"Anstatt Feuerwehr und Großreparatur"
Bei Maschinengruppen, bei denen die treibende und die angetriebene Maschine über eine Wellenkupplung miteinander verbunden sind, ist die falsche Ausrichtung der Wellenachse nach dem Ungleichgewicht die häufigste Ursache für Vibrationen. Eine möglichst genaue Ausrichtung ist jedoch eine herausragende Aufgabe zur Reduzierung der Belastung der Lager und zur Verlängerung ihrer Lebensdauer.
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Die typischen Fehler der Wellenachse (bzw. der Einachsigkeit) sind Parallelitätsfehler und Winkelabweichungen sowie deren Kombination. Bei Parallelitätsfehlern sprechen wir von einer Situation, in der die Achsen der mit der Wellenkupplung verbundenen Maschinen parallel zueinander verschoben sind. Bei Vorliegen eines Winkelabweichungs sind die Achsen der mit der Wellenkupplung verbundenen Maschinen zueinander winklig. Bei kombiniertem Fehler können die Achsen sogar abweichen. In der Praxis treffen wir fast ausnahmslos auf die Kombination der beiden Grundfehler. Bei unseren Messungen ist es jedoch sinnvoll, die beiden Grundfälle des Fehlers getrennt voneinander zu behandeln. Die Grenzwerte für die "Qualität" der Ausrichtung werden auch separat in den Normen festgelegt. |
Traditionelle Messprinzipien
Wellenachsenausrichtung mit Richt- und Fühllehre Dieses bekannte "urzeitliche" Verfahren hat den herausragenden Vorteil, dass es nur moderaten Gerätebedarf hat. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass es stark von der Fertigungspräzision der Wellenkupplung, dem Zustand der verwendeten Geräte und der Qualifikation des Personals abhängt. Ein weiteres Problem ist, dass die Qualität der Ausrichtung schwer quantifizierbar ist. Bei wichtigeren Anlagen sollte auf jeden Fall auf eines der folgenden Verfahren umgestellt werden.
Mit mechanischen Messuhren kann eine angemessene Genauigkeit erreicht werden, und mit der Methode kann der Einfluss der Fertigungsungenauigkeit der Wellenkupplung auf die Messung beseitigt werden. Darüber hinaus können die gemessenen Werte gut quantifiziert werden, und somit kann die Qualität der Ausrichtung bewertet werden. Der Nachteil des Verfahrens liegt in der komplexen Installation der Geräte, möglichen mechanischen Verformungen, der äußerst aufmerksamen Ablesung und den manuell durchzuführenden Berechnungen. Für die Messung sind zwei Messuhren erforderlich, die radial und axial oder zweiseitig radial montiert werden können. Die Messung erfolgt durch gleichzeitiges Drehen der Wellenkupplungsseiten.
Messung mit radialen und axialen Messuhren Zwei Indikatoruhren, die an einer Halterung befestigt sind, messen die parallele Verschiebung der Kupplung (obere Uhr) und den Winkelfehler (seitliche Uhr). Die Ablesung der Messuhren erfolgt in Positionen entsprechend 6–12–9–3 Uhr.
Messung mit zweiseitigen radialen Messuhren An den Seiten der Kupplung an der Welle befestigte Indikatoruhren messen die Verschiebung der Achsen zueinander und den Winkelabweichung. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Halterungen kürzer sind, sodass deren Verformung das Messergebnis weniger beeinflusst. Der Nachteil ist jedoch, dass der Platzbedarf zunimmt. Die Ablesung der Messuhren erfolgt auch hier in Positionen entsprechend 6–12–9–3 Uhr. Eine der Messuhren zeigt die Verschiebung zwischen den Mittelpunkten an, und der Unterschied zwischen den Werten der beiden Messuhren zeigt den Winkelfehler an.
Bei der Aufzeichnung der Daten der Messuhren ist es ratsam, eine Glaubwürdigkeitsprüfung durchzuführen, da Ablesungsfehler (oder Interpretationsfehler) leicht auftreten können, was dazu führt, dass die Wellenausrichtung zum Scheitern verurteilt ist.
Vor dem Aufkommen von Lasersystemen waren Systeme mit Datenerfassungs- und Auswertungseinheiten in der Lage, die Daten elektromechanischer Indikatoruhren gemäß den oben genannten Prinzipien aufzuzeichnen. Nach der Überprüfung der Datenakzeptanz erfolgte sofort die Berechnung des Achsfehlers und der erforderlichen Korrekturbewegungen. Mit der Verwendung dieser Systeme wurden Abweichungen bei der Ablesung und manuellen Berechnung beseitigt. Nachteile waren jedoch weiterhin die umständliche mechanische Ausrüstung, der relativ große Platzbedarf, Messfehler aufgrund von mechanischem Spiel und die Unüberbrückbarkeit großer Entfernungen.
Laserachsausrichtung
Einachsig ausgerichtete Lasereinrichtungen basieren auf der beidseitigen radialen Methode. Anstelle von Indikatoruhren werden ein oder zwei kombinierte Laser-Sender-Empfänger-Einheiten an den Achsen des Achskopplers befestigt. Diese messen die Verschiebung zwischen den Drehachsen und den Achsfehler. Die Achsausrichtung mit solchen Systemen basiert auf dem trigonometrischen Berechnungsprinzip. Die Messwerte werden vom Auswertungsgerät erfasst und sofort wird der Achsfehler sowie die erforderlichen Korrekturen berechnet. In den letzten Jahren haben sich Lasersysteme rasant weiterentwickelt. Im Folgenden werden die Merkmale einer Gerätegeneration vorgestellt.
Einfache Achsausrichtung mit unsichtbarem Laser Im Vergleich zu Indikatoruhren sind diese Systeme einfach zu montieren, haben kein mechanisches Spiel und können größere Entfernungen überbrücken. Ungenauigkeiten aufgrund von mechanischem Spiel bei Messuhrmethoden sowie Abweichungen bei der Ablesung und manuellen Berechnungen treten bei dieser Methode nicht auf. In den meisten Fällen arbeiten diese Systeme mit einer kombinierten Laser-Sender-Empfänger-Einheit und einem Reflektor.
Achsausrichtung mit sichtbarem Laser – 1. Generation Geräte mit sichtbarem Laser sind im Vergleich zu Systemen mit unsichtbarem Laserstrahl leichter zu handhaben. Die größte Messdistanz kann bis zu 10 m betragen, und diese Systeme verwenden fast ausnahmslos zwei kombinierte Laser-Sender-Empfänger-Einheiten. Als neue Funktion wird die automatische Überprüfung der "weichen Füße" (oder Dreibeinigkeit) sowie die kontinuierliche Live-Anzeige während der Korrekturbewegungen eingeführt.
Achsausrichtung mit sichtbarem Laser – 2. Generation Die besten verfügbaren Werkzeuge gehören zu dieser Kategorie: Ihre Messköpfe enthalten Neigungssensoren, sind für kabelgebundene oder sogar drahtlose Kommunikation geeignet.
Die Systeme der 2. Generation erleichtern die Einstellarbeiten mit mehreren neuen Funktionen:
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Die wichtigsten Vorteile Bei einer Drehung von weniger als 180 Grad muss die praktische Bedeutung der Berechnung nicht erklärt werden: Jeder hat sich wahrscheinlich schon geärgert, dass die Einbauumstände herkömmliche Messungen (in den Positionen 9-12-3 Uhr) nicht zuließen. Mit den neuen Systemen gibt es in solchen Fällen keine Probleme: Selbst bei geringerer Drehung kann - von jeder Position aus - der Achsfehler sowie die erforderlichen Korrekturen bestimmt werden. Allerdings dürfen wir die Drehrichtung zwischen den drei Messungen nicht ändern. Durch das Rückwärtsdrehen messen wir nämlich das natürliche mechanische Spiel des Achskupplungs in die Daten ein, was zu fehlerhaften Berechnungen führen kann. Die kontinuierliche Messung leistet unglaubliche Hilfe, wenn die Achsausrichtung von schweren rotierenden Teilen (also schwer zu beschleunigenden und schwer zu bremsenden) erforderlich ist. Aus einer einzigen (mindestens 45 Grad langsamen) kontinuierlichen Drehung kann der Achsfehler und der Umfang der erforderlichen Korrekturen berechnet werden. Darüber hinaus ist diese Methode - basierend auf einer vollständigen Umdrehung - auch in der Lage, andere Maschinenfehler aufzudecken. Praktische Tipps zur Achsausrichtung: Die Anwendung moderner Instrumente allein ist keine Garantie dafür, dass die Einstellungen perfekt sind, da sie die Formfehler der Achskupplung (Neigung, Schlag), die Schläge der Achsstummel (Krümmung) und die Fehler des Maschinenbetts (Dreibeinigkeit) nicht beseitigen. Bevor mit der Achsausrichtung begonnen wird, ist es daher ratsam, Folgendes zu überprüfen: Schläge der Achskupplungsteile: Geometrische Fehler aufgrund von Herstellungs- oder Montagefehlern der Achskupplung verursachen auch nach präzisester Ausrichtung erhebliche Vibrationen. Ebenheit der Maschinenfüße und des Maschinenbetts: Wenn die Befestigungspunkte des Maschinenbetts und/oder die Maschinenfüße nicht in einer Ebene liegen, ist eine Korrektur erforderlich (Unterfütterung), damit es keine Überraschungen beim Anziehen der Schrauben gibt. Dieser Fehler kann mit einem Indikator oder dem "weichen Fuß" der Laser-Messsysteme ermittelt werden. Ein weiterer wichtiger Ratschlag: Selbst wenn wir die erforderlichen Korrekturen mit mikrometergenauer Genauigkeit mit modernen Instrumenten messen, nützt es nichts, wenn wir nicht über geeignete Unterlegscheiben für die Korrektur verfügen. Die Unterlegscheibe muss eine gleichmäßige Dicke haben, darf nicht rosten, nicht brechen und sich im Laufe der Zeit nicht verflachen. Es ist am besten, vorgefertigte hochwertige Edelstahl-Unterlegscheiben (z. B. EasyLaser-Unterlegscheiben) zu verwenden, da die Einstellung damit schnell und präzise erfolgen kann: Es muss nur die entsprechende Unterlegscheibe gemäß dem vom Instrument angezeigten Korrekturwert zusammengestellt und unter die beweglichen Maschinenfüße gelegt werden, und schon ist die richtige vertikale Ausrichtung erfolgt. Rahne Eric (PIM Kft.) pim-kft.hu, gepszakerto.huKontaktDie Inhalte des Artikels sind urheberrechtlich geschützt. Die (teilweise) Nutzung, elektronische oder gedruckte Weiterveröffentlichung ist nur mit Angabe der Quelle und des Autors sowie mit der vorherigen schriftlichen Genehmigung des Autors gestattet. Die Verletzung des Urheberrechts hat rechtliche Konsequenzen.
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