Statisches Auswuchten verstehen (Ein-Ebenen-Auswuchten)
Definition: Was ist statisches Auswuchten?
Statisches Auswuchten ist die einfachste Form des Rotorauswuchtens. Es ist ein Prozess, der korrigiert für statische Unwucht, ein Zustand, bei dem der Schwerpunkt eines Rotors von seiner Rotationsachse versetzt ist, wodurch ein einzelner „schwerer Punkt“ entsteht. Diese Art des Auswuchtens kann theoretisch bei ruhendem Rotor (statisch) durchgeführt werden. Würde man einen Rotor mit rein statischer Unwucht auf eine reibungslose Oberfläche (z. B. Messerschneiden) legen, würde er sich drehen, bis der schwere Punkt aufgrund der Schwerkraft am tiefsten Punkt ankommt.
Beim statischen Auswuchten wird eine Korrektur in einem Einzelebene um diesem schweren Punkt entgegenzuwirken. Die Korrektur besteht darin, ein einzelnes Gewicht 180° gegenüber dem schweren Punkt anzubringen, um den Schwerpunkt wieder in das Rotationszentrum zu bringen.
Statische Unwucht vs. dynamische Unwucht
Statische Unwucht wird auch als „Kraftunwucht“ bezeichnet, da sie eine Zentrifugalkraft erzeugt, die radial vom Rotationszentrum nach außen wirkt. Sie erzeugt jedoch keine „Kopplung“ oder Schaukelbewegung. Dies steht im Gegensatz zu dynamische Unwucht, eine Kombination aus Kraft- und Drehmomentunwucht, die Korrekturen in mindestens zwei Ebenen erfordert, um vollständig behoben zu werden. Ein Rotor kann statisch perfekt ausgewuchtet sein, aber dennoch eine erhebliche Drehmomentunwucht aufweisen, die bei der Drehung zu starken Vibrationen führt.
Wann ist statisches Auswuchten ausreichend?
Statisches Auswuchten ist nur für eine bestimmte Rotorklasse eine geeignete und ausreichende Methode. Es wird im Allgemeinen für sehr schmale oder scheibenförmige Komponenten verwendet, bei denen die axiale Länge im Vergleich zum Durchmesser sehr klein ist. Bei diesen Rotortypen ist es unwahrscheinlich, dass eine signifikante Unwucht des Rotorpaares vorliegt.
Gängige Beispiele für Rotoren, bei denen eine statische Auswuchtung in einer Ebene oft ausreichend ist, sind:
- Schleifscheiben
- Autoräder und Reifen
- Einzelne, schmale Lüfter- bzw. Gebläseräder
- Schwungräder
- Riemenscheiben und Seilscheiben
Für Rotoren mit einer beträchtlichen Länge (z. B. einen Motoranker, eine mehrstufige Pumpe oder eine lange Welle) ist das statische Auswuchten allein nicht ausreichend. dynamisches Auswuchten ist erforderlich.
Methoden des statischen Auswuchtens
1. Messerschneiden-Auswuchten
Dies ist die klassische, nicht rotierende Methode. Der Rotor wird auf ein Paar paralleler, ebener und reibungsarmer Messerkanten gelegt. Der Rotor rollt, bis sein schwerster Punkt unten ist. Anschließend wird oben (180° gegenüber) ein temporäres Gewicht angebracht, bis der Rotor in jeder Position bleibt, ohne zu rollen. Dieses Gewicht wird dann dauerhaft angebracht.
2. Vertikale Auswuchtmaschine
Modernes statisches Auswuchten wird häufig auf einer vertikalen Auswuchtmaschine durchgeführt. Der Rotor (ähnlich einem Schwungrad oder einem Reifen) wird auf einer horizontalen Platte platziert, die von Kraftsensoren gestützt wird. Die Maschine dreht den Rotor mit niedriger Geschwindigkeit, und die Sensoren messen Richtung und Stärke der Unwuchtkraft und zeigen die erforderliche Korrektur auf einem Bildschirm an.
3. Feldausgleich auf einer Ebene (Balanset-1A)
Statisches Auswuchten (in einer Ebene) kann auch an einer montierten Maschine mit einem tragbaren Auswuchtsystem durchgeführt werden. Mit Balanset-1A, Der Modus “Auswuchten in einer Ebene (“statisch”)” misst die Rotordrehzahl (RPM) und den Vektor der 1x Vibration (RMS-Wert und Phase). Auf der Grundlage der Messungen “Run #0” und “Run #1” berechnet die Software automatisch die Masse und Einbauwinkel des Ausgleichsgewichts, das erforderlich ist, um die Unwucht des Rotors zu verringern.
Die Auswuchtergebnisse werden in einem Archiv gespeichert, und nach der Fertigstellung kann ein Auswuchtbericht mit dem integrierten Berichtseditor erstellt, bearbeitet und gedruckt werden.
Wie das Auswuchten in einer Ebene im Programm Balanset-1A durchgeführt wird
- Installieren Sie die Sensoren und schließen Sie das System an. Installieren Sie den Schwingungssensor an der ausgewählten Messstelle und schließen Sie ihn an das Gerät an. Installieren Sie den Phasensensor (Tachometer), kleben Sie reflektierendes Klebeband auf den Rotor und verbinden Sie das Gerät mit einem Windows-Laptop.
- Starten Sie den Modus "Single-Plane Balancing". Wählen Sie im Hauptbedienungsfenster den Modus “Einzelebene” und starten Sie den Auswuchtmodus. Das Programm öffnet das Archivfenster für das Auswuchten in einer Ebene.
- Erstellen Sie einen Archivsatz. Geben Sie den Namen des Rotors, den Installationsort, die Toleranzen (Vibrationen und Restunwucht) und das Datum ein. Die Software erstellt einen Archivordner, in dem die Diagramme und Berichtsdateien gespeichert werden.
- Stellen Sie die Auswuchtparameter unter “Auswuchteinstellungen” ein.
- Einflusskoeffizient: Wählen Sie “Neuer Rotor” (zwei Durchläufe zum Kalibrieren) oder “Gespeicherte Koeff.” (ein Durchlauf, für denselben Maschinentyp mit gespeicherten Einflusskoeffizienten).
- Masse des Versuchsgewichts: wählen Sie “Gramm” oder “Prozent”. Wenn Sie später den Modus “Gespeicherter Koeffizient” verwenden möchten, geben Sie die Masse des Testgewichts in Gramm ein (wiegen Sie es auf der Waage).
- Gewicht Anbringungsmethode: Wählen Sie “Umfang” (beliebiger Winkel am Umfang) oder “Feste Position” (feste Löcher/Lamellen/Positionen; geben Sie die Anzahl der Positionen ein).
- Radius der Massenbefestigung: geben Sie den Radius ein, der für die Montage der Prüf- und Korrekturgewichte verwendet wird.
- Belassen Sie das Versuchsgewicht in Ebene1: Aktivieren Sie diese Option nur, wenn Sie das Testgewicht während des Prozesses nicht entfernen können.
- Lauf #0 (Erstlauf, kein Testgewicht). Bringen Sie die Maschine auf eine stabile Drehzahl und starten Sie “Run #0”, um die Anfangsvibration zu messen. Die Software zeichnet Drehzahl, Effektivwert und Phase der ersten Schwingungskomponente auf. Die Registerkarte “Diagramme” zeigt die Wellenform und das Spektrum an.
- Bringen Sie das Prüfgewicht an. Halten Sie die Maschine an und bringen Sie das Prüfgewicht in einem bekannten Radius an. Das Prüfgewicht muss die Schwingungsamplitude oder -phase deutlich verändern. Ein gängiges Kriterium ist die “30/30-Regel”: Das Prüfgewicht sollte die Amplitude um etwa 30% (niedriger oder höher) oder die Phase um etwa 30° oder mehr ändern. Wenn Sie später den Modus “Gespeicherter Koeffizient” verwenden möchten, bringen Sie das Prüfgewicht im gleichen Winkel wie die Reflexionsmarke an.
- Führen Sie #1 aus (Testgewicht installiert). Starten Sie die Maschine neu, warten Sie, bis die Geschwindigkeit stabil ist, und führen Sie “Run #1” aus. Die Software berechnet die Parameter für die Gewichtskorrektur.
- Bringen Sie das Korrekturgewicht an. Halten Sie die Maschine an, entfernen Sie das Prüfgewicht und installieren Sie das Korrekturgewicht. Der Einbauwinkel wird von der Position des Prüfgewichts aus in Richtung der Rotordrehung gezählt. Montieren Sie das Ausgleichsgewicht auf dem gleichen Radius wie das Prüfgewicht.
- RunTrim (Überprüfung der Auswuchtqualität). Führen Sie “RunTrim” durch, um das Auswuchtergebnis zu überprüfen. Wenn die Restschwingungen und/oder die Restunwucht der Toleranz entsprechen, kann das Auswuchten abgeschlossen werden. Ist dies nicht der Fall, berechnet die Software ein zusätzliches Ausgleichsgewicht und das Auswuchten kann durch aufeinanderfolgende Annäherungen fortgesetzt werden.
Ergebnisvisualisierung: Polardiagramm und feste Positionen
Balanset-1A kann die Masse und den Winkel des Ausgleichsgewichts in einer Polarkoordinatenansicht anzeigen. Wenn “Feste Position” ausgewählt ist, kann das Programm das Ausgleichsgewicht automatisch in zwei Teile aufteilen und die Positionsnummern anzeigen, an denen jedes Teil installiert werden muss.
Einschränkungen
Die Hauptbeschränkung des statischen Auswuchtens liegt darin, dass es keine Unwucht des Drehmoments erkennt oder korrigiert. Das statische Auswuchten eines Rotors mit tatsächlich dynamischer Unwucht kann die Vibrationen manchmal verstärken, da die Kraftkomponente korrigiert, die Drehmomentkomponente jedoch ignoriert oder verstärkt wird. Aus diesem Grund ist das dynamische Auswuchten in zwei Ebenen für die meisten Industriemaschinen Standard und vorgeschrieben.
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