ISO 21940-21: Mechanische Schwingungen – Rotorauswuchten – Teil 21: Beschreibung und Bewertung von Auswuchtmaschinen

Zusammenfassung

ISO 21940-21 ist ein wichtiger Standard für Hersteller und Anwender von AuswuchtmaschinenSie bietet standardisierte Verfahren zur Beschreibung der technischen Eigenschaften einer Auswuchtmaschine und – noch wichtiger – zur Überprüfung ihrer Leistung. Die Norm beschreibt spezifische Tests, die mit kalibrierten Testrotoren durchgeführt werden, um nachzuweisen, dass eine Maschine in der Lage ist, Unwuchten mit einer bestimmten Genauigkeit zu messen und zu reduzieren. Die Einhaltung dieser Norm stellt sicher, dass eine Auswuchtmaschine international vereinbarte Leistungskriterien erfüllt und den Anwendern Vertrauen in ihre Präzision und Zuverlässigkeit gibt.

Inhaltsverzeichnis (Konzeptionelle Struktur)

Der Standard ist so strukturiert, dass er sowohl die Beschreibung der Maschine als auch die strengen Testverfahren abdeckt, die zur Zertifizierung ihrer Leistung erforderlich sind:

1. 1. Umfang und Maschinenbeschreibung:

   Dieses erste Kapitel definiert den Anwendungsbereich der Norm klar und deutlich und legt fest, dass sie für alle Arten von Auswuchtmaschinen – sowohl mit harten als auch mit weichen Lagern – gilt, die zum Auswuchten starrer Rotoren verwendet werden. Es legt einen formalen Rahmen fest, wie ein Hersteller die technischen Eigenschaften einer Maschine beschreiben und spezifizieren muss. Zu diesen obligatorischen Informationen gehören die physikalische Leistungsfähigkeit der Maschine (minimale und maximale Rotormasse, Durchmesser und Länge), ihr Betriebsdrehzahlbereich, die Art des Antriebssystems (z. B. Riemenantrieb, Endantrieb) und die Spezifikationen des Messsystems. Dadurch wird sichergestellt, dass jeder Benutzer oder Käufer über einen klaren, standardisierten Satz technischer Daten verfügt, um die Eignung der Maschine für seine spezifischen Rotoren zu beurteilen.

2. 2. Prüfung von Rotoren und Testmassen:

   Dieses wichtige Kapitel beschreibt die Spezifikationen der Werkzeuge zur Maschinenbewertung: der Prüfrotoren und Prüfmassen. Prüfrotoren sind keine typischen Serienrotoren, sondern präzisionsgefertigte, formstabile Artefakte mit außergewöhnlich geringer Restunwucht. Die Norm stellt strenge Anforderungen an Konstruktion, Material und Oberflächenbeschaffenheit, um Stabilität und Fehlerfreiheit im Test zu gewährleisten. Sie schreibt außerdem vor, dass die Prüfmassen, die zur Erzeugung einer bekannten Unwucht verwendet werden, kalibriert und auf ein nationales Normal rückführbar sein müssen. Durch die Standardisierung der Prüfgeräte stellt die Norm sicher, dass die Leistungstests an verschiedenen Maschinen und Standorten wiederholbar und vergleichbar sind.

3. 3. Leistungstests:

   Dieses Kapitel bildet den praktischen Kern der Norm und bietet eine detaillierte, schrittweise Methodik für eine Reihe obligatorischer Tests, mit denen die Leistung der Auswuchtmaschine objektiv quantifiziert wird. Die beiden wichtigsten Tests sind:

   • Minimal erreichbare Restunwucht (MARU): Dies ist der ultimative Test für die Empfindlichkeit und Präzision der Maschine. Mit einem bereits gut ausbalancierten Prüfrotor misst der Test die kleinste Menge an Restunwucht den die Maschine wiederholt und zuverlässig anzeigen kann. Dieser Wert stellt das elektronische und mechanische Grundrauschen der Maschine dar und definiert die absolute Grenze ihrer Messfähigkeit.
   • Unwucht-Reduktionsverhältnis-Test (URR): Dieser Test misst direkt die Genauigkeit und Effizienz der Maschine. Zunächst wird dem Prüfrotor eine bekannte Unwucht zugeführt. Die Maschine misst diese Unwucht und berechnet die erforderliche Korrektur. Nach dieser einmaligen Korrektur wird die Restunwucht erneut gemessen. Der URR gibt den Prozentsatz an, um den die Unwucht reduziert wurde. Ein URR von 95% bedeutet beispielsweise, dass die Maschine 95% der ursprünglichen Unwucht in einem einzigen Schritt erfolgreich beseitigt hat. Dies weist auf eine hochpräzise und effiziente Maschine hin.

   Die Norm legt außerdem weitere wichtige Tests fest, beispielsweise für die Fähigkeit zur Ebenentrennung (um sicherzustellen, dass eine Maschine mit zwei Ebenen korrekt zwischen statischer und Paarunwucht unterscheiden kann) und für eine gleichbleibende Leistung über den gesamten Betriebsgeschwindigkeitsbereich der Maschine.

4. 4. Abnahmekriterien und Dokumentation:

   Dieses letzte Kapitel enthält die endgültigen Kriterien für das Bestehen/Nichtbestehen der Leistungstests. Beispielsweise wird ein Mindestprozentsatz für den URR-Test (häufig 95% oder höher) festgelegt, den die Maschine erreichen muss, um als konform zu gelten. Der MARU-Wert einer Maschine ist kein Kriterium für das Bestehen/Nichtbestehen, sondern ein deklarierter Wert, der die Empfindlichkeit der Maschine quantifiziert. Schließlich schreibt die Norm die Erstellung eines umfassenden Testberichts vor, der die Bedingungen und Ergebnisse jedes Tests dokumentiert. Dieser Bericht dient als offizielles Leistungszertifikat und garantiert dem Endbenutzer, dass die Leistungsfähigkeit der Maschine nach einem strengen, international anerkannten Verfahren überprüft wurde.

Schlüsselkonzepte

• Maschinen mit harten Lagern vs. Maschinen mit weichen Lagern: Die Norm gilt für beide Typen. Maschinen mit festem Lager sind deutlich häufiger anzutreffen; sie messen die Zentrifugalkräfte und sind dauerhaft kalibriert. Maschinen mit weichem Lager messen den Hubraum und müssen für jeden spezifischen Rotortyp kalibriert werden.
• MARU (Minimum Achievable Residual Unbalance): Dies ist die wichtigste Leistungskennzahl für eine Auswuchtmaschine. Sie stellt das Grundrauschen der Maschine dar – die kleinste Unwucht, die sie zuverlässig erkennen kann.
• URR (Unwuchtreduzierungsverhältnis): Dieser Wert belegt die Genauigkeit der Unwuchtberechnung der Maschine. Ein hoher URR bedeutet, dass die „Erstkorrektur“ der Maschine sehr effektiv ist und zu einem effizienten Auswuchtprozess führt.
• Tests prüfen: Die Norm basiert auf einer Reihe praktischer, wiederholbarer Tests mit einem standardisierten Testrotor. Dies bietet eine objektive und vergleichbare Methode zur Bewertung jeder Auswuchtmaschine, unabhängig vom Hersteller.

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