Arten von Motorfehlstellungen

Die richtige Ausrichtung zwischen Motor und angetriebener Ausrüstung ist bei industriellen Maschinenanwendungen von entscheidender Bedeutung. Eine Fehlausrichtung, selbst um den Bruchteil eines Millimeters, kann zu Problemen wie übermäßiger Vibration, vorzeitigem Lagerausfall und verringerter Effizienz führen, was letztendlich zu ungeplanten Ausfallzeiten und kostspieligen Reparaturen führt. Mit dem technologischen Fortschritt haben sich Ausrichtungstechniken von einfachen Methoden mit einfachen Werkzeugen zu hochentwickelten laserbasierten Systemen entwickelt, die eine beispiellose Präzision bieten.

In diesem Blogbeitrag werden wir uns eingehend mit den drei Hauptarten der Motorfehlausrichtung befassen – Winkel-, Parallel- und Kombinationsfehlausrichtung. Anschließend werden wir die gängigsten Ausrichtungstechniken untersuchen, die in diesem Bereich eingesetzt werden, von der einfachen Methode mit Richtschnur und Fühlerlehre bis hin zu fortschrittlichen Laserausrichtungssystemen, und die Vorteile und Einschränkungen jedes Ansatzes diskutieren.

Arten von Motorfehlstellungen

Eine Fehlausrichtung zwischen der Motorwelle und dem angetriebenen Gerät kann zu zahlreichen Problemen führen, darunter übermäßige Vibrationen, vorzeitiger Lagerausfall, Dichtungslecks und Kupplungsschäden.

Es können drei Haupttypen von Fehlausrichtungen auftreten:

Winkelfehlstellung

Bei Winkelfehlstellungen schneiden sich die Mittellinien der Motor- und Antriebswellen, sind aber nicht parallel. Stellen Sie sich zwei Linien vor, die sich in einem Winkel kreuzen.

Dieser Kreuzungswinkel zwischen den Wellen verursacht bei jeder Drehung ein Biegemoment in der Kupplung. Die Kupplung biegt sich ständig hin und her, um die Fehlausrichtung auszugleichen.

Winkelfehlstellungen werden in der Regel dadurch verursacht, dass die Maschinen aufgrund unsachgemäßer Unterfütterung oder eines nicht ebenen Fundaments nicht auf derselben horizontalen Ebene stehen. Stellen Sie sich eine Maschine vor, die etwas höher steht als die andere.

Die Belastung durch wiederholtes Biegen kann zu einem vorzeitigen Ausfall der Kupplung führen. Außerdem werden schädliche zyklische Kräfte auf die Lager und Dichtungen von Motor und Ausrüstung übertragen.

Parallele (versetzte) Fehlausrichtung

Bei einer parallelen Fehlausrichtung, auch Offset-Fehlausrichtung genannt, sind die Mittellinien von Motor und angetriebener Welle parallel, aber zueinander versetzt. Stellen Sie sich zwei Linien vor, die auf derselben Ebene liegen, sich aber nicht schneiden.

Dieser Versatz zwischen den Wellen führt dazu, dass sich die Kupplung beim Drehen ständig dehnt und zusammenzieht, wie ein Akkordeon. Die Kupplung versucht ständig, den Abstand zwischen den Wellen auszugleichen.

Parallele Fehlausrichtungen entstehen häufig dadurch, dass Motor und angetriebene Ausrüstung horizontal zueinander verschoben sind. Dies kann auf eine falsche Platzierung während der Installation oder ein sich verschiebendes Fundament zurückzuführen sein.

Das ständige Dehnen und Zusammendrücken der Kupplung aufgrund von Parallelversatz beschleunigt den Verschleiß. Außerdem werden bei jeder Umdrehung abwechselnd Zug- und Druckbelastungen auf die Wellen, Lager und Dichtungen ausgeübt.

Kombinationsfehlstellung

In der Praxis ist die meiste Wellenfehlausrichtung eine Kombination aus Winkel- und Parallelfehlausrichtung. Die Motorwelle steht in einem Winkel zur Mittellinie der angetriebenen Welle und es besteht auch ein Versatz zwischen ihnen.

Kombinierte Fehlausrichtungen vereinen die schädlichen Auswirkungen sowohl von Winkel- als auch von Parallelfehlausrichtungen. Die Kupplung erleidet beim Drehen gleichzeitig eine Winkelverzerrung und eine axiale Verschiebung.

Wie bei den einzelnen Fehlausrichtungsarten kann eine kombinierte Fehlausrichtung durch ungenaue Installation, beschädigte Fundamente oder unsachgemäße Unterfütterung entstehen. Sie setzt das gesamte mechanische System schädlichen zyklischen Belastungen aus.

Techniken zur Motorausrichtung

Methode mit Richtschnur und Fühlerlehre

Eine der grundlegendsten Motorausrichtung Methoden verwenden einfache Werkzeuge – eine Richtschnur und eine Reihe Fühlerlehren. Die Richtschnur, normalerweise ein präzisionsgeschliffenes Metalllineal, wird über die Kupplung gelegt, die den Motor mit dem angetriebenen Gerät verbindet. Fühlerlehren, dünne Metallklingen mit präziser Dicke, werden dann verwendet, um etwaige Lücken zwischen den Kupplungsflächen und der Richtschnur zu messen.

Durch Messungen an der Ober- und Unterseite sowie an den Seiten der Kupplung sowohl auf der Motor- als auch auf der Geräteseite können der Versatz und die Winkelfehlstellung ermittelt werden. Anschließend werden Unterlegscheiben unter den Motor- oder Gerätefüßen hinzugefügt oder entfernt, um die Kupplungshälften gemäß den Gerätespezifikationen auszurichten. Die Methode mit Richtschnur und Fühlerlehre kann für einige Anwendungen effektiv sein, ihre Genauigkeit ist jedoch begrenzt, insbesondere bei Geräten, die eine präzise Ausrichtung erfordern.

Messuhr-Methode

Eine noch höhere Präzision als bei Richtschnur und Fühlerlehre ist die Messuhr-Ausrichtungsmethode. Messuhren sind Messwerkzeuge mit einem Kolben, der eine Messuhrfläche bewegt, um die Verschiebung anzuzeigen, normalerweise in Schritten von 0,001 Zoll oder feiner.

Zur Durchführung der Ausrichtung wird ein Paar Messuhren an Halterungen montiert, die an einer Hälfte der Kupplung befestigt sind. Die Kolben sind so positioniert, dass sie die Stirnfläche und den Rand der anderen Kupplungshälfte berühren. Wenn die Wellen zusammen gedreht werden, zeigen die Messuhren den Versatz oder Winkelversatz an verschiedenen Stellen an, der auf einem Ausrichtungsdatenblatt aufgezeichnet werden kann.

Am Motor oder Gerät werden Unterlegscheiben und Anpassungen vorgenommen, bis die Messuhren anzeigen, dass die Kupplung während einer vollen Umdrehung innerhalb der Toleranz ausgerichtet ist. Die Ausrichtung mit Messuhren ist zwar zeitaufwändiger als die Methode mit gerader Kante, bietet jedoch eine höhere Genauigkeit, die für viele industrielle Anwendungen geeignet ist. Große Abstände zwischen Motor und Gerät können jedoch die Genauigkeit beeinträchtigen.

Laserausrichtungssysteme

Für höchste Präzision werden Laserausrichtungssysteme bevorzugt. Diese Systeme verwenden Lasersender und -empfänger, die an den Motor- und Gerätewellen montiert sind. Der Lasersender sendet eine Ebene oder Linie Laserlicht aus, die vom Empfänger aufgenommen wird.

Eine spezielle Software analysiert die Laserwerte während einer vollständigen Wellenumdrehung, um die vertikale und horizontale Winkel- und Versatzfehlstellung zu berechnen. Anschließend wird eine visuelle Anzeige bereitgestellt, die genau zeigt, wie viele Unterlegscheiben oder Anpassungen an welchen Stellen erforderlich sind, um die Wellen präzise auszurichten.

Der Hauptnachteil der Laserausrichtung sind die höheren Anschaffungskosten der Ausrüstung. Bei Präzisionsanwendungen, bei denen die Ausrichtung von entscheidender Bedeutung ist, kann sich die Investition jedoch im Laufe der Zeit durch eine längere Lebensdauer der Ausrüstung, geringere Vibrationen und Wartungseinsparungen auszahlen. Viele Lasersysteme bieten auch zusätzliche Funktionen wie geometrische Messungen von Turbinenbohrungen und Werkzeugmaschinenführungen.