Statisches Auswuchten verstehen (Ein-Ebenen-Auswuchten)
Statisches Auswuchten ist die einfachste Form eines Rotors Bilanzierung. It corrects statische Unwucht — ein Zustand, bei dem ein RotorDer Schwerpunkt des Rotors ist gegenüber seiner Drehachse versetzt, wodurch eine einzige „Schwerstelle" entsteht. Da sich diese Schwerstelle allein durch die Schwerkraft bemerkbar macht, kann die Korrektur grundsätzlich bei stillstehendem Rotor vorgenommen werden: Man stelle einen Rotor mit rein statischer Unwucht auf einer reibungsfreien Oberfläche wie beispielsweise einer Messerschneide, und es rollt so lange, bis sich der Schwerpunkt unten einpendelt. Die Behebung erfolgt in einer Einzelebene — ein Korrekturgewicht, das 180° gegenüber dem Schwerpunkt platziert wird, um den Massenschwerpunkt wieder auf die Drehachse zu bringen. Diese Einfachheit auf einer einzigen Ebene ist die große Stärke der Methode und, wie wir sehen werden, zugleich ihre entscheidende Einschränkung.
1. Statische Unwucht vs. dynamische Unwucht
Statische Unwucht wird auch als „Kraftunwucht“ bezeichnet, da sie eine Zentrifugalkraft die radial vom Drehpunkt nach außen wirkt. Entscheidend ist, dass dabei kein “Kräftepaar” oder keine Taumelbewegung entsteht. Das unterscheidet sie von dynamischen Unwucht, das Kraft und Momentenunwucht und erfordert Korrekturen in mindestens zwei Ebenen, um vollständig behoben zu werden. Ein Rotor kann statisch perfekt ausgewuchtet sein und dennoch eine erhebliche Paarunwucht aufweisen, die zu starken Schwingungen führt, sobald er sich dreht – weshalb das statische Auswuchten allein nur für eine bestimmte Klasse von Rotoren geeignet ist.
2. Wann reicht ein statisches Auswuchten aus?
Das statische Auswuchten eignet sich nur für eine bestimmte Klasse von Rotoren. Es wird in der Regel für Bauteile verwendet, die sehr schmal oder scheibenförmig sind und bei denen die axiale Länge im Vergleich zum Durchmesser gering ist. Bei solchen Rotoren ist es ohnehin unwahrscheinlich, dass eine nennenswerte Paarunwucht vorliegt, sodass eine Korrektur in einer einzigen Ebene das Problem tatsächlich löst.
Zu den gängigen Beispielen, bei denen eine Einebenen-Auswuchtung oft ausreicht, gehören:
- Schleifscheiben
- Autoreifen und -felgen
- Einzelne, schmale Lüfter- bzw. Gebläseräder
- Schwungräder
- Riemenscheiben und Seilscheiben
Bei jedem Rotor von beträchtlicher Länge – sei es ein Motoranker, eine mehrstufige Pumpe oder eine lange Welle – reicht das statische Auswuchten allein nicht aus und dynamisches Auswuchten In zwei Flugzeuge ist erforderlich. Der Ein-Ebenen-Ansatz selbst wird näher beschrieben unter Ein-Ebenen-Auswuchten.
3. Verfahren zum statischen Auswuchten
1. Auswuchten auf Schneiden
Dies ist die klassische, nicht rotierende Methode. Der Rotor wird auf ein Paar paralleler, ebener und reibungsarmer Messerkanten gelegt. Er rollt, bis sich sein schwerster Punkt unten befindet; anschließend wird oben (um 180° gegenüberliegend) ein provisorisches Gewicht angebracht, bis der Rotor in jeder beliebigen Position liegen bleibt, ohne weiterzurollen. Dieses Gewicht wird dann dauerhaft angebracht. Es benötigt weder Strom noch Elektronik – nur Geduld und ein echtes, waagerechtes Kantenpaar – und es bleibt eine absolut gültige Feldprüfung für eine schmale Scheibe.
2. Vertikale Auswuchtmaschine
Das moderne statische Auswuchten erfolgt häufig an einer vertikalen Auswuchtmaschine. Der Rotor – beispielsweise ein Schwungrad oder ein Reifen – sitzt auf einer horizontalen Platte, die von Kraftsensoren gestützt wird. Die Maschine dreht ihn mit niedriger Geschwindigkeit, und die Sensoren messen die Stärke und Richtung der Unwuchtkraft und zeigen die erforderliche Korrektur auf einem Bildschirm an. Speziell für Räder und Reifen gilt, dass ein Rechner für Auswuchtgewichte wandelt diesen Messwert in Gewichtsgrößen für Aufsteck- oder Klebewichte um.
3. Auswuchten in einer Ebene vor Ort (Balanset-1A)
Das statische (Ein-Ebenen-)Auswuchten kann auch an einer vollständig montierten Maschine mithilfe eines tragbaren Auswuchtsystems durchgeführt werden – das ist der Kern von Feldauswuchten. With the Balanset-1AIm Modus “Auswuchten in einer Ebene (‘statisch’)” werden die Rotordrehzahl (U/min) und der Vektor der 1× vibration — its Effektivwert value and Phase. Aus den Messwerten von „Durchlauf Nr. 0“ und „Durchlauf Nr. 1“ berechnet die Software automatisch den Masse und Einbauwinkel des Ausgleichsgewichts, das erforderlich ist, um die Unwucht des Rotors zu verringern, unter Verwendung des Einflusskoeffizient method.
Die Auswuchtergebnisse werden in einem Archiv gespeichert, und nach Abschluss wird ein Auswuchtbericht können im 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. Bringen Sie den Schwingungssensor an der ausgewählten Messstelle an und schließen Sie ihn an das Gerät an. Bringen Sie den Phasensensor an (Drehzahlmesser), apply reflektierendes Band am Rotor anbringen und das Gerät an einen Windows-Laptop anschließen.
- Starten Sie den Modus "Single-Plane Balancing". Wählen Sie im Hauptfenster den Modus „Ein-Ebenen-Auswuchten“ aus und starten Sie den Auswuchtvorgang. Das Programm öffnet das Archivfenster für das Ein-Ebenen-Auswuchten.
- Erstellen Sie einen Archivsatz. Geben Sie den Rotornamen, den Aufstellungsort, die Toleranzen (Schwingungen und Restunwucht) sowie das Datum ein. Die Software erstellt einen Archivordner, in dem Diagramme und Berichtsdateien gespeichert werden.
- Stellen Sie die Auswuchtparameter unter „Auswuchteinstellungen“ ein.
- Einflusskoeffizient: Wählen Sie „Neuer Rotor“ (zwei Durchläufe zur Kalibrierung) oder „Gespeicherte Koeffizienten“ (ein Durchlauf, für denselben Maschinentyp mit gespeicherten Einflusskoeffizienten).
- Masse des Probegewichts: Wählen Sie „Gramm“ oder „Prozent“. Wenn Sie später den Modus „Gespeicherte Koeffizienten“ verwenden möchten, geben Sie den Probegewicht Masse in Gramm (auf der Waage abwiegen).
- Methode der Gewichtsbefestigung: Wählen Sie „Umlaufend“ (beliebiger Winkel am Umfang) oder „Feste Position“ (feste Löcher/Schaufeln/Positionen; geben Sie die Anzahl der Positionen ein).
- Radius der Massenbefestigung: geben Sie den Radius ein, der für die Anbringung der Probe- und Korrekturgewichte verwendet wird.
- Probegewicht in Ebene 1 belassen: Aktivieren Sie diese Option nur, wenn Sie das Probegewicht während des Prozesses nicht entfernen können.
- Lauf #0 (Erstlauf, ohne Probegewicht). Bringen Sie die Maschine auf eine konstante Drehzahl und starten Sie „Run #0“, um die anfänglichen Schwingungen zu messen. Die Software zeichnet die Drehzahl, den Effektivwert und die Phase der 1×-Schwingungskomponente auf. Auf der Registerkarte „Diagramme“ werden die Wellenform und das Spektrum angezeigt.
- Bringen Sie das Probegewicht an. Stellen Sie die Maschine ab und bringen Sie das Probegewicht in einem bekannten Radius an. Das Probegewicht muss die Schwingungsamplitude oder -phase deutlich verändern. Ein gängiges Kriterium ist die „30/30-Regel“: Das Probegewicht sollte die Amplitude um etwa 30 % (nach unten oder oben) oder die Phase um etwa 30° oder mehr verändern. Wenn Sie später den Modus „Gespeicherte Koeffizienten“ verwenden möchten, bringen Sie das Probegewicht im gleichen Winkel wie die Reflexmarkierung an.
- Messung #1 (Prüfgewicht installiert). Starten Sie die Maschine neu, warten Sie, bis eine konstante Drehzahl erreicht ist, und führen Sie „Lauf Nr. 1“ durch. Die Software berechnet die Korrekturparameter für das Gewicht.
- Bringen Sie das Korrekturgewicht an. Stellen Sie die Maschine ab, entfernen Sie das Probegewicht und montieren Sie das Korrekturgewicht. Der Einbauwinkel wird von der Position des Testgewichts in Richtung der Rotordrehung gemessen. Bringen Sie das Korrekturgewicht auf demselben Radius wie das Testgewicht an.
- RunTrim (Überprüfung der Auswuchtqualität). Führen Sie „RunTrim“ aus, um das Ergebnis zu überprüfen. Wenn die Restschwingung und/oder Restunwucht Wird die Toleranz eingehalten, ist das Auswuchten abgeschlossen. Ist dies nicht der Fall, berechnet die Software ein zusätzliches Ausgleichsgewicht, und das Auswuchten wird durch sukzessive Annäherungen fortgesetzt.
Darstellung der Ergebnisse: Polardiagramm und feste Positionen
Balanset-1A kann die Masse und den Winkel des Korrekturgewichts in einer Polarkoordinaten-Ansicht. Wenn „Feste Position“ ausgewählt ist, kann das Programm das Ausgleichsgewicht automatisch in zwei Teile aufteilen und die Positionsnummern anzeigen, an denen die einzelnen Teile angebracht werden müssen – eine Annehmlichkeit, die sich auch in der Rechner zur Blattkorrektur für Ventilatoren und Laufräder mit festen Befestigungspunkten.
4. Überprüfung des Ergebnisses anhand der Toleranz
Eine statische Auswuchtung gilt erst dann als „abgeschlossen“, wenn die Restschwingungen und die Restunwucht innerhalb einer vereinbarten Toleranz liegen – und genau hier spielt der RunTrim-Schritt seine entscheidende Rolle. Die zulässige Restunwucht wird in der Regel aus einem Auswuchtgütegrad abgeleitet G-Klasse im Rahmen der modernen ISO 21940-11 Norm (die die ältere ISO 1940-1 abgelöst hat). Die Umrechnung eines G-Gütegrad-Werts und einer Betriebsgeschwindigkeit in einen zulässigen Gramm-Millimeter-Wert – sowie die Wahl eines sinnvollen ersten Prüfgewichts – ist mit einem Rechner für Restunwucht (ISO 21940-11) und ein Rechner für das Probegewicht. Die Erfassung sowohl der anfänglichen als auch der endgültigen Restunwucht liefert ein aussagekräftiges Maß für die Wirksamkeit der Arbeiten und bildet den Kern des Auswuchtberichts.
5. Beschränkungen
Die größte Einschränkung des statischen Auswuchtens besteht darin, dass es Momentenunwuchten weder erkennen noch korrigieren kann. Das statische Auswuchten eines Rotors, der tatsächlich eine dynamische Unwucht aufweist, kann die Situation manchmal verschlimmern – da die Kraftkomponente korrigiert wird, während die Momentenkomponente ignoriert oder sogar verstärkt wird. Aus diesem Grund ist bei den meisten Industriemaschinen das Zweiebenen-Auswuchten der Standard und die vorgeschriebene Vorgehensweise, und das statische Auswuchten sollte am besten für schmale, scheibenförmige Rotoren reserviert bleiben, bei denen die Einebenen-Annahme tatsächlich zutrifft.
