Wellenausrichten leicht gemacht.pdf

7/16/2019 Wellenausrichten leicht gemacht.pdf

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1

W

ellenausrichten leicht gem acht



1

2

Inhalt

5 Was ist Wellenausrichten?

6 Ausrichtgröß en

8 Parallelversatz und Winkelversatz

10 Fehlausrichtung ausdrücken16 Folgen der Fehlausrichtung

20 G ute A usrichtung = G eld auf dem K onto

25 Ausrichtmethoden im Vergleich

27 G enauigkeit von M essuhren

30 M essuhrenausrichtung nach dem

Radial-Axial-Verfahren35 Das Doppelradial-M essuhrenverfahren

38 Wellenausrichtung mit dem Laser

40 D as O PTA LIG N® PLUS System

44 Vorbereitungen: M aschinenbeweglichkeit

49 Installation der M aschinen:

50 K ippfuß52 Ausrichttoleranztabellen

55 Thermische A usdehnung

56 Thermisches Wachstum



3

ANDEREFE

HLAUSRICHTU

NG

Dieses Büchlein soll dem interessierten Leser das

Thema Wellenausrichten näherbringen und ihn

mit einem G rundwissen über die Voraussetzun-

gen und Vorteile einer präzisen M aschinenaus-

richtung ausstatten.

Hier werden einfache Richtlinien zur Einführung

einer soliden A usrichtpraxis, Hintergrundwissen

zu A usrichtmethoden sowie die aktuelle Termino-

logie erläutert.

Diese Büchlein versteht sich nicht als vollständiges

Werk zum Thema Wellenausrichten. Die Leser,die mehr über das richtige Wellenausrichten er-

fahren möchten, verweisen wir auf die einschlägi-

ge Literatur.

Über 50% aller vorzeitig auftretenden M aschi-

nenschäden sind auf eine mangelhafte A usrich-

tung zurückzuführen. Dieser Prozentsatz magdenjenigen überhöht vorkommen, die glauben,

dass herkömmliche A usrichtmethoden wie Haarli-

neale, Fühlerleeren oder M essuhren bereits er-

folgreich in ihrem Werk eingesetzt werden. A ber

die Fehler, die mit solchen M ethoden verbunden

sind, können zu kostspieligen M aschinenstill-

standzeiten führen.

Es ist wahrscheinlich, dass ein M itarbeiter inner-

halb der nächsten Tage in Ihrer A nlage eine

M aschine ausrichten wird. Egal, ob die Ausrich-

M aschinen-schwingungen

Lagerschäden

Dichtungs-verschleiß

K upplungs-schäden

Ursachen von M aschinenschädenBestellnummer A LI 9.659D

© Copyright 2002 PRÜFTECH NIK A G ; A lle Rechte vorbehalten.



4

Rotierende Achsen müssen

während des Betriebs kolinear ausgerichtet sein

tung visuell oder mittels Haarlineal, Fühlerleeren,

M essuhren oder Laser durchgeführt wird, sie soll

eine möglichst hohe Genauigkeit erzielen. Die

ungenaue Aufstellung neuer oder neu instandge-

setzter M aschinen ist nutzlos. Ersatzkosten für

Dichtungen, Lager, K upplungen und Wellen,dazu der zusätzliche Stromverbrauch und die

Produktionsausfälle, die mit einer schlechten Wel-

lenausrichtung einhergehen, können jeden profi-

tablen Betrieb unrentabel werden lassen.

In der heutigen durch Wettbewerb geprägten

Wirtschaft werden rotierende M aschinen mit im-

mer höheren G eschwindigk eiten angetrieben und

mit erhöhter Last gefahren, während gleichzeitig

der moderne M aschinenbau zu leichteren Bau-

weisen und ausgereizten Konstruktionsreserventendiert. Dies alles führt dazu, dass M aschinen für

die Folgen von Fehlausrichtungen immer anfälli-

ger werden und unterstreicht die Notwendigkeit

wirkungsvoller A usrichtmethoden.



5

. . . ü.

...

.

✗

Was ist Wellenausrichten?

Beim Wellenausrichten werden zwei oder mehre-

re M aschinen (z. B. ein M otor und eine Pumpe) so

positioniert, dass die projizierte M ittellinie der

Wellen eine gemeinsame G erade bilden, wenndie M aschinen bei normaler Betriebstemperatur

laufen.

Idealerweise sollten sich die Wellen überall dort,

wo sie verbunden sind (z. B. an der K upplung),

um eine perfekte lineare Achse drehen, um Rück-

stellkräfte an der K upplung und Lagerverschleißmöglichst gering zu halten. (A usnahme: Bogen-

zahnkupplungen benötigen für die Schmierung

einen gewissen G rad an Fehlausrichtung. )

Um die exakte Position der jeweiligen Drehachsen

zu bestimmen, werden beide Wellen während derM essung in die Betriebsrichtung gedreht (oft

durch einen Pfeil am Lüfter- oder Pumpengehäu-

se angezeigt). Diese Vorgehensweise ist anderen

M ethoden überlegen, in denen die M aschinen

mittels Haarlineal oder Fühlerleere ausgerichtet

werden, oder bei denen nur eine Welle gedreht

und die M essuhrwerte gleichzeitig an der ande-

ren Kupplungshälfte aufgenommen werden. Wie

die folgende Zeichnung verdeutlicht, wirken sich

Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung und M on-

tage der Kupplung erheblich auf die M esswerte

an der Kupplung aus.



6

Ausrichtgrößen

Es gibt vier M öglichkeiten, in denen eine Welle

vom Idealzustand einer perfekten Ausrichtung

abweichen kann.

Die vier unabhängigen Ausrichtgröß en sind der

Parallelversatz und der Winkelversatz in der

horizontalen und vertikalen Ebene. In der Re-

gel treten die G rößen gleichzeitig in unterschiedli-

chen Stärken auf. Es ist aber immer möglich,

jeden A usrichtzustand zwischen zwei Wellen ex-

akt als eine Kombination dieser vier Ausrichtgrö-ß en auszudrücken.

A uf den folgenden sechs Seiten finden Sie eine

Beschreibung dieser vier Ausrichtgröß en, sowie

eine Erklärung der üblichen Terminologie, mit der

der Ausrichtzustand beschrieben wird.



7

Vertikaler Parallelversatz Vertikaler Winkelversatz

Horizontaler Parallelversatz Horizontaler Winkelversatz

Vier Ausrichtgrößen



8

Parallelversatz

Parallel-versatz

Parallelversatz

Parallelversatz

Parallelversatz und Winkelversatz

Parallelversatz bedeutet den A bstand zwischen

zwei Linien an einem bestimmten Punkt. G enau

genommen ist der Versatz der A bstand zwischen

zwei Linien in einer bestimmten Ebene und hatmit ‘parallel’ nichts zu tun. Hier verwenden wir

jedoch den A usdruck Parallelversatz, um ihn vom

Winkelversatz zu unterscheiden.

Darüberhinaus bezieht sich der Parallelversatz in

der Ausrichtung auf die Differenz bzw. den Ab-

stand zweier M ittellinien.

Wie die Zeichnung verdeutlicht, hängt der ge-

messene Versatz davon ab, wo der A bstand

zwischen zwei Wellenmittellinien gemessen wird.

Üblicherweise wird der Versatz an der K upplungs-

mitte gemessen.

Winkelversatz ist der Winkel zwischen zwei

M ittellinien. G enerell wird die linke Welle hori-

zontal dargestellt (stationäre M aschine).

Winkel

Der Winkel hat immer den gleichen Wert, egal,

ob er an den K upplungsflächen (Stirnfläche oder

M antelfläche) oder an den Wellenmittellinien ge-

messen wird.



9

Normalerweise wird der Winkel als K laffung pro

Durchmesser ausgedrückt: “ Tatsächliche K laf-

fungsdifferenz (Spaltmaß oben minus Spaltmaß

unten)“ geteilt durch den “ Durchmesser an der

Stelle, an der die K laffungen gemessen wurden“ .

Die K laffung an sich ist bedeutungslos. Um damit

eine Aussage machen zu können, muss sie in

Bezug zum Durchmesser stehen. Der Durchmes-

ser wird korrekterweise als A rbeitsdurchmesser

bezeichnet, oft aber auch als K upplungsdurch-

messer. D er Arbeitsdurchmesser kann einen be-

liebigen, geeigneten Wert erhalten, allerdings

muss die K laffung entsprechend angegeben wer-

den. Zum Beispiel, eine K laffung von 0,4 mm bei

einem Durchmesser von 30 cm unterscheidet sich

grundlegend von einer Klaffung von 0,4 mm beieinem Durchmesser von 10 cm.

K laffung = 0,4 mm

K laffung = 0,4 mm

Ø = 30 cm

Ø = 10 cm

kleinerWinkel

großer

Winkel

G leiche K laffung, unterschiedliche Durchmesser

Klaffung

Durchmesser

gleiche Winkel



10

Fehlausrichtung ausdrücken

Herkömmliche Methoden

In der Praxis haben sich mehrere verschiedene

M ethoden entwickelt, durch die eine Fehlausrich-

tung beschrieben werden kann. Die folgenden

drei Kategorien bzw. M ethoden haben sich als

problembehaftet bzw. als schwer handhabbar

erwiesen.

Messuhrwerte können in den unterschiedlichen

M essverfahren nur schwer verglichen werden.

Zum Beispiel lassen sich die M esswerte im Radial-A xial-M essverfahren nur schwer mit den Werten

aus dem Doppelradialverfahren vergleichen, auch

wenn die A bmessungen und M esskreisdurchmes-

ser identisch sind.

Fußkorrekturen sind keine direkte A ngabe der

A usrichtung, da nicht die Füße sondern die M it-tellinien der rotierenden Wellen ausgerichtet wer-

den. A ußerdem sind K onstellationen möglich, in

denen die zu bewegende M aschine nur sehr

kleine Fußkorrekturen benötigt, jedoch eine er-

hebliche Fehlausrichtung der M ittellinie aufweist

+2

25 cm

25 cm

–2

+6



11

(s. A bb.). Dadurch ist es sehr schwierig, Toleran-

zen zu entwickeln, die auf die Füß e von M aschi-

nen verschiedener G röß en anwendbar sind.

Fehlausrichtungen werden häufig in handge-

zeichn eten Liniend iagramm en dargestellt. Sie

können schnell gezeichnet werden und ermögli-

chen es dem M echaniker, die Fehlausrichtung

bildlich zu sehen. A llerdings unterliegen sie eini-

gen Fehlerquellen, darunter Skalierungsfaktoren,

Vorzeicheninterpretation, exakte Position der Ko-

ordinatenpunkte, Linienstärke und Auflösung. Fa-

zit: handgezeichnete Diagramme sind zwarschnell und einfach zu erstellen, dafür aber äu-

ß erst ungenau.

Neue Methode für Standard-Kupplungen

Als ‘Standard-Kupp lung’ bezeichnen w ir Kupp-

lungen, bei denen Ausrichtergebnisse an einer

Ebene als Parallel- und Winkelversätze ausgewie-

sen werden. Anders z. B. bei Zw ischenwellen.

Dort werden die Winkelversätze an zw ei Ebenen

ausgewiesen.

Bevor eine sinnvolle Diskussion über Toleranzen

und Vorgaben überhaupt möglich ist, muss die

Fehlausrichtung zunächst korrekt und vollständig

beschrieben werden. Die tatsächliche Fehlausrich-

tung besteht fast immer aus einer Kombination

von Winkelversatz und Parallelversatz. Jede Fehl-ausrichtung in einer Ebene muss deshalb alsx mm

Winkelversatz (K laffung) und y mm Parallelver-

satz beschrieben werden.

Die Position der M ittellinie einer rotierenden Wel-

le kann vollständig über eine vertikale und eine

horizontale A nsicht dargestellt werden. Diese A n-sichten werden auch als Seitenansicht und Drauf-

sicht bezeichnet. In jeder A nsicht kann sowohl

der Winkelversatz als auch der Parallelversatz

dargestellt werden. Da zwei A nsichten die Positi-

on der Welle beschreiben, und da jede Ansicht

sowohl Winkelversatz als auch Parallelversatz dar-

stellt, wird die Fehlausrichtung als K ombination

von 4 M essgröß en, oder Zahlen, beschrieben:



12

Vertikaler Parallelversatz (VP)

Horizontaler Parallelversatz (HP)

V ertik aler Wink elversatz (V W)

Horizontaler Winkelversatz (HW)

Jede Ausrichtgröß e beschreibt die Position der zubewegenden M aschine relativ zur stationären

M aschine. Dabei gilt die M ittellinie der stationä-

ren M aschine als die Nullposition. A uf die vier

G rößen wird gewöhnlich in G roßbuchstaben ver-

wiesen: VP, HP, VW & HW.

Die Vorzeichenkonvention für positive und nega-

tive Werte ist wie folgt:

Die Drehrichtung mit oder gegen den Uhrzei-

gersinn wird mit Blick entlang der Welle von der

zu bewegenden M aschine zur stationären M a-

schine bestimmt.

Bei einem positiven Parallelversatz befindet

sich die zu bewegende M aschine im Vergleich zur

stationären M aschine höher (vertikal) oder in

Richtung 3:00 Uhr (horizontal).

Bei einem negativen Parallelversatz befindet

sich die zu bewegende M aschine im Vergleich zur

stationären M aschine tiefer (vertikal) oder in Rich-

tung 9:00 Uhr (horizontal).

Das Vorzeichen des Winkelversatzeshängt von

der Stelle ab, an der die Kupplung klafft. K lafft

die Kupplung an der Position 12:00 (0)°, so ist derVW positiv, klafft sie an Position 3:00, so ist der

HW positiv. Umgekehrt ist der VW negativ, wenn

die Kupplung an Position 6:00 klafft, und der HW

ist negativ bei einer K laffung an Position 9:00.

–4

+4

0



13

Winkel werden oft in Form von Klaffung pro

Durchmesser angegeben. G enau genommen ist

die Klaffung der theoretische Abstand zwischen

den Klaffungen zweier perfekt bearbeiteter

K upplungsflächen an Punkten, die 180° ausein-

ander liegen. Der Durchmesser ist der Arbeits-durchmesser, oder der K upplungsdurchmesser,

an dem die Klaffungen gemessen werden.

A n zwei gegebenen Wellen, die im Raum fixiert

sind, bleibt der vertikale und horizontale Winkel-

versatz immer konstant, unabhängig davon, wo

entlang der Wellen die M essungen gemacht wer-den. Der vertikale und horizontale Parallelversatz,

andererseits, hängt stark von dem M essort ab.

Wenn die M essungen an anderer Stelle gemacht

werden, ändern sich nur die Parallelversatzwerte.

A ufgrund des veränderlichen Charakters des Par-

allelversatzes (der Wert hängt vom M essort ab),muss bei der Beschreibung der Fehlausrichtung

der M essort mit angegeben werden. Zur Verein-

fachung der M essungen ist es allgemein üblich,

die Fehlausrichtung an der Kupplungsmitte anzu-

geben.

Die Verwendung der Kupplungsmitte als M essort

für die Fehlausrichtung bringt für Standard-K upp-

lungen einige Vorteile mit sich. Erstens ist die

K upplungsmitte der Ursprungsort von Schwin-

gungen, die aus einer Fehlausrichtung entsprin-

gen. Zweitens ist die Kupplungsmitte der effekti-ve Punkt der K raftübertragung. D rittens ist die

K upplungsmitte ein sichtbarer intuitiver Punkt,

der leicht messbar und lokalisierbar ist.

Die Fehlausrichtung kann an der Kupplungsmitte

immer vollständig als eine Kombination von VP,

HP, VW und HW ausgedrückt werden.



14

Betrachten Sie die folgende Zeichnung einer Zwi-

schenwelle. Sie sehen verschiedene M ethoden,

wie der Ausrichtzustand ausgedrückt werden

kann. A uf jede dieser M ethoden wird nun im

Detail eingegangen.

Zeichenerklärung

• Ø = K upplungsdurchmesser

• q

,

a & b in mrad (positiv bei einer Klaffung an

Position 12:00 Uhr oder 3:00 Uhr)

• Parallelversatz a und Parallelversatz b (positiv,

wenn rechte M aschine sich oben links befin-

det)

• D = K upplungslänge.

Parallelversatz b

K upplungs-länge D

Parallelversatz a

zu bewegende

M aschine

Ø

Øb

q

a



15

Zwei Winkel: Die Fehlausrichtung kann vollstän-

dig über die Winkel zwischen der Zwischenwelle

und den beiden M aschinen beschrieben werden.

A lpha ( a ) ist der Winkel zwischen der stationären

M aschine und der Zwischenwelle. Beta ( b ) ist der

Winkel zwischen der Zwischenwelle und der zubewegenden M aschine. K laffung nach oben ist

positiv, nach unten negativ. Die am häufigsten

verwendete Einheit ist M illirad.

Parallelversatz und Winkel:Parallelversatz a ist

der Abstand zwischen den M aschinenmittellinienan der rechten K upplung. Parallelversatz b ist

gleich a D. Der Winkel Theta ( q ) ist der Winkel

zwischen der stationären M aschine und der zu

bewegenden M aschine. Er ist gleich a ÿ + ÿ b . Diese

M ethode wird häufig für Standard-K upplungen

verwendet und ist auf den vorherigen Seiten

beschrieben. Beachten Sie dabei, dass der Wert

für Parallelversatz a von der Länge D abhängt.

Parallelversatz und Klaffung: Durch M ultipli-

zieren des oben angegebenen Winkels ( q ) mit

einem Durchmesser, wird der Winkel in die äqui-

valente Klaffungsdifferenz an der K upplung kon-

vertiert (d. h. Klaff ung = q Durchmesser). Dabei

wird der selbe Parallelversatz a verwendet. DieseM ethode wird oft als ‘Radial-A xial-M essverfah-

ren’ bezeichnet. Sie wird in O PTA LIGN® PLUS und

anderen A usrichtsystemen eingesetzt.

Zwei Parallelversätze: Die Fehlausrichtung

kann auch als K ombination von Parallelversatz a und Parallelversatz b richtig ausgedrückt werden.

Parallelversatz a = a D und Parallelversatz

b = b D.

Diese M ethode wird gelegentlich bei langen Zwi-

schenwellen in der Doppelradial-M essuhrmetho-

de angewandt.



16

Folgen der Fehlausrichtung

Maschinenschäden

Was passiert, wenn die Ausrichtung zu ungenau

ist? Die Fehlausrichtung führt zu einer Überla-stung der M aschinen und kann M aschinen-

schwingungen mit sich bringen. Eine abnormale

oder übermäß ige M aschinenbelastung führt zu

einer erhöhten Belastung der Lager, Dichtungen

und Wellen, und reduziert somit ihre Lebensdau-

er: sogar flexible Kupplungen übertragen die

K räfte einer Fehlausrichtung von den Wellen auf

diese Komponenten.

A usrichttoleranzen von K upplungen sind stets nur

A nhaltspunkte für die Widerstandsfähigkeit der

K upplungen gegen Fehlausrichtungen, nicht je-

doch unbedingt der Widerstandsfähigkeit derK omponenten.

Beispielsweise erfordern moderne mechanische

Dichtungen eine genaue Installation und Wellen-

ausrichtung. Das Diagramm rechts unten verdeut-

licht, wie bereits eine kleine Fehlausrichtung den

Eintritt von Verunreinigungen durch die Dichtungermöglicht und somit zum vorzeitigen Verschleiß

führt. (Das Ersetzen einer Dichtung kann bis zu

60% des Einkaufspreises einer Pumpe betragen.)

M angelhafte Ausrichtung kann über Schwin-

gungsanalysen qualitativ detektiert werden: in

den radialen und axialen Frequenzspektren befin-

den sich die erhöhten M esswerte oft an der

Drehfrequenz oder dem V ielfachen davon. A us

diesem G rund ist es ratsam, die endgültige Aus-

richtung mittels einer Schwingungsmessung zu

überprüfen.



17

ÜberhöhteSchwingungen

Lagerschäden

Dichtungsverschleiß durchVerbiegen der Welle

Dichtungsring k lafft auf, Verunreinigun-gen, Flüssigkeit und G as oder Prozessflüs-sigk eiten treten in das Lager ein, G asentweicht unter Druck

Schwingunganalyse

Stoß impulsmessung



18

A uswirkungen einer Fehlerausrichtung der Wel-

len standzuhalten, werden die M aschinen den-

noch einer zusätzlichen Belastung ausgesetzt,

was zu vorzeitigem Verschleiß (oder sogar A us-fall) der Lager und Dichtungen führen kann.

Erhöhte Kupplungsbelastung

Eine erhöhte Belastung der Kupplung kann durch

die Infrarot-Thermographie sichtbar gemacht

werden: je heißer das M aschinenteil, umso heller

erscheint es im Thermogramm.

Die Thermogramme wurden an einem typischen

Prozessaggregat (M otor/Pumpe) aufgenommen,

das zunächst mit der üblichen M essuhrenmetho-

de (rechts), und dann laseroptisch mittels

OPTALIGN ® PLUS (links) ausgerichtet wurde.

Nach der ersten M ethode erwärmte sich nicht nur

das flexible Element der Kupplung, sondern auch

die M aschinen entwickelten deutlich erhöhte

Temperaturen.

Damit ist die häufig gestellte Frage beantwortet:

„ Warum muss man sich überhaupt mit einergenauen A usrichtung abgeben, wenn ohnehin

eine flexible K upplung installiert ist?“ A uch wenn

die flexible Kupplung an sich in der Lage ist, die



19

Normale

A nsicht der

installierten

K upplung

Infrarot-Fotos der

thermischen Strahlung

Mit OPTALIGN®PLUS Ohne OPTALIGN®PLUS



Gute Ausrichtung = Geld auf dem Konto

einer Fehlausrichtung der Energieverbrauch um

ungefähr 1,0% ansteigt – oder in anderen Wor-

ten, dass Energieersparnisse von rund 0,5% er-

zielt werden können (noch mehr bei Reifenkupp-

lungen), wenn die A usrichtung auf einige Hun-

dertstel M illimeter verbessert wi rd (mi t

OPTALIGN® PLUS sehr einfach zu erreichen).

Bei Stromkosten von 10 Cent pro K ilowattstunde

beträgt die Gesamtersparniss

30.000 kW x 0,5% x 0,10 Cent/kWh =

€15,00 pro Stunde oder

€100.800 pro Jahr

rechnet man mit 280 Tagen à 24 Stunden.

Eine kürzlich durchgeführte Studie in einem gro-

ß en Chemiekonzern ergab interessante Ergebnis-

se bezüglich der potentiellen Einsparungen, die

eine gute A usrichtung von gekuppelten rotieren-

den M aschinen erbringen könnte. Die geschätzte

Leistungsaufnahme der rotierenden M aschinen

betrug jährlich zwischen 25 und 30 M egawatt.

Über einen Zeitraum von sechs Wochen wurde

eine kontrollierte Auswertung der Energieverluste

an zunehmend fehlausgerichteten M aschinen

durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Auswertungsehen Sie auf der Seite 22. Danach wurde auch

der G rad der Fehlausrichtung an einem Bestand

von 160 M aschinen untersucht. Dabei wurde ein

groß er Bereich an Fehlausrichtungen aufgezeigt,

die hier im K uchendiagramm dargestellt sind. A us

diesen Daten können wir einen repräsentativenVersatz von 0,35 mm annehmen (d. h. aus der

M itte der am häufigsten auftretenden G ruppe).

Im Versatzdiagramm für elastische Bolzenkupp-

lungen (Seite 22, links oben) sehen wir, dass bei



21

Fehlausrichtung von Wellen in 1/100mm

(von 160 nach dem Zufallsprinzipausgesuchten M aschinen)

0–5 akzeptable

A usrichtung

7%

6–10

10%11–29

23%

21–5031%

51–100

18%

>100

11%



0

%

A

n

st

i

e

g

PARA LLELVERSATZ in mm

Elastische Bo lzenkupp lung bei 3000 U/min

%

A

n

s

t

i

e

g

Reif en kupp lung bei 3000 U/min

PARA LLELVERSA TZ in mm

Reife nku pplung bei 3000 U/min

K LAFFUNG in 0,01 mm / cm K upplungsdurchmesser

%

A

n

s

t

i

e

g

Kla f f. %

,004 0,3

,008 3,1

,010 3,3,011 5,7

,016 7,8

%

A

n

s

t

ie

g

0,25 0,740,53 0,99 1,24

0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,3500,02 0,04 0 ,06 0,08 0,10 0 ,12 0,160 0,14

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0

5

Elastische Bo lzenkupp lung bei 3000 U/min

0,53 0,74 0,99 1,24 1,520,25

K LAFFUNG in 0,01 mm / cm K upplungsdurchmesser

0

1

2

3

4

5

6

7

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0,5

Auswirkungen auf die Leistungsaufnahme

Kla ff . %

,008 0,3

,016 1,2

,024 3,2,032 4,8

Vers. %

0,03 0,0

0,25 0,70,53 1,0

0,74 1,3

0,99 2,8

1,24 8,5

Vers. %

0,03 0,0

0,25 0,70,53 1,0

0,73 1,3

0,99 2,0

1,24 5,2

1,52 6,6



23

Der Dicht un gsherst el ler bestät igt :

50 mal längere Maschinenlebensdauer bei guter Wellenausrichtung

Die Verbesserung der Wellenausrichtung ist eine

ausgezeichnete M ethode, mit der gegen unvor-

hersehbare Ausfälle von rotierenden M aschinenvorgebeugt werden kann. Zu diesem Schluss kam

auch die INTECH Schulungsabteilung der DU RA -

M ETA LLIC Sealing Systems Worldwide. Die A bbil-

dung auf Seite 24 verdeutlicht, wie sich bei

verbesserter Wellenausrichtung die durchschnitt-

liche Betriebsdauer zwischen zwei aufeinander-folgenden M aschinenausfällen verlängert. Wird

die M aschine mit einem relativ großen Versatz

betrieben, so ist zu erwarten, dass sie nur ein paar

M onate läuft ehe sie ausfällt.

Wird zum Beispiel der Versatz von 0,5 mm auf

0,05 mm reduziert, so verbessert sich der mittlere

A usfallabstand von 4 auf 200 M onate – um den

Faktor 50!

Die Fehlausrichtung von Wellen wird allgemein

als die bei weitem häufigste Ursache für A usfälle

bei rotierenden M aschinen anerkannt. Im Falle

typischer M aschinenanlagen sind ‘ flexible’ K upp-

lungen zwischen den Wellen in der Lage bis zu

einem gewissen G rad M aschinen am laufen zu

halten – und das trotz geringfügiger Fehlausrich-

tungen, welche im normalen Betrieb auftreten.

Übersteigt die Fehlausrichtung jedoch bestimmteToleranzgrenzen, nehmen Schwingungen und

Reibungen zu und führen letztendlich zu vorzeiti-

gem M aschinenausfall und ungeplantem Produk-

tionsstillstand.



24

Laufzeit bis zum Maschinenausfallverursacht durch Wellenfehlausrichtung

Kontinuier-

licher Betrieb,in Monaten

Fehlausrichtung,gesamter Parallelversatz

100

10

1

0,1 2,5 mm 1,2 mm 0,05 mm



25

Ausrichtmethoden im Vergleich

Die verschiedenen A usrichtmethoden sind im Dia-

gram auf der nächsten Seite verdeutlicht.

Haarlineal: Das Haarlineal wurde und wird heute

noch oft zum A usrichten verwendet. Da jedoch

die A uflösung des menschlichen A uges auf 1/10

mm beschränkt ist, ist die G enauigkeit der Aus-

richtung entsprechend begrenzt.

Die Korrekturwerte für die M aschinenfüße wer-

den normalerweise auf Basis der Erfahrungswertedes M aschinenschlossers abgeschätzt, der über

gute K enntnisse der jeweiligen M aschine verfü-

gen muss. Infolgedessen sind wiederholte Aus-

richtprozeduren erforderlich, bis die M aschine

mehr oder weniger ausgerichtet ist, und auch

dann lässt die G enauigkeit der Ergebnisse zuwünschen übrig.

Messuhren: M essuhren stellen bei der A usrich-

tung einen erheblichen Fortschritt gegenüber

dem Haarlineal dar, da eine M essgenauigk eit von



26

NOV

23

MAINAIN

.......BATT..............BATT........ ..........................................

AUXUX CHARGEHARGESLEEPLEEP

MENU CLR

ON

OFF

DIM M

ENTER

M ethode

Bediener

NötigeSchulung

Auflösung

Haarlineal M essuhr

Der Zauberkünstler

JahrelangeErfahrung

Der Fachmann

Wochen

Jeder

WenigeStunden

max. 1/10 mm 1/100 mm

1/1000 mm

ROTALIGN® PRO

Ausrichtmethoden im Vergleich



27

1/100 mm, d. h. zehn mal genauer als das Haarli-

neal erzielen kann. Voraussetzung dafür ist je-

doch, dass der Bediener die notwendige Schu-

lung, Übung und Sorgfalt mitbringt, um die

M echanik zu montieren und die Verfahren sach-

gemäß durchzuführen. In der Praxis fällt jedochdie Ausrichtung mittels M essuhren in über 90%

der Fälle nicht genauer aus als die Ausrichtung

mittels Haarlinealen. Berechnungen sind in der

Regel kompliziert, weshalb Ingenieure meist i tera-

tiv die M aschinen justieren, bis die M esswerte für

alle M essstellen Null entsprechen. Dabei werden

durchhängendes M essgestänge und eine Vielzahl

anderer Fehlerquellen auß er Acht gelassen.

Die in der dritten Spalte abgebildeten laseropti-

schen A usrichtsysteme haben eine hohe G enauig-

keit von ± 1/1000 mm, verzichten auf M echanik ,

die durchhängen könnte, bieten Ergebnisse, diekeine weitere Interpretation oder Berechnung

erfordern, ermöglichen wiederholbare M esswer-

te, und sind bedienerfreundlich.

Genauigkeit von Messuhren

Bis laseroptische A usrichtsysteme auf dem M arkt

erschienen, waren alleine M essuhren in der Lage,

genaue Ausrichtergebnisse zu erzielen. A ufgrund

des mechanischen A ufbaus sind sie jedoch emp-

findlich gegenüber einer Vielzahl von Faktoren,

die ihre G enauigkeit beeinträchtigen.

Durchhang der Messuhrenhalterungen: Der

M essstangendurchhang sollte immer vor der ei-

gentlichen A usrichtmessung bestimmt werden –

egal wie stabil die Halterungen erscheinen mö-gen!

Interne Reibung/Hysterese: G elegentlich muss

leicht gegen die M essuhr gekloppft werden, da-

mit der Zeiger den exakten Wert anzeigt (der aber

unter Umständen nicht der korrekte Wert ist).

Auflösung von 1/100 mm:Bei jedem M esswert

kann beim A uf- bzw. A brunden ein Fehler von bis

zu 0,005 mm entstehen – was zu einem G esamt-

fehler von bis zu 0,04 mm führen kann.



28

Durchhang des

M essgestänges

Interne Reibung/

Hysterese

A uflösung 1/100 mm

(A b- bzw. A ufrundungs-

fehler)

A blesefehler:• ± Vorzeichenfehler

• Parallaxenfehler

• Spiegelverkehrtes

A blesen

Spiel in den

mechanischen

Verbindungen

Schief angebrachteM essuhr

A xiales Wellenspiel

1040

0

455

3020

25

40

3515

5

10

15

2025

30

35

45

10 4 0

0

45

5

3 0

2 0

2 5

40

3 5

15

5

10

15

2 0 2 5

3 0

3 5

4 5



29

Ablesefehler: M enschliche Fehler können leicht

eintreten, wenn die Anzeigen unter schlechten

Bedingungen, wie z. B. schwache Beleuchtung,

Platzmangel oder unter Zeitdruck, abgelesen wer-

den müssen. Überdies wird das A blesen der

A nzeigen dadurch erschwert, dass sie oft auf denK opf gestellt sind oder mit einem Spiegel abgele-

sen werden müssen, während sie an den ver-

schiedenen Drehpositionen der Welle positioniert

werden, die für die Ausrichtmessungen erforder-

lich sind.

Spiel in den mechanischen Verbindungen:

G eringes Spiel, dass u. U. gar nicht warnehmbar

ist, kann bereits zu erheblichen Fehlern in den

Ergebnissen führen.

Schief angebrachte Messuhr: Ist die M essuhr

nicht senkrecht zur M essfläche angebracht, kannein Teil des Versatzmesswertes verloren gehen.

Axiales Wellenspiel: Die axialen M esswerte am

Flansch, die zur M essung des Winkelversatzes

aufgenommen werden, können durch Wellen-

spiel verfälscht werden, es sei denn es werden

zwei axialmontierte M essuhren verwendet.

Diese Faktoren steigern den Aufwand und das

Fehlerrisiko bei der Arbeit mit M essuhren.

Die folgenden sechs Seiten bieten einen Überblick

über die verschiedenen Ausrichtmethoden, die

mittels M essuhren durchgeführt werden können,

und geben Formeln für die Berechnung von

M aschinenkorrekturen.



30

Montage

Das Radial-A xial-Verfahren hat seinen Namen von

der Position der M essuhrentaster während der

M essung. D ie folgende Abbildung zeigt den tradi-

tionellen M essuhrenaufbau.

Ist die M essuhr montiert, werden die Wellen

synchron gedreht und die M esswerte an den

Positionen 12:00, 3:00, 6:00 und 9:00 Uhr abge-

lesen.

Bei dieser Ausrichtmethode wird die M essuhr

verwendet. Der Zeiger zeigt auf die Einteilungen,

die auf dem Zifferblatt markiert sind. Wenn der

Taster in die M essuhr verschoben wird, dreht sich

der Zeiger im Uhrzeigersinn. Die Anzahl der

M arkierungen, an denen sich der Zeiger vorbei

bewegt, entspricht der Entfernung, über die der

Taster in die M essuhr verschoben wurde. Der

Zeiger gibt ebenfalls die Entfernung an, wenn der

Taster aus der M essuhr bewegt wird. Üblicher-

weise ist der M esswert positiv, wenn der Tasternach innen bewegt wird, und negativ, wenn der

Taster nach auß en bewegt wird.

Messuhrenausrichtung nach dem Radial-Axial-Verfahren



31

Formeln

Für diesen M essuhrenaufbau erhalten Sie mit

folgenden Formeln die Versatzwerte:

VP = R6 – R0 – RS

2VW = A 6 – A 0 – A S

Ø

Wobei:

R0 = Radial-M esswert an Position 12:00 Uhr

R3 = Radial-M esswert an Position 3:00 Uhr

R6 = Radial-M esswert an Position 6:00 UhrR9 = Radial-M esswert an Position 9:00 Uhr

A 0 = A xial-M esswert an Position 12:00 Uhr




Ø = Durchmesser des K reises, den der Axial-M esstaster beschreibt(= M esskreisdurchmesser)

RS = Durchhang der Radial-M essuhr

A S = Durchhang der A xial-M essuhr(dieser Wert kann ein positives odernegatives Vorzeichen erhalten)

Der Uhrzeigersinn wird mit Blickrichtung entlang

der Welle von der zu bewegende M aschine

(rechts) zur stationären M aschine (links) be-

stimmt.

K orrekturwerte für die rechte M aschine:Unterlegwert (vordere Füße) = (VW x sV) – VP

Unterlegwert (hintere Füße) = (VW x sH) – VP

(Positive Ergebnisse bedeuten, dass Passplat-

ten untergelegt werden müssen. Negative

Ergebnisse bedeuten, dass Passplatten ent-

fernt werden müssen.)

Verschiebewert (vordere Füß e) = (HW x sV) – HP

Verschiebewert (hintere Füß e) = (HW x sH) – HP

(Positiv bedeutet, in Richtung 3:00 Uhr bewe-

gen. Negativ bedeutet, in Richtung 9:00 Uhr

bewegen.)

sV = Entfernung der M essuhrebene zu den

vorderen Füß en der rechten M aschine

sH = Entfernung der M essuhrebene zu den

hinteren Füßen der rechten M aschine

HP = R9 – R3

2HW = A 9 – A 3

Ø



32

M essuhren an Position 12:00 Uhr

Falls die M essuhren an Position 12:00 auf Null

eingestellt und dann an Position 6:00 abgelesen

werden, werden die Unterlegwerte folgenderma-

ß en berechnet:

Unterlegwert (vord. Füße) = (A6–AS)sV (R6–RS)

Ø 2

Unterlegwert (hint. Füße) = (A6–AS)sH (R6–RS)

Ø 2





M essuhren an Position 3:00 Uhr

Falls die M essuhren an Position 3:00 Uhr auf N ull

eingestellt und dann an Position 9:00 Uhr abgele-

sen werden, werden die Verschiebewerte folgen-

dermaß en berechnet:

Verschiebewerte (vord. Füße) = (A9 x sV) R9

Ø 2

Verschiebewerte (hint. Füße) = (A9 x sH) R9

Ø 2



bewegen.)

Die Berechnungen der Unterleg- und Verschiebe-

werte müssen jeweils zweimal durchgeführt wer-

den, einmal an den vorderen und einmal an den

hinteren Füßen.

–

–

–

–



33

Durchhang

Eine Hauptfehlerquelle im diesem Verfahren ist

der Durchhang der M essstange. Dieser Fehler

kann die Unterlegwerte dermaßen beeinflussen,

dass die M aschine nachher in hohem G rade

fehlausgerichtet ist. Der M esstangendurchhangkann allerdings leicht festgestellt werden (der

Wert kann positiv oder negativ ausfallen) und

wird von den 6:00 Uhr-M esswerten abgezogen.

Siehe dazu die obigen Formeln.

Messen des Durchhangs

Um den Durchhang zu messen, montieren Sie die

gesamte M essapparatur (Halterungen, Stangen

und M essuhren) auf einem Stück geradem Rohr.

Befestigen Sie die Halterungen im gleichen A b-

stand, den sie später auf der eigentlichen M aschi-

ne haben werden. M ontieren Sie die M essuhren

ebenfalls so, dass sie möglichst genau ihrer Positi-on auf der M aschine entsprechen. Positionieren

Sie die M essuhren nun auf 12:00 Uhr und stellen

Sie sie auf Null. Drehen Sie das Rohr, bis die

M essuhren auf 6:00 Uhr stehen. Lesen Sie den

M essuhrzeiger In Position 12:00

Uhr auf Null stellen

A ufbau auf 6:00 Uhr drehen undA bweichung ablesen



34

Regel für die Gültigkeit der Messuhrenmesswerte

0,00

O

L R

U

-0,05

-0,40

-0,35

M essuhr 1

0,00

O

L0,30 0,25R

0,60

U

Typische M essuhren-M esswerte bei dem D oppelradial-

oder dem Radial-A xial-M essuhrenverfahren.

Die Summe der L + R (9:00+3:00) M esswerte sollte dem unteren M esswert U entsprechen.

Dieses trifft sowohl auf radiale M esswerte also auch auf axiale M esswerte zu.

M essuhr 2

l di l h f h



35

M esswert ab. Die Radial-M essuhr wird normaler-

weise einen negativen und die A xial-M essuhr

einen positiven oder negativen Wert ergeben. Die

Werte sollten aber um Null liegen.

M essuhr S(links)

M essuhr M(rechts)

Das Doppelradial-Messuhrenverfahren

Bei dieser A usrichtmethode werden ebenfalls

M essuhren verwendet. Der Zeiger zeigt auf die

Einteilungen, die auf dem Zifferblatt markiert

sind. Wenn der Taster in die M essuhr verschoben

wird, dreht sich der Zeiger im Uhrzeigersinn. Die

A nzahl der M arkierungen, an denen sich der

Zeiger vorbei bewegt, entspricht der Entfernung,

über die der Taster in die M essuhr verschoben

wurde. Wenn der Taster aus der M essuhr gescho-

ben wird, gibt der Zeiger die Entfernung ebenfalls

an. Üblicherweise ist der M esswert positiv, wennder Taster nach innen bewegt wird, und negativ,

wenn der Taster nach auß en bewegt wird.

Montage

Ist die M essuhr montiert, werden die Wellen

synchron gedreht und die M esswerte an denPositionen 12:00, 3:00, 6:00 und 9:00 Uhr abge-

lesen.

F l



36

Formeln

Für diesen M essuhrenaufbau erhalten Sie mit

folgenden Formeln die Versatzwerte:

VP = (S6–S0–SS) (S6–S0–SS+M 6–M 0–M S) c

2 2d

VW = (S6 – S0 – SS + M 6 – M 0 – M S)

2d

HP = (S9 – S3) (S9 – S3 + M 9 – M 3) c

2 2d

HW = (S9 – S3 + M 9 – M 3)

2d

Wobei:

S0 = Linker Radial-M esswert an Position 12:00



S9 = Linker Radial-M esswert an Position 9:00M 0 = Rechter Radial-M esswert an Position 12:00

M 3 = Rechter Radial-M esswert an Position 3:00



d = A bstand zwischen M essuhrentaster

c = A bstand von der K upplungsmitte zurEbene der linken M essuhr

SS = Durchhang der M essuhrenstange an derstationären M aschine*

M S = Durchhang der M essuhrenstange an derzu bewegenden M aschine*

* Diese Werte können positiv oder negativ sein

Der Uhrzeigersinn wird mit Blickrichtung von der

zu bewegende M aschine (rechts) zur stationären

M aschine (links) bestimmt.

K orrekturwerte

Unterlegwert (vord. Füße) = (VW x sV ) – VP

Unterlegwert (hint. Füße) = (VW x sH) – VP





–

–



37

Verschiebewert (vord. Füße) = (HW x sV) – HP

Verschiebewert (hint. Füße) = (HW x sH) – HP



bewegen.)

sV = Entfernung der M essuhrebene zu den

vorderen Füß en der rechten M aschine

sH = Entfernung der M essuhrebene zu den

hinteren Füßen der rechten M aschine

M essuhren an Position 12:00 UhrFalls die M essuhren an Position 12:00 Uhr auf

Null eingestellt und dann an Position 6:00 Uhr

abgelesen werden, werden die Unterlegwerte

folgendermaßen berechnet:

Unterlegwert (vordere Füße) =

(S6–SS+M 6–M S)(c+sV) (S6–SS)2d 2

Unterlegwert (hintere Füße) =

(S6–SS+M 6–M S)(c+sH) (S6–SS)

2d 2





M essuhren an Position 3:00 UhrFalls die M essuhren an Position 3:00 Uhr auf N ull

eingestellt und dann an Position 9:00 Uhr abgele-

sen werden, werden die Verschiebewerte folgen-

dermaß en berechnet:

Verschiebewerte (vordere Füß e)=

(S9 + M 9) (c + sV ) S92d 2

Verschiebewerte (hintere Füße) =

(S9 + M 9) (c + sH) S9

2d 2

(Positiv bedeutet, in Richtung 3:00 Uhr bewe-gen. Negativ bedeutet, in Richtung 9:00 Uhr

bewegen.)

Durchhang – siehe vorangehende Hinweise.

–

–

–

–

W ll i ht itd L



38

Wellenausrichtung mit dem Laser

Seit Einführung von Laser und Computer beim

Wellenausrichten vor 20 Jahren sind sich immer

mehr Betriebsingenieure über die Notwendigkeit

hochpräziser Ausrichtverfahren bewusst gewor-

den. Laseroptische M ethoden werden nun in

vielen Firmen als die Standardmethode zur Wel-

lenausrichtung eingesetzt.

Hier sind einige der Vorteile der laseroptischen

A usrichtung zusammengefasst:

• Präzisionsausrichtung ohne manuelle Datenein-gabe oder subjektive Interpretation

• G raphische A nzeige der Ausrichtergebnisse an

K upplungen und M aschinenfüßen

• K eine mechanischen Einrichtungen – kein

Durchhang der Halterungen

• Demontage von K upplungen nicht erforderlich• G enaue und wiederholbare Ergebnisse bei ho-

her Bedienerfreundlichkeit

• K eine vorbestimmten Aufnahmepositionen von

M esswerten, z. B. 12:00, 3:00, 6:00 und 9:00 –

Ergebnisse sind bereits erhältlich, wenn die

Welle weniger als 90 G rad gedreht wird!

• Datenspeicherung und Ausdruck der Ergebnis-

se zur Berichterstattung

• Zertif izierbare K alibrierung der Systemgenauig-

keit

Wohl der schlüssigste Beweis für die Vorteile der

laseroptischen Wellenausrichtung ist die daraus

entstehende Senkung des Schwingungspegelsbeim Betrieb der M aschine. Das Diagramm zeigt,

wie die Anzahl von A larmberichten die durch

Schwingungen verursacht wurden, zurückging

nachdem das O PTA LIGN® PLUS Wellenausricht-

system in einer Erdölraffinerie eingeführt wurde.

Die G rafik bestätigt eine Vielzahl von Berichten,

wonach eine laseroptische A usrichtung einen ru-

higeren M aschinenlauf zur Folge hat.

S h i l /J h



39

Schwingungsalarme/Jahr

700

600

500

400

300

200

100

0Ja hr 1 Ja hr 4 Ja hr 8

Fehlausrichtung

Sonstige(Lagerschäden,Unwucht,Lockerungen)

D OPTALIGN® PLUSS t



40

Das OPTALIGN® PLUS System

Das komplette O PTA LIGN® PLUS System besteht

aus:

• Laseraufnehmer

• Reflektor

• Bedienteil

• Verbindungskabel zwischen

A ufnehmer und Bedienteil

• K ompakte K ettenspannvorrichtung

A lle diese Komponenten werden von PRÜFTECH-

NIK A G entwickelt und gefertigt. Somit ist ge-

währleistet, dass all Komponenten und Zubehör-

teile funktional zusammenpassen. O PTA LIG N®

PLUS profitiert von der groß en Erfahrung, die in

über 25 Jahren im Bereich des laseroptischenWellenausrichtens gesammelt wurde. Das System

ist daher dafür konzipiert, den Strapazen des

täglichen Einsatzes in der rauhen Industrieumge-

bung standzuhalten. Dabei wurde die Bedienung

so einfach wie möglich gehalten, damit jeder

A nwender perfekte und wiederholbare A usricht-

ergebnisse mit nur wenig A ufwand erzielen kann.

OPTALIGN® PLUS ist nur ein Produkt aus einer

Reihe von Wellenausrichtsystemen der PRÜF-

TECHNIK mit denen ein breiter Bereich von An-

wendungen abgedeckt werden kann – von einfa-

chen Einkupplungssystemen (häufig Pumpen und

M otoren) bis hin zu komplexen A nlagen wie

mehrstufigen Turbinen und K ompressoren. D iekomplette Produktpalette besteht aus den Syste-

men:

MASTERLIGN®

OPTALIGN® PLUS*

ROTALIGN® *

ROTALIGN® PRO*

smartALIGN®

* optional in Ex-A usführung erhältlich



41

Wellenausrichtsystem O PTA LIG N® PLUS

DieVorteiledesOPTALIGN® PLUS



42

Die Vorteile des OPTALIGN® PLUS

OPTALIGN® PLUS bietet eine Vielzahl an einzigar-

tigen Vorteilen gegenüber anderen Wellenaus-

richtsystemen:

• Laseroptische Ausrichttechnologie, die sich seit20 Jahren in der Industrie bewährt hat: PRÜF-

TECHNIK hat das K now-How, G eräte zur Verfü-

gung zu stellen, die den hohen Anforderungen

der Industrie gerecht werden.

• Stabiles IP 65-G ehäuse schützt die robuste La-

sertechnologie vor Schmutz und Spritzwasser.

• Nur geringe Wellendrehung zur Bestimmung

der Ausrichtung erforderlich: Sie erhalten ge-

naue A usrichtergebnisse bei einer Wellendre-

hung von nur 60°.

• Resultat nach 3 einfachen Schritten:

1. A bmessungen eingeben2. Wellen drehen

3. Ergebnisse ablesen!

• Nur ein Kabel: kein Kabelsalat.

• Das K abel kann während der M essdrehung ab-

und wieder angesteckt werden, ohne die Er-

gebnisse zu beeinträchtigen.

• Zuverlässige Universalhalterungen für eine ein-fache und schnelle M ontage, geeignet für klei-

ne und groß e Durchmesser (auch in magneti-

scher A usführung erhältlich).

• Durch das patentierte Unibeam® -Prinzip gibt es

nur einen Laserstahl, der justiert werden muss.

• Ultra-kompakter Reflektor findet auch an Stel-len Platz, die für andere Lasersysteme oder

M essuhren zu eng sind; geringes G ewicht ver-

mindert Durchhang.

• Dank Infinirange® , auch bei sehr groß en Fehl-

ausrichtungen oder groß en Abständen einsetz-

bar (z. B. Zwischenwellen).

• K alibrierung gemäß lokaler oder internationaler

Normen durch CALICHEK ® T.

OPTALIGN® PLUS bietet Ihnen:



43

OPTALIGN® PLUS bietet Ihnen:

Laseroptische Ausrichttechnologie, diesich seit über 20 Jahren in der Industriebewährt hat

Robuste Lasertechnologie, die dem in-dustriellen Einsatz standhält

Nur geringe Wellendrehung zur Be-stimmung der A usrichtung erforderlich

Resultat nach 3 einfachen Schritten:1. A bmessungen eingeben2. Wellen drehen3. Ergebnisse ablesen!

Zuverlässige Universalhalterungen für

die einfache und schnelle M ontage(auch in magnetischer Ausführung er-hältlich)

Nur ein K abel: kein Kabelsalat

Platzsparendes Reflektor-Designfür Stellen, die für andere Systeme/M essuhrenzu eng sind; geringes G ewicht vermindertDurchhang

Durch das patentierte Unibeam® -Prin-zip gibt es nur einen Laserstahl, der

justiert werden muss

Bei groß en Fehlausrichtungen undA bständen einsetzbar (z. B. Zwi -schenwellen) dank der Infinirange®

M essbereichserweiterung

K alibrierung auf lokale oder interna-tionale Normen rückfürbar

K urzanleitung in Bedienteil enthalten

Schutzart IP 65: Spritzwasserge-schützt und Staubdicht

M

DIM

DAS LASEROPTISCHE AUSRICHTVERFAHREN



44

DAS LASEROPTISCHE AUSRICHTVERFAHREN

Vorbereitungen: Maschinenbeweglichkeit

Diese M ethoden ermöglichen es, die M aschine

langsam, gleichmäß ig und sanft zu bewegen.

M ethoden wie z. B. der G ebrauch eines Vor-schlaghammers erschweren die genaue Positio-

nierung und können zu einer Beschädigung der

M aschinen führen (Einprägung von Rattermarken

in den Lagern). Darüber hinaus können die

Schwingungen das A usrichtsystem während der

M O VE-Funktion (K orrekturfunktion) verrücken,

und dadurch zu einer verminderten G enauigkeit

der Positionierungskontrolle führen.

Bei den Vorbereitungen für eine erfolgreiche

A usrichtung ist im ersten Schritt sicherzustellen,

dass die auszurichtende M aschine in den erfor-derlichen Richtungen beweglich ist. Hier handelt

es sich u.a. um die vertikale Beweglichkeit der

M aschine – sowohl aufwärts (mittels entspre-

chender Hebevorrichtungen) als auch abwärts,

(falls, wie oft der Fall, die M aschine gesenkt

werden muss). Ein Senken der M aschine wird

ermöglicht, indem man bei der Erstinstallation 2

bis 4 mm Passplatten unter die Füß e beider

M aschinen legt. Wir empfehlen, dass beiden

M aschinen von vornherein Passplatten unterge-

legt werden, damit V eränderungen im M aschi-

nenfundament ggf. später ausgeglichen werden

können.

Die horizontale Positionierung der M aschinen

erfolgt am besten mittels Verstellschrauben, oder

einem einfachen ‘ M aschinenverstellwerkzeug’

(siehe Abbildung) oder hydraulischen G eräten.



45

M aschinen-verstellwerkzeug

VorgefertigtePERMABLOC® Passplatten: Der Vergleich lohnt sich



46

Jährlicher Bedarf an Passplatten

Jährlicher Bedarf =

A nzahl an M asch. x 4 Füß e/M asch. x 3 Passplatten/Fuß

1 A usrichtung pro Jahr

Z. B., jährlicher Bedarf bei 100 M aschinen =

100 M aschinen x 4 Füß e/M aschine x 3 Passplatten/Fuß

1 A usrichtung pro Jahr

= Bedarf von 1.200 Passplatten/100 M aschinen

Die Fertigung von Passplatten von Hand

Das Schneiden von Passplatten von Hand verlangt

mehrere zeitraubende Schritte:

1. Erforderliche G eräte und M etallblech oderRollenstahl beschaffen

2. Passplattenumriss auf Blech einritzen

3. Passplatte ausschneiden

4. Entgraten.

Vorgefertigte PERMABLOC®-Passplatten: Der Vergleich lohnt sich

Bei der Installation rotierender M aschinen ist eine

Positioniergenauigkeit von nur wenigen hun-

dertstel M illimeter entscheidend. Weniger stren-

ge M aßstäbe an die Qualität der Passplatten

führen zu keiner optimalen Auflagefläche für dieM aschinenfüß e, welches sich dann im Betrieb

wiederum in Schwingungen auswirkt. Die Ursa-

che ist oft bei sehr elementaren M ängeln zu

finden, z. B. bei einer Knappheit an Passplatten

mit der richtigen G röße und Stärke bei der

Installation. Eine Vorbeugung macht sich bei derA usrichtung von M aschinen schnell bezahlt.

Für die Fertigung einer Passplatte werden durch Fazit



47

Für die Fertigung einer Passplatte werden durch-

schnittlich 10 M inuten benötigt. Bedenken Sie

nun die Verzögerungen, wenn bei einer gewöhn-

lichen A rbeit an einer M aschine 100 M inuten nur

für die Herstellung der Passplatten benötigt wer-

den. Jede M aschine hat 4 Füße und benötigt 2 bis3 Passplatten pro Fuß: 4 Füß e x 2,5 Passplatten/

Fuß x 10 M inuten/Passplatte = 100 M inuten.

Kostenvergleich zwischen handgefertigtenPassplatten und PERMABLOC®

A llgemeine K osten

A rbeitskosten/Std. €30,00

A rbeitskosten/M in. €0,5

20 Stk. PERM A BLO C® (0,70 mm) kosten €34,00

1 Stk. PERM A BLO C® (0,70 mm) kostet €1,70

K ostenvergleich

4 Passplatten per Hand schneiden:

€0,5 x 4 Passplatten x 10 M inuten = €20,00

K aufpreis für 4 PERM A BLO C® -Passplatten:

€1,70 x 4 Passplatten = €6,80

Fazit

Wie Sie aus diesen Berechnungen nachvollziehen

können, beträgt die Kostenersparniss bei 4 PER-

M ABLO C ® -Passplatten immerhin €13,20.

A ber die eigentlichen Vorteile der PERM A BLO C®

-Passplatten sind vielfach: gratfrei, einfach zu

benutzen, korrekte Stärke, weiter Bereich an

G rößen, dauerhaft markiert, korrosionsresistenter

Edelstahl.

Im robusten PERM A BLO C® -K offer sind die Pass-

platten vor Beschädigung geschützt und ordent-

lich aufbewahrt. M it einem G riff ist die richtige

Passplatte zur Hand und die Ausrichtaufgabe

schnell beendet.

PERMABLOC®-Passplatten: Größen und Bestellnummern



48

Bestellnr. A B C Ø Dicke

A LI 2.500 A k 60 50 15 M 12 0,025

A LI 2.500 A n 60 50 15 M 12 0,05

A LI 2.500 A p 60 50 15 M 12 0,1

A LI 2.500 A r 60 50 15 M 12 0,2

A LI 2.500 A t 60 50 15 M 12 0,4

A LI 2.500 A v 60 50 15 M 12 0,7

A LI 2.500 A w 60 50 15 M 12 1,0

A LI 2.500 A x 60 50 15 M 12 2,0

PERMABLOC -Passplatten: Größen und Bestellnummern

Größe A


A LI 2.500 Ck 100 80 32 M 27 0,025

A LI 2.500 Cn 100 80 32 M 27 0,05

A LI 2.500 Cp 100 80 32 M 27 0,1

A LI 2.500 Cr 100 80 32 M 27 0,2

A LI 2.500 Ct 100 80 32 M 27 0,4

A LI 2.500 Cv 100 80 32 M 27 0,7

A LI 2.500 Cw 100 80 32 M 27 1,0

A LI 2.500 Cx 100 80 32 M 27 2,0

Größe C


A LI 2.500 Bk 80 70 22 M 18 0,025

A LI 2.500 Bn 80 70 22 M 18 0,05

A LI 2.500 Bp 80 70 22 M 18 0,1

A LI 2.500 Br 80 70 22 M 18 0,2

A LI 2.500 Bt 80 70 22 M 18 0,4

A LI 2.500 Bv 80 70 22 M 18 0,7

A LI 2.500 Bw 80 70 22 M 18 1,0

A LI 2.500 Bx 80 70 22 M 18 2,0

Größe B


A LI 2.500 Dk 130 105 44 M 36 0,025

A LI 2.500 Dn 130 105 44 M 36 0,05

A LI 2.500 Dp 130 105 44 M 36 0,1

A LI 2.500 Dr 130 105 44 M 36 0,2

A LI 2.500 Dt 130 105 44 M 36 0,4

A LI 2.500 Dv 130 105 44 M 36 0,7

A LI 2.500 Dw 130 105 44 M 36 1,0

A LI 2.500 Dx 130 105 44 M 36 2,0

Größe D

A

B

C

M aße in mm

InstallationderMaschinen:



49

Installation der Maschinen:Erste Schritte für eine erfolgreiche Ausrichtung

• Die Vorbereitung der M aschinengrundplatte

und der M aschinenauflagefläche, -füß e, -sockel,

usw. ist von größ ter Bedeutung! Eine gute A us-

richtung ist sonst nur schwer zu erreichen! Die

Flächen säubern, richten und G rate von den

M ontageflächen, Bolzenlöchern, usw. , abfeilen.

• Um präzise und wirksam ausrichten zu können,

sollten Passplatten hoher Q ualität zur Verfügung

stehen.

• Bevor Sie das Wellenausrichtsystem auf den

M aschinen montieren, nehmen Sie sich ein paar

M inuten Zeit, um die Ausrichtung der K upplun-

gen/Wellen genau zu begutachten. Ihre Augen

sind Ihr erstes M essgerät!

• Prüfen Sie, ob die Pumpe bzw. der M otorgerade auf der G rundplatte aufsitzt. K ippfuß

überprüfen und gegebenenfalls korrigieren (siehe

nächsten A bschnitt).

Bei der Installation von M aschinen, wie z. B.

Pumpen, G etrieben oder K ompressoren, müssen

einige allgemeine Regeln beachtet werden:

• Die anzutreibende Einheit wird in der Regel

zuerst installiert, und die Antriebsmaschine oder

M otor wird dann an der Welle der anzutreiben-

den Einheit ausgerichtet.

• Falls die anzutreibende Einheit durch ein G etrie-

be angetrieben wird, sollte das G etriebe an derangetriebenen Einheit ausgerichtet werden und

die A ntriebsmaschine an dem G etriebe.

• M it K ontrollen können Sie die G enauigkeit der

M aschinenkupplungen bestimmen. K ontrollieren

Sie, wenn möglich, den Schlag (Rundlauf und

Rechtwinkligkeit bezüglich den Wellenmittellini-en) der Kupplungshälften mittels einer M essuhr

(schlagende K upplungshälften können U nwucht-

probleme bereiten! )

Kippfuß• Die A nzahl an Passplatten möglichst gering



50

Kippfuß

G enauso wie ein kippelnder Stuhl oder Tisch

nerven kann, tut es auch eine „ wackelige M aschi-

ne“ : D ie Position der M aschine verändert sich bei

jedem A usrichtvorgang, und bei jeder Überprü-

fung der A usrichtung wird festgestellt, dass dieM aschine noch immer fehlausgerichtet ist. Wenn

die M aschinenfüß e festgeschraubt werden, ent-

stehen zusätzliche Verspannungen, die zu einer

Verformung des G ehäuses führen können.

Dieser Zustand ist als ‘K ippfuß ’ bekannt und bliebbis heute meist unberücksichtigt, da er äußerst

schwer zu messen ist.

Es gibt zwei unterschiedliche Typen von K ippfuß .

Ein Parallelk ippfuß liegt vor, wenn das Funda-

ment parallel zu den M aschinenfüß en verläuft. Erwird korrigiert, indem die richtige Stärke an

Passplatten einfach hinzugefügt oder entfernt

wird. Winkelkippfuß liegt vor, wenn Fuß und

Fundament einen Winkel zueinander bilden.

• Die A nzahl an Passplatten möglichst gering

halten, d. h. möglichst nicht mehr als 3 Passplat-

ten pro M aschinenfuß/Unterlage.

• K orrigieren Sie die A usrichtung soweit wie

nötig, um sicherzustellen, dass die M aschinen-

wellen beim Betrieb in ihren Lagern zentriertlaufen und innerhalb der Herstellertoleranzen

ausgerichtet sind.

• Vor der Ausrichtung immer die Herstelleraus-

richtvorgaben beachten! Temperaturwachstum

kann u. U. einen ‘kalten‘ A usrichtversatz erfor-

derlich machen.

• Sorgen Sie dafür, dass die an die M aschinen

angeschlossenen Leitungen und Stangen sachge-

mäß gestützt sind, sich bei thermischer Expansion

jedoch frei mitbewegen können.



51

Parallelkippfuß Winkelkippfuß

Normale Passplatten können diesem Problem kei- Ausrichttoleranztabellen



52

Normale Passplatten können diesem Problem kei

ne Abhilfe leisten (ein typisches M erkmal für den

Winkelkippfuß ). M ögliche Lösungen sind eine

Demontage der M aschine, damit die Füße ent-

sprechend abgeschliffen werden können, oder

die Verwendung abgestufter Passplatten, um dieLücke zwischen Fuß und Fundament zu füllen.

A ls grobe Richtlinie, und wenn Toleranzangaben

des Herstellers oder Betreibers fehlen, sollte die

Höhe des K ippfußes ± 0,05 mm (je Fuß) nicht

überschreiten.

Ausrichttoleranztabellen

Die hier empfohlenen Ausrichttoleranzen stellen

allgemeine Werte dar, die auf Erfahrung basieren

und nicht überschritten werden sollten. Sie soll-

ten nur verwendet werden, wenn durch existie-

rende, betriebsinterne Vorgaben oder durch denM aschinen- oder K upplungshersteller keine ande-

ren Werte vorgeschrieben sind.

Betrachten Sie die Tabellenwerte als die jeweils

maximal zulässige Abweichung vom A usrichtziel,

ob ‘Null’ oder ein gewünschter Versatz, derthermisches Wachstum ausgleicht. In den mei-

sten Fällen zeigt ein kurzer Blick in die Tabelle, ob

ein A usrichtwert an der Kupplung noch zulässig

ist oder nicht. M etrische Toleranzen gelten für

M aschinen mit einer Netzfrequenz von 50 Hz und

deren Drehzahl ein Vielfaches oder ein Bruchteil

von 3000 U/min beträgt.

Der Winkelversatz wird normalerweise als Spalt-

breite am K upplungsrand angegeben (‘ K laf-

fung’). Für einen vorgegebenen Winkelversatz



53

U/min Metrisch[mm]

jeder 0.06mm

Akzeptabel Exzellent

600

750 0.19 0.091500 0.09 0.0618003000 0.06 0.0336006000 0.03 0.027200

600750 0.13 0.09

1500 0.07 0.05

18003000 0.04 0.0336006000 0.03 0.027200

600750 0.25 0.15

1500 0.12 0.0718003000 0.07 0.0436006000 0.03 0.027200

OPTALIGN® PLUSblendet das ‘Smiley’-Symbol ein, wennM esswerte im Toleranzbereich liegen(beruhend auf K upplungstyp undDrehzahl )

‘A usgezeichnete’ A usrichtung

‘A kzeptable’ A usrichtung

‘M angelhaft’=A ußerhalb der Toleranzen.Erneut ausrichten!

KeinSmiley

Kippfuß

Standard-K upplungen

Parallelversatz

Winkelversatz (‘ K laffung’)Spaltbreite bezogen auf 100 mm K upplungsdurchmesser

Zwischenwellen undM embrankupplungen

(Scheibenkupplungen)Parallelversatz(pro 100 mm Zwischenwelle)

tiert die Einhaltung dieser Toleranzen nicht denwird mit zunehmendem K upplungsdurchmesser



54

tiert die Einhaltung dieser Toleranzen nicht den

schwingungsfreien Betrieb einer M aschine.

Starre (geflanschte) K upplungen erlauben k eine

Toleranzen für die Ausrichtung. Sie sollten

möglichst genau ausgerichtet werden.

wird mit zunehmendem K upplungsdurchmesser

der Spalt immer größ er. D ie aufgelisteten Werte

sind auf einen K upplungsdurchmesser von

100 mm bezogen. Bei Verwendung des tatsächli-

chen K upplungsdurchmessers wird der Tabellen-

wert mit dem entsprechenden Faktor multipli-ziert.

Für M aschinen mit Zwischenwellen gibt die Tabel-

le den maximal zulässigen Versatz pro 100 mm

Zwischenwellenlänge an.

‘A kzeptable’ Toleranzen werden aus der G leitge-

schwindigkeit geschmierten Stahls auf Stahl be-

rechnet. Ein vorsichtiger Wert von 12 mm/s wird

für die zulässige Gleitgeschwindigkeit eingesetzt.

Da diese Werte auch mit denen übereinstimmen,

die aus elastomerischen Scherwerten abgeleitet

sind, gelten sie ebenfalls für Standard-Kupplun-

gen mit flexiblen Elementen.‘Exzellent’ -Werte basieren auf Schwingungsbeob-

achtungen einer breiten Vielfalt industrieller M a-

schinen zur Feststellung der für Schwingungen

kritischen Fehlausrichtungen; allerdings garan-

ThermischeAusdehnung



55

Thermische Ausdehnung

Bis jetzt haben wir in diesem Handbuch in den

meisten Fällen nur die A usrichtung von rotieren-

den M aschinen im k alten Zustand betrachtet. Bei

größeren M aschinenanlagen und bei M aschinen,

bei denen eine Komponente der A nlage mit einerhöheren Temperatur betrieben wird, müssen die

A uswirkungen des thermischen Wachstums (oder

Schrumpfens) auf die A usrichtung der M aschine

berücksichtigt werden. Es hat keinen Zweck,

einen M aschinenstrang im kalten Zustand genau-

estens auszurichten, wenn sich dieser Zustand beiBetriebsbedingungen wieder verändert. Es gibt

mehrere M ethoden, die richtige Ausrichtung un-

ter Betriebsbedingungen herauszufinden.

• Die Systemhersteller können in der Regel Infor-

mationen zum M aschinenversatz zur Verfügung

stellen.

• Berechnungen können mit H ilfe eines K oeffizi-enten durchgeführt werden, der das thermische

Wachstum des Werkstoffs beschreibt – siehe

nachfolgende Seiten.

• O nline-M essungen des A usrichtzustandes kön-

nen unter kalten und heißen Bedingungen mittelskontaktierenden oder kontaktfreien A usricht-

messgeräten vorgenommen werden.

PERM A LIGN ® ist ein laseroptisches M esssystem,

mit dem Veränderungen der M aschinenposition

währed des Betriebes gemessen und grafisch

aufzeichnet werden können.

Die Abschätzung oder Berechnung der tatsächli- Thermisches Wachstum



56

g g

chen Veränderung in der Ausrichtposition ist

keineswegs ein einfaches Unterfangen. Viele Fak-

toren können die G enauigkeit der Endergebnisse

beeinträchtigen:

• Thermisches Wachstum der Lagerungen

• Veränderungen in den radialen bzw. axialen

Kräften

• Veränderungen in der Ö lfilmdicke in den La-

gern

• Veränderungen im Fundament oder in derG rundplattenauflage

• Veränderungen in den Kräften angeschlossener

Rohre und Leitungen.

Die O nline-M essung berücksichtigt sämtliche Fak-

toren und ergibt genaue, wiederholbare Ergeb-

nisse zum thermischen Wachstum.

e sc es ac s u

Wellengekuppelte M aschinen erreichen beim Be-

trieb oft Temperaturen, die hoch genug sind, um

eine Ausdehnung des M aschinengehäuses zu be-

wirken. Diese A usdehnung wird als ‘thermisches

Wachstum’ bezeichnet und verursacht eine relati-ve Verlagerung der Wellen aus ihren ‘kalten’

stationären Positionen heraus. Dieses hat stets

eine Verschlechterung des Ausrichtzustandes zur

Folge, wenn keine entsprechenden Vorkehrun-

gen getroffen werden.

Falls Richtung und A usmaß des Wachstums be-

kannt sind, können die M aschinen absichtlich so

falsch ausgerichtet werden, dass sie später in die

richtige Ausrichtung hineinwachsen und für den

normalen Betrieb dann auch gut ausgerichtet

sind. O PTALIG N® PLUS und RO TA LIG N® verfügen

über eine Sonderfunktion, die die Angabe solcher

A usrichtvorgaben ermöglicht. Vorgabespezif ik ati-

on für die kalte Ausrichtung sind in der Regel von

M aschinenherstellern erhältlich.



57

O nline-M esssystem PERM A LIG N®

Berechnungshilfe für thermisches Maschinenwachstum



58

D L = L x ( a ) x ( D T )

wobei

D L = thermisches Wachstum

L = M ittellinienhöhe zurM aschinengrundplatte

a

= K oeffizient für thermischesWachstum des Werkstoffs(0,0000059 für G usseisen)

D T = Veränderung in derUmgebungstemperatur

Beispiel

Eine Pumpe, die ein 270°C heiß es M edium för-

dert, soll bei Raumtemperatur richtig ausgerichtet

werden.

Pumpe mit Flüssigkeit: 270°C

Höhe zur Wellenmitte: 70 cm

Umgebungstemperatur: 25°C

D L = L ( a ) ( D T )D

L = 70 cm (0,0000059) x (270 – 25)= 70 (0,0000059) x 245

= 0, 10 mm

Ergebnis: Die Pumpe muss bei Raumtemperatur

1/10 M illimeter tiefer gestellt werden.

(M oderne Laserausrichtsystem wie z. B. RO TA -LIGN® PRO können diese K alkulationen direkt

durchführen.)

gwenn Herstellervorgaben fehlen



59

L



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Wellenausrichten leicht gemacht.pdf