Betriebswuchten – Auswuchten vor Ort

Beim Betriebswuchten wird ein Rotor im eingebauten Zustand ausgewuchtet. Die Maschine bleibt dabei in ihrer betrieblichen Lagerung und wird für die Messung unter definierten Betriebsbedingungen gefahren.

Erfasst werden unter anderem Schwingungsamplitude, Drehzahl und Phasenlage. Aus den Messwerten lässt sich bestimmen, an welcher Position und in welcher Größenordnung eine Massenkorrektur erforderlich ist.

Der wesentliche Unterschied zum stationären Auswuchten besteht darin, dass der Rotor nicht ausgebaut und auf einer separaten Wuchtmaschine geprüft wird. Dadurch können die tatsächliche Lagerung, Einbausituation und Maschinenstruktur in die Bewertung einbezogen werden.

Betriebswuchten ist vor allem dann sinnvoll, wenn ein Rotor nur mit hohem Aufwand ausgebaut werden kann oder eine Demontage lange Stillstandszeiten verursachen würde.

Typische Einsatzfälle sind Maschinen, bei denen der Rotor im eingebauten Zustand ausreichend zugänglich ist und mehrere kontrollierte Messläufe möglich sind.

Für den Betreiber kann dadurch der Aufwand für Demontage, Transport, stationäres Auswuchten und Wiedermontage reduziert werden. Ob dieser Weg technisch geeignet ist, muss vor dem Einsatz anhand der Maschine geprüft werden.

Der wesentliche Vorteil des Betriebsauswuchten liegt darin, dass der Rotor in der Maschine verbleiben kann.

Je nach Anlage lassen sich dadurch:

• Demontage- und Montagearbeiten vermeiden,
• Transportaufwand reduzieren,
• Stillstandszeiten verkürzen,
• die tatsächliche Einbausituation berücksichtigen,
• Schwingungen unter realen Betriebsbedingungen bewerten,
• Korrekturen unmittelbar durch eine Kontrollmessung überprüfen.

Betriebswuchten ist jedoch nicht automatisch für jede Maschine die wirtschaftlichere oder technisch bessere Lösung.

Entscheidend ist weniger die Bezeichnung der Maschine als deren konstruktive und betriebliche Situation.

Voraussetzungen sind insbesondere:

• geeigneter Zugang zu Messstellen,
• sichere Erfassung der Drehzahl,
• ausreichend reproduzierbare Betriebsbedingungen,
• zugängliche Korrekturebenen am Rotor,
• Möglichkeit zum Anbringen oder Entfernen definierter Massen,
• sichere Durchführung mehrerer Messläufe.

Ob eine konkrete Maschine geeignet ist, lässt sich häufig bereits anhand von Fotos, Zeichnungen, Drehzahldaten und einer Beschreibung der Einbausituation vorab beurteilen.

Zu Beginn des Auswuchtens im Betrieb wird der vorhandene Schwingungszustand der Maschine gemessen. Neben der Schwingungsamplitude werden insbesondere Drehzahl und Phasenlage betrachtet. Anschließend wird eine definierte Probemasse an einer geeigneten Korrekturebene angebracht . Aus der Veränderung des Schwingungsverhaltens lässt sich der Einfluss der Probemasse bestimmen.

Auf dieser Grundlage werden Größe und Position der erforderlichen Korrekturmasse berechnet. Nach der Korrektur erfolgt ein erneuter Messlauf. Je nach Ausgangszustand / Unwucht und Maschine können mehrere Wuchtdurchgänge erforderlich sein.

In der Regel ja.

Für die Ausgangsmessung, einen Lauf mit definierter Probemasse sowie die anschließende Kontrollmessung sind mehrere reproduzierbare Betriebszustände erforderlich. Für die Einsatzplanung ist deshalb wichtig, dass die Maschine kontrolliert gestartet und gestoppt werden kann und die für die Messung notwendige Betriebsdrehzahl erreicht.

Für den Betreiber bedeutet das: Je besser die Auswuchtläufe organisatorisch vorbereitet sind, desto geringer ist die benötigte Stillstands- und Einsatzzeit.

Leider Nein!

Unwucht ist nur eine mögliche Ursache erhöhter Maschinenschwingungen. Weitere Ursachen können beispielsweise sein:

• Ausrichtfehler,
• Lager- oder Lagersitzschäden,
• mechanisches Spiel,
• lose Verbindungen,
• Resonanzen,
• Kupplungsfehler,
• Verformungen,
• Fundamentprobleme,
• beschädigte Rotorkomponenten,
• prozessbedingte Kräfte.

Wenn nach mehreren Wuchtdurchläufen immer noch oder immer wieder „neue“ Schwingungen auftreten, liegt die Ursache der Maschinenschwingung mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht an einer Unwucht.

Eine Rotorunwucht kann sich durch ein drehzahlsynchrones Schwingungsverhalten bemerkbar machen. Mögliche Hinweise sind:

• erhöhte Schwingungen bei Betriebsdrehzahl,
• zunehmende Vibrationen mit steigender Drehzahl,
• unruhiger Lauf,
• erhöhte Lagerbelastungen,
• auffällige Schwingungen nach Reparaturen oder Umbauten,
• verändertes Laufverhalten nach Materialverlust oder Anhaftungen am Rotor.

Diese Merkmale allein reichen jedoch nicht für eine eindeutige Diagnose aus. Erst die Messung und Bewertung des Schwingungssignals erlaubt eine belastbare Aussage.

Für eine erste technische Bewertung sind folgende Informationen hilfreich:

• Maschinenart und Hersteller,
• Maschinen- oder Typenbezeichnung,
• Art des Rotors,
• Betriebsdrehzahl,
• ungefähre Rotordaten,
• Fotos der Maschine,
• Fotos der zugänglichen Rotorbereiche,
• vorhandene Schwingungsmessungen,
• Beschreibung des Problems,
• Zeitpunkt beziehungsweise Betriebszustand, bei dem die Schwingungen auftreten,
• mögliche Korrekturebenen,
• Standort der Maschine.

Je vollständiger diese Informationen vorliegen, desto besser lässt sich vorab beurteilen, ob Betriebswuchten technisch möglich ist und welche Arbeiten vom Kunden vorbereitet werden sollten.

Für eine Wuchtkorrektur muss am Rotor eine technisch geeignete Möglichkeit bestehen, Masse hinzuzufügen oder zu entfernen. Je nach Konstruktion kann dies beispielsweise durch:

• definierte Ausgleichsgewichte,
• vorhandene Wuchtbohrungen,
• Schraubverbindungen,
• vorgesehene Korrekturflächen,
• zulässigen Materialabtrag

erfolgen.

Die Art der Korrektur muss zur Konstruktion und zum Betriebszustand des Rotors passen. Unzulässige Eingriffe in tragende oder hoch beanspruchte Bauteilbereiche müssen vermieden werden.

Beim stationären Auswuchten wird der Rotor ausgebaut und auf einer Wuchtmaschine aufgenommen. Das ermöglicht eine definierte Lagerung und gezielte Bearbeitung des Einzelbauteils.

Beim Betriebswuchten bleibt der Rotor dagegen in seiner Maschine. Die Messung berücksichtigt dadurch die reale Lagerung und Einbausituation. Stationäres Auswuchten eignet sich insbesondere für:

• ausgebaute Rotoren,
• Wellen,
• Walzen,
• Trommeln,
• Lüfterräder,
• Reparaturbauteile,
• Neuteile und Serien.

Betriebswuchten eignet sich insbesondere dann, wenn der Ausbau technisch oder wirtschaftlich ungünstig ist und der Rotor im eingebauten Zustand ausreichend zugänglich ist.

Stationäres Auswuchten ist häufig die bessere Lösung, wenn der Rotor ohnehin ausgebaut ist oder wenn im eingebauten Zustand keine geeigneten Korrekturebenen zugänglich sind.

Auch bei Neuteilen, Reparaturrotoren, Serien oder Bauteilen mit klar definierten Wuchtanforderungen ist die Bearbeitung auf einer Wuchtmaschine meist sinnvoller.

Bei uns im Werk in Moers können ausgebaute Bauteile bis 10.000 kg Stückgewicht, 6.000 mm Länge und 2.100 mm Durchmesser ausgewuchtet werden.

Stationären Auswuchtservice ansehen

Die Schwingungsmessung ist die Grundlage für jedes Auswuchten im eingebauten Zustand. Entscheidend ist nicht nur die Höhe einer Schwingung. Ebenso relevant sind:

• Drehzahlbezug,
• Phasenlage,
• Messrichtung,
• Messstelle,
• Betriebszustand, und
• Veränderung nach einer Probemasse.

Erst aus dem Zusammenspiel dieser Messgrößen lässt sich beurteilen, ob und wie eine Korrektur der Unwucht möglich ist.

Für die Beurteilung von Maschinenschwingungen können je nach Maschinenart und Anwendung Normen aus der Reihe ISO 20816 herangezogen werden. Die Normenreihe beschreibt die Messung und Bewertung mechanischer Schwingungen an Maschinen im Betrieb. Sie ersetzt jedoch keine individuelle technische Beurteilung der Maschine. Für das eigentliche Auswuchten von Rotoren gelten abhängig von Rotorart und Anwendung weitere Normen aus der Reihe ISO 21940.

Welche Anforderungen im konkreten Fall anzuwenden sind, richtet sich nach Maschine, Rotor, Betriebsbedingungen und gegebenenfalls Kundenvorgaben.

Der Zeitbedarf vor Ort hängt stark von der Vorbereitung ab. Besonders hilfreich sind:

• aktuelle Fotos,
• bekannte Betriebsdrehzahl,
• zugängliche Messstellen,
• vorbereitete Korrekturmöglichkeiten,
• reproduzierbare Maschinenzustände,
• abgestimmte Start- und Stoppmöglichkeiten,
• vorhandene Schwingungsmessungen.

Wenn diese Punkte vor dem Einsatz geklärt sind, können mehrere Wuchtdurchläufe ohne unnötige Unterbrechungen durchgeführt werden.