Grundlegendes zur Laserwellenausrichtung

1. Definition: Was ist Laser-Wellenausrichtung?

Laser-Wellenausrichtung ist ein hochpräzises Messverfahren zur Ausrichtung der Rotationsmittellinien zweier oder mehrerer gekoppelter Maschinen, z. B. eines Motors und einer Pumpe. Ziel ist es, sicherzustellen, dass die Wellen kollinear sind, wenn die Maschinen bei normaler Betriebstemperatur und unter normalen Betriebsbedingungen laufen.

Die korrekte Ausrichtung ist einer der wichtigsten Faktoren für die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit rotierender Maschinen. Laser-Ausrichtungssysteme haben ältere, weniger genaue Methoden wie Richtscheite und Messuhren als Industriestandard für diese kritische Wartungsaufgabe weitgehend ersetzt. Sie sind ein Eckpfeiler jedes proaktiven Wartungsprogramms.

2. Warum ist die Ausrichtung so wichtig?

Wenn zwei Wellen falsch ausgerichtet sind, muss sich die flexible Kupplung zwischen ihnen während der Rotation ständig biegen und verformen. Diese zyklische Belastung erzeugt enorme Kräfte, die direkt auf die Lager, Dichtungen und Wellen der Maschine übertragen werden.

Fehlausrichtung ist eine Grundursache für einen großen Prozentsatz der Maschinenausfälle und führt zu:

• Vorzeitiger Lager- und Dichtungsausfall.
• Kupplungsschäden und -ausfälle.
• Hohe Konzentrationen von Vibration (typischerweise bei 1X und insbesondere 2X der Laufgeschwindigkeit).
• Erhöhter Energieverbrauch durch Reibungsverluste.
• Wellenermüdung und möglicher Bruch.

Durch eine präzise Laserausrichtung werden diese zerstörerischen Kräfte minimiert, was zu einer deutlich höheren Zuverlässigkeit führt.

3. Funktionsweise von Laserausrichtungssystemen

Ein typisches Laser-Wellenausrichtungssystem besteht aus zwei Hauptkomponenten:

1. A Laser-Emitter/Detektor-Einheit, die auf einer Maschinenwelle montiert ist.
2. A Reflektor-/Detektoreinheit, die auf der anderen Maschinenwelle montiert ist.

Der Ablauf ist wie folgt:

1. Die Einheiten werden typischerweise mit Kettenhalterungen auf den Wellen montiert.
2. Der Laserstrahl des Emitters wird auf den Detektor der anderen Einheit gerichtet.
3. Die Wellen werden gemeinsam rotiert und die Laserdetektoren verfolgen die präzise Relativbewegung des Laserstrahls während der gesamten Rotation. Messungen werden typischerweise an drei Positionen durchgeführt (z. B. 9, 12 und 3 Uhr).
4. Eine tragbare Computereinheit empfängt die Daten von den Detektoren und berechnet mithilfe der Trigonometrie die genauen Ausrichtungsbedingungen in der vertikalen und horizontalen Ebene.
5. Der Computer stellt die Ergebnisse grafisch dar und zeigt die Fehlausrichtung in Bezug auf Versatz (der Abstand zwischen den Wellenmittellinien) und Winkligkeit (der Winkel zwischen den Wellenmittellinien).
6. Entscheidend ist, dass der Computer dann die präzisen Unterlegscheibeneinstellungen berechnet, die für die Maschinenfüße erforderlich sind, um die vertikale Fehlausrichtung zu korrigieren, sowie die horizontalen Bewegungen, die zur Korrektur der horizontalen Fehlausrichtung erforderlich sind. Diese „Live-Bewegungsfunktion“ ermöglicht es dem Benutzer, die Anpassung der Ausrichtung in Echtzeit zu beobachten, während er Anpassungen vornimmt.

4. Wichtige Überlegungen zur Präzisionsausrichtung

Um eine wirklich präzise Ausrichtung zu erreichen, ist mehr als nur das Lasersystem erforderlich. Ein geschulter Techniker muss auch mehrere andere kritische Faktoren berücksichtigen:

• Weicher Fuß: Hierbei handelt es sich um einen Zustand, bei dem der Maschinenfuß nicht flach auf der Grundplatte sitzt, wodurch der Rahmen beim Festschrauben verformt wird. Ein weicher Fuß muss identifiziert und korrigiert werden, *bevor* die Ausrichtung durchgeführt wird.
• Thermisches Wachstum: Maschinen verändern ihren Ausrichtungszustand, wenn sie sich vom kalten (angehaltenen) in den heißen (laufenden) Zustand erwärmen. Das Lasersystem kann mit „thermischen Offset“-Werten programmiert werden, um die Maschinen im kalten Zustand gezielt falsch auszurichten, sodass sie bei Betriebstemperatur eine perfekte Ausrichtung erreichen.
• Rohrbelastung: Durch die Belastung nicht richtig befestigter Rohrleitungen kann es zu einer Dejustierung der Maschine kommen. Dies muss korrigiert werden.
• Toleranzen: Die Ausrichtung erfolgt nach spezifischen, branchenüblichen Toleranzen, die auf der Laufgeschwindigkeit der Maschine basieren. Für Maschinen mit höherer Geschwindigkeit sind engere Toleranzen erforderlich.

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