Was ist die anfängliche Unwucht beim Rotorauswuchten? • Tragbares Auswuchtgerät, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren Was ist die anfängliche Unwucht beim Rotorauswuchten? • Tragbares Auswuchtgerät, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren

Was ist die Anfangsunwucht beim Rotorauswuchten?

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Grundlegendes zur anfänglichen Unwucht

Definition: Was ist eine anfängliche Unwucht?

Anfangsunwucht (auch ursprüngliche Unwucht oder vorgefundene Unwucht genannt) ist die Unwucht Zustand, der in einem Rotor vor jedem Bilanzierung Korrekturen wurden angewendet. Es stellt den Ausgangszustand des Rotors dar und wird beim ersten Durchlauf eines Auswuchtvorgangs gemessen. Die Größe und Winkellage der anfänglichen Unwucht werden durch Messung bestimmt Vibration Amplitude und Phase während der Rotor mit seiner Ausgleichsdrehzahl läuft.

Die anfängliche Unwucht ist der Ausgangspunkt für alle Ausgleichsberechnungen und dient als Referenz, anhand derer die Wirksamkeit des Ausgleichsverfahrens gemessen wird. Nach Abschluss des Ausgleichs wird jede verbleibende Unwucht als Restunwucht.

Quellen der anfänglichen Unwucht

Eine anfängliche Unwucht kann während der Herstellung, Montage und des Betriebs aus zahlreichen Quellen entstehen:

1. Fertigungstoleranzen

Selbst bei präziser Fertigung ist eine perfekte Symmetrie unmöglich. Quellen sind:

  • Variationen der Materialdichte: Inhomogenes Material oder innere Hohlräume und Einschlüsse erzeugen Massenasymmetrien.
  • Bearbeitungstoleranzen: Kleine Abweichungen von der perfekten Konzentrizität, wie beispielsweise Rundlauf oder Exzentrizität, führen zu einer Unwucht.
  • Wandstärkenvariationen: Bei gegossenen oder gefertigten Rotoren führen Unterschiede in der Wandstärke zu einer ungleichmäßigen Massenverteilung.
  • Porosität und Gussfehler: Lufteinschlüsse, Schrumpfungen oder Schlackeneinschlüsse in Gussteilen beeinflussen die Massenverteilung.

2. Montagefehler und Abweichungen

Wenn Rotoren aus mehreren Komponenten zusammengesetzt werden, kann es zu Unwuchten kommen:

  • Toleranzstapelung: Einzelne Komponenten können gut ausbalanciert sein, doch wenn sie zusammengebaut werden, können sich ihre kleinen Ungleichgewichte vektoriell addieren und zu einer erheblichen Gesamtunwucht führen.
  • Kodierte Verbindungen: Passfedern, Keilnuten und Keilwellenprofile erzeugen zwangsläufig Asymmetrie.
  • Schraubenlöcher und Befestigungselemente: Ungleichmäßig verteilte Bolzenlöcher oder fehlende/unterschiedliche Befestigungselemente führen zu Unwucht.
  • Thermische Passungen und Presspassungen: Durch Schrumpfen oder Zusammenpressen zusammengefügte Komponenten sind möglicherweise nicht perfekt konzentrisch.

3. Betriebsbedingte Ursachen

Während des Betriebs kann eine Unwucht entstehen, die den ursprünglich ausgewuchteten Zustand des Rotors vergrößert:

  • Materialaufbau: Ansammlung von Schmutz, Staub, Zunder oder Prozessmaterial auf Lüfterblättern, Laufrädern oder Rotoroberflächen.
  • Erosion und Verschleiß: Ungleichmäßiger Materialverlust durch Abrieb, Korrosion oder Kavitation.
  • Defekte oder fehlende Teile: Verlorene Lüfterblätter, gebrochene Laufradschaufeln oder verschobene Komponenten.
  • Verformung: Biegung, Verwerfung oder plastische Verformung durch Stöße, Überhitzung oder Überlastung.
  • Lose Komponenten: Teile, die sich gelöst und ihre Position verschoben haben.

4. Wartungs- und Reparaturtätigkeiten

Ironischerweise können Wartungsarbeiten manchmal zu einem Ungleichgewicht führen:

  • Austausch von Komponenten durch Teile mit anderer Masse oder Masseverteilung
  • Schweißreparaturen, die asymmetrisch Masse hinzufügen
  • Nacharbeit oder Bearbeitung, bei der Material ungleichmäßig abgetragen wird
  • Ungleichmäßig aufgetragene Farbe oder Beschichtung

So wird die anfängliche Unwucht gemessen

Die anfängliche Unwucht wird beim ersten Messlauf eines Auswuchtvorgangs quantifiziert:

Messparameter

  • Schwingungsamplitude: Die Stärke der 1X-Vibrationskomponente (einmal pro Umdrehung), typischerweise gemessen in mm/s, Zoll/s oder Mil. Dies korreliert direkt mit der Schwere der Unwucht.
  • Phasenwinkel: Die Winkelposition des schweren Flecks, gemessen in Grad relativ zu einer Referenzmarkierung (typischerweise erkannt durch ein Schlüsselphasengeber oder Drehzahlmesser). Der Phasenwinkel gibt an, wo sich die Unwuchtmasse befindet.
  • Geschwindigkeit: Die Drehzahl, bei der gemessen wird, ist drehzahlabhängig, da die Unwuchtkraft drehzahlabhängig ist.

Vektordarstellung

Die anfängliche Unwucht wird als Vektor “O” (für “Original”) mit Größe und Richtung dargestellt. Dieser Vektor wird typischerweise auf einem Polardiagramm, Wo:

  • Die Länge des Vektors stellt die Schwingungsamplitude dar
  • Der Winkel des Vektors stellt die Phase dar (Position des schweren Punkts)

Bedeutung im Ausgleichsprozess

Die anfängliche Unwuchtmessung erfüllt mehrere wichtige Funktionen:

1. Basis für Korrekturen

Alle Ausgleichsberechnungen beziehen sich auf die anfängliche Unwucht. Das Ziel des Ausgleichs ist es, Korrekturgewichte die einen Schwingungsvektor erzeugen, der dem ursprünglichen Unwuchtvektor entgegengesetzt ist und ihn dadurch aufhebt.

2. Schweregradbewertung

Das Ausmaß der anfänglichen Unwucht zeigt an, wie schwerwiegend das Problem ist, und hilft bei der Bestimmung:

  • Ob ein Auswuchten notwendig ist oder ob zuerst andere mechanische Probleme behoben werden sollten
  • Die passende Größe von Versuchsgewichte zu verwenden
  • Ob die Unwucht in einem einzigen Ausgleichsversuch korrigiert werden kann oder mehrere Iterationen erforderlich sind

3. Fortschrittsverfolgung

Durch Vergleich der anfänglichen Unwucht mit Restunwucht Nach der Korrektur kann die Wirksamkeit des Auswuchtvorgangs quantifiziert werden. Eine gute Auswuchtarbeit reduziert die Vibrationen typischerweise um 70-90% oder mehr gegenüber dem Ausgangsniveau.

4. Berechnung des Einflusskoeffizienten

Im Einflusskoeffizientenmethode, wird der anfängliche Unwuchtvektor vom während des Testgewichtslaufs gemessenen Vibrationsvektor subtrahiert, um die Wirkung des Testgewichts zu isolieren: T = (O+T) – O, wobei O die anfängliche Unwucht und T der Testgewichtseffekt ist.

Beziehung zur Restunwucht

Das ultimative Ziel des Auswuchtens ist es, die anfängliche Unwucht auf ein akzeptables niedriges Niveau zu reduzieren Restunwucht. Die Beziehung ist:

  • Anfängliche Unwucht: Der “Vorher”-Zustand
  • Korrektur: Der Auswuchtvorgang und die Gewichtsinstallation
  • Restunwucht: Der “Nachher”-Zustand

Idealerweise sollte die Restunwucht weniger als 10-30% der ursprünglichen Unwucht betragen, wobei das spezifische Ziel von den Anforderungen an die Auswuchtqualität des Rotors gemäß Standards abhängt, wie z. B. ISO 21940-11.

Typische anfängliche Unwuchtniveaus

Das Ausmaß der anfänglichen Unwucht variiert je nach Gerätetyp und Wartungshistorie erheblich:

Neue oder kürzlich ausgewuchtete Rotoren

Bei Industriemaschinen liegt die Vibrationsfrequenz typischerweise zwischen 0,5 und 2,0 mm/s (0,02 und 0,08 Zoll/s). Dies entspricht guten bis akzeptablen Gleichgewichtsbedingungen.

Mäßig unausgeglichene Rotoren

Vibrationen im Bereich von 2,0 bis 7,0 mm/s (0,08 bis 0,28 Zoll/s) weisen darauf hin, dass der Rotor bald ausgewuchtet werden sollte. Dies ist ein häufiger Zustand bei Geräten, die einer routinemäßigen Wartung bedürfen.

Stark unausgeglichene Rotoren

Vibrationen über 7,0 mm/s (0,28 Zoll/s) weisen auf eine starke Unwucht hin, die sofortiger Aufmerksamkeit bedarf. Dies kann auf ein fehlendes Sägeblatt, starke Ablagerungen oder größere Bauteilschäden zurückzuführen sein.

Hinweis: Diese Werte sind allgemeine Richtlinien für typische Industriemaschinen. Die spezifischen zulässigen Werte hängen von Maschinentyp, Größe, Geschwindigkeit und Montage ab und werden in Normen wie ISO 20816 definiert.

Dokumentation und Berichterstattung

Die ersten Unwuchtmessungen sollten immer als Teil des Auswuchtprotokolls dokumentiert werden:

  • Schwingungsamplitude und Phase an jedem Messpunkt
  • Betriebsgeschwindigkeit während der Messung
  • Datum und Gerätekennung
  • Alle bei der Inspektion festgestellten sichtbaren Ursachen für eine Unwucht

Diese Dokumentation bietet eine historische Aufzeichnung des Rotorzustands und hilft dabei, Trends im Zeitverlauf zu erkennen, beispielsweise ob die Unwucht aufgrund betriebsbedingter Ursachen langsam zunimmt.

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