Tage oder Wochen dauern können. Bei kritischen Produktionsanlagen führt diese Reduzierung der Ausfallzeiten direkt zu höherer Produktivität und geringeren Umsatzeinbußen.
4. Niedrigere Kosten
Durch den Wegfall von Transport-, Werkstatt- und Demontagekosten ist das Auswuchten vor Ort für die meisten Anwendungen deutlich wirtschaftlicher.
5. Sofortige Überprüfung
Nach der Installation Korrekturgewichte, Die Maschine kann sofort gestartet und die Ergebnisse unter realen Betriebsbedingungen überprüft werden. Sollten weitere Einstellungen erforderlich sein, können diese sofort und ohne erneute Demontage vorgenommen werden.
Wann ist ein In-Situ-Auswuchten am besten geeignet?
Obwohl das Auswuchten vor Ort weit verbreitet ist, ist es in den folgenden Situationen besonders vorteilhaft:
- Große Maschinen: Geräte, deren Demontage und Transport schwierig oder kostspielig ist, wie z. B. große Ventilatoren, Gebläse und Brecher.
- Fest montierte Rotoren: Rotoren, die an Ort und Stelle montiert sind und nicht für eine einfache Entfernung ausgelegt sind.
- Feldausrüstung: Maschinen an abgelegenen Standorten, bei denen der Transport zu einer Werkstatt unpraktisch wäre.
- Notfallreparaturen: Situationen, in denen eine schnelle Abwicklung entscheidend ist, um die Produktion wieder aufzunehmen.
- Routinemäßige Wartung: Regelmäßiges Neuauswuchten zur Korrektur von Unwuchten, die durch Verschleiß, Ablagerungen oder Erosion verursacht wurden.
- Kundenspezifische oder nicht standardmäßige Ausrüstung: Maschinen, die nicht in die Standardausrüstung einer Auswuchtwerkstatt passen würden.
Der In-Situ-Ausgleichsprozess
Das Verfahren folgt dem Standard Einflusskoeffizientenmethode, angepasst an die Feldumgebung:
Schritt 1: Erste Einschätzung
Bevor Sie beginnen, überprüfen Sie, ob Unwucht ist tatsächlich das Problem. Überprüfen Sie, ob andere mechanische Probleme vorliegen, wie z. B. Fehlausrichtung, Lockerheit, oder Lagerdefekte Dies könnte fälschlicherweise als Ungleichgewicht diagnostiziert werden.
Schritt 2: Sensoren installieren
Befestigen Sie Schwingungssensoren (normalerweise Beschleunigungsmesser) mit Magneten, Bolzen oder Klebstoff an den Lagergehäusen der Maschine. Installieren Sie einen Drehzahlmesser oder Schlüsselphasengeber um das Phasenreferenzsignal einmal pro Umdrehung bereitzustellen.
Schritt 3: Erster Messlauf
Lassen Sie die Maschine mit normaler Betriebsgeschwindigkeit laufen und zeichnen Sie die anfänglichen Vibrationsvektoren auf.
Schritt 4: Probegewichtsläufe
Führen Sie eine oder mehrere Probegewicht verläuft je nach Auswuchtmethode (einflächig, zweiflächig usw.).
Schritt 5: Korrekturen berechnen und installieren
Das portable Auswuchtgerät ermittelt die benötigten Korrekturgewichte. Diese werden anschließend durch Hinzufügen von Gewichten (z. B. Anschweiß-, Anschraub- oder Stellschraubengewichte) oder durch Abtragen von Material (Bohren oder Schleifen) dauerhaft installiert.
Schritt 6: Verifizierung
Führen Sie ein Finale durch Verifizierungslauf um zu bestätigen, dass die Vibration auf ein akzeptables Maß reduziert wurde.
Ausrüstung für den In-Situ-Ausgleich
Moderne tragbare Instrumente haben das Auswuchten vor Ort praktisch und zugänglich gemacht:
- Tragbare Auswuchtgeräte: Leichte, batteriebetriebene Geräte, die Schwingungsmessung, Phasenerkennung und Ausgleichsberechnungen in einem Handheld- oder Laptop-basierten Paket vereinen.
- Beschleunigungsmesser: Piezoelektrische oder MEMS-Beschleunigungsmesser mit magnetischen Basen für einfaches Anbringen und Entfernen.
- Drehzahlmesser: Optische oder magnetische Sensoren, die das Phasenreferenzsignal liefern.
- Gewichtssätze: Sortimente an Klemm-, Anschraub- oder Klebegewichten für temporäre Probegewichte und dauerhafte Korrekturinstallationen.
Herausforderungen und Überlegungen
Obwohl das Auswuchten vor Ort sehr vorteilhaft ist, bringt es auch einige Herausforderungen mit sich:
1. Zugriff auf Korrekturebenen
Die Ausgleichsflächen des Rotors müssen während der Montage der Maschine zugänglich sein. Bei manchen Geräten müssen Schutzvorrichtungen oder Abdeckungen entfernt werden, um an die Ausgleichsflächen zu gelangen.
2. Umweltfaktoren
Feldbedingungen (extreme Temperaturen, Schmutz, Lärm, Vibrationen durch Geräte in der Nähe) können Messungen im Vergleich zu einer kontrollierten Werkstattumgebung erschweren.
3. Sicherheitsbedenken
Für die Arbeit an laufenden Maschinen gelten strenge Sicherheitsvorschriften. Techniker müssen sicherstellen, dass die Prüfgewichte sicher befestigt sind und alle Mitarbeiter einen Sicherheitsabstand zu rotierenden Komponenten einhalten.
4. Mechanische Probleme
Wenn die Maschine mechanische Probleme aufweist (kippender Fuß, Fehlausrichtung, lose Halterungen), müssen diese vor dem Auswuchten behoben werden. Unter den Bedingungen vor Ort sind einige dieser Probleme schwerer zu erkennen und zu beheben.
5. Einschränkungen bei extremer Präzision
Bei Anwendungen, die extrem enge Auswuchttoleranzen erfordern (wie etwa Präzisionsschleifmaschinen oder Hochgeschwindigkeitsspindeln), kann das Auswuchten in der Werkstatt auf speziellen Maschinen dennoch vorzuziehen sein oder in Kombination mit dem Auswuchten vor Ort verwendet werden.
Vergleich: Auswuchten vor Ort vs. Auswuchten in der Werkstatt
| Aspekt | In-Situ-Ausgleich | Shop-Balancing |
|---|---|---|
| Demontage erforderlich | Nein | Ja |
| Betriebsbedingungen | Tatsächliche Bedingungen | Idealisierte Bedingungen |
| Bearbeitungszeit | Std | Tage bis Wochen |
| Kosten | Untere | Höher |
| Präzision | Gut | Exzellent |
| Anwendbarkeit | Die meisten Maschinen | Kleine bis mittlere Rotoren |
Branchenstandards und Best Practices
Das Auswuchten vor Ort wird von internationalen Normen wie der ISO 21940-13 anerkannt und abgedeckt. Diese Norm legt Kriterien und Sicherheitsvorkehrungen für das Auswuchten mittlerer und großer Rotoren vor Ort fest. Die Einhaltung dieser Normen gewährleistet Sicherheit, Effektivität und gleichbleibende Ergebnisse.
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