Gratis technisch hulpmiddel
Compensatie voor thermische uitzetting bij asuitlijning
Bereken de verticale hartlijngroei als gevolg van thermische uitzetting voor de aandrijf- en aangedreven machines. Bepaal de streefwaarde voor de koude uitlijning vóór de afwijking om de uitlijning bij bedrijfstemperatuur te bereiken.
Resultaten
Formule voor thermische uitzetting
Wanneer een machine opwarmt, zet het frame verticaal uit, waardoor de hartlijn van de as omhoog komt:
- H — hoogte van voet tot middenlijn (mm)
- α — coëfficiënt van thermische uitzetting (×10⁻⁶ /°C)
- Top — bedrijfstemperatuur (°C)
- Tamb — omgevingstemperatuur (°C)
Materiaal CTE-waarden
| Materiaal | α (×10⁻⁶ /°C) |
|---|---|
| Koolstofstaal | 12.0 |
| Gietijzer | 10.5 |
| Roestvrij staal (304/316) | 16.0 |
| Aluminium | 23.0 |
Typische bedrijfstemperaturen
| Machinetype | Typische temperatuur van de behuizing (°C) |
|---|---|
| Elektromotor | 60 – 90 |
| Centrifugaalpomp (koud water) | 40 – 70 |
| Stoomturbine | 80 – 200 |
| Versnellingsbak | 50 – 80 |
| Compressor | 60 – 120 |
Praktisch voorbeeld
Gegeven: Omgevingstemperatuur = 20°C
Motor: H = 200 mm, Staal (α = 12×10⁻⁶), Top = 80 °C
Pomp: H = 250 mm, Staal (α = 12×10⁻⁶), Top = 60 °C
ΔHmotor = 200 × 12 × 10⁻⁶ × (80 − 20) = 0,144 mm
ΔHpomp = 250 × 12 × 10⁻⁶ × (60 − 20) = 0,120 mm
Verschil = 0,144 − 0,120 = 0,024 mm
De motor zet meer uit → stel de motor in 0,024 mm LAAG tijdens koude uitlijning.
Tip: De machine die het meest groeit, moet bij koude uitlijning op LAAG worden ingesteld. Wanneer beide machines opwarmen, zorgt het verschil in groei ervoor dat ze op één lijn komen.
⚠️ Let op: Deze berekening gaat uit van een uniforme thermische uitzetting van het machineframe. In de praktijk kunnen temperatuurgradiënten, leidingspanning en funderingseffecten extra bewegingen veroorzaken. Verifieer dit altijd met een warme uitlijningscontrole wanneer mogelijk.
Thermische groei is de verticale uitzetting van de ashoogte (hartlijn) van een machine wanneer deze opwarmt van omgevingstemperatuur naar bedrijfstemperatuur. Alle materialen zetten uit bij verwarming, en voor roterende machines betekent dit dat de ashartlijn stijgt.
De thermische groei wordt berekend als: ΔH = H × α × (Top − Tamb), waarbij H de hoogte van machinevoet tot ashartlijn is, α de lineaire uitzettingscoëfficiënt en de temperaturen zijn uitgedrukt in °C.
Machines worden in koude toestand (stilstaand) uitgelijnd, maar draaien in warme toestand. Als de aandrijvende en de aangedreven machine verticaal in verschillende mate uitzetten, leidt een perfecte koude uitlijning tot een uitlijnfout op bedrijfstemperatuur.
Door bij de koude uitlijning bewust een voorcorrectie (pre-offset) toe te passen ter grootte van het verwachte groeiverschil, komen de machines op bedrijfstemperatuur precies in lijn te staan. De machine die het sterkst uitzet, wordt bij de koude uitlijning lager afgesteld.
Bedrijfstemperaturen kunnen aan draaiende machines worden gemeten met:
- Infraroodthermometer — snelle contactloze meting op de machinevoeten of lagerhuizen
- Contactthermokoppels — nauwkeurigere meting van de oppervlaktetemperatuur
- RTD's/thermokoppels — vast geïnstalleerde temperatuursensoren
Meet ter hoogte van de machinevoeten of het onderstel en niet boven op het huis, omdat dit de temperatuur die verantwoordelijk is voor de verticale groei het best benadert. Laat de machine eerst thermisch stabiel worden (doorgaans 2–4 uur).
Typische huis-/voettemperaturen voor veelvoorkomende machines:
- Elektromotoren: 60–90°C (afhankelijk van bouwgrootte en belasting)
- Centrifugaalpompen: 40–70°C (koud water), tot 200°C+ (hete procesmedia)
- Stoomturbines: 80–200°C
- Tandwielkasten: 50–80°C
- Compressoren: 60–120°C
Dit zijn richtwaarden. Meet waar mogelijk altijd aan de daadwerkelijke installatie.
Een warme uitlijncontrole (hot check) wordt uitgevoerd direct na het uitschakelen van een machine die op normale bedrijfstemperatuur heeft gedraaid. De uitlijning wordt gemeten voordat er noemenswaardige afkoeling optreedt (doorgaans binnen 15–30 minuten na stilstand).
Met deze controle wordt geverifieerd of:
- De berekende voorspellingen voor thermische groei juist waren
- De koude voorcorrectie (pre-offset) correct is gekozen
- Andere factoren (leidingspanningen, fundatievervorming) de uitlijning beïnvloeden
Een warme controle geldt als de gouden standaard voor het valideren van de asuitlijning en verdient waar praktisch haalbaar altijd aanbeveling, zeker bij kritische machines.
De procedures die op deze pagina worden beschreven, zijn ontwikkeld en in het veld getest door het Vibromera-team met behulp van de Balanset-1A, een draagbaar tweekanaals balanceerapparaat en trillingsanalysator voor het balanceren van rotoren ter plaatse.
Professionele laseruitlijnings- en trillingsanalyse-instrumenten. Bereik nauwkeurige uitlijning met compensatie van thermische uitzetting ter plaatse. Gebruikt in meer dan 50 landen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko is trillingsanalyse-ingenieur en oprichter en CEO van Vibromera. Al meer dan 15 jaar balanceert hij draaiende machines in het veld in plaats van op een proefbank: mulchmachines, industriële ventilatoren, brekers, centrifuges, assen en spindels. Uit dat werk zijn de Balanset-instrumenten voortgekomen — ze zijn ontworpen als gereedschap dat een specialist mee kan nemen naar de machine en ter plaatse alleen kan gebruiken, niet als laboratoriumapparatuur. Vibromera is opgericht in 2017 en is sinds 2023 gevestigd in Porto, Portugal. Ontwikkeling, assemblage en ondersteuning van de Balanset-lijn vinden hier plaats. Het vlaggenschip is de Balanset-1A, een draagbare analyser voor balanceren in één en twee vlakken en voor trillingsdiagnostiek. Nikolai is persoonlijk betrokken bij de klantenondersteuning, bij het oplossen van moeilijke balanceerklussen en bij de ontwikkeling van de software. Hij werkt met klanten wereldwijd, in elke taal.
