Was ist Pumpenausrichtung

Falsch ausgerichtete Pumpen sind ein kostspieliges und häufiges Problem in Industrieanlagen, da sie zu übermäßigen Vibrationen, Leckagen und vorzeitigem Komponentenausfall führen. Eine falsche Ausrichtung verschwendet Energie, erhöht die Wartungskosten und kann zu teuren Ausfallzeiten führen.

Wenn Sie eine Fehlausrichtung Ihrer Pumpe ignorieren, gefährden Sie Ihre Ausrüstung und Ihr Geschäftsergebnis. Falsch ausgerichtete Wellen sind bis zu 6x stärkerer Belastung ausgesetzt, was die Lagerlebensdauer drastisch verkürzt. Selbst kleine Ausrichtungsprobleme summieren sich mit der Zeit und führen zu katastrophalen Ausfällen, wenn sie nicht behoben werden.

In diesem Handbuch behandeln wir die verschiedenen Arten von Fehlausrichtungen, bewährte Methoden zur präzisen Ausrichtung von Pumpenwellen und Schritt-für-Schritt-Anleitungen, damit Ihre Pumpen reibungslos laufen.

Was ist Pumpenausrichtung

Bei der Pumpenausrichtung werden die Rotationsmittellinien einer Pumpe und ihrer Antriebseinheit (z. B. eines Elektromotors) präzise positioniert und ausgerichtet, um Fehlausrichtungen zwischen den beiden Maschinen zu minimieren. Durch die richtige Ausrichtung wird sichergestellt, dass die Wellen der Pumpe und des Motors koaxial sind, d. h. ihre Mittellinien verlaufen sowohl horizontal als auch vertikal in einer geraden Linie.

Arten von Pumpenfehlausrichtungen

Radiale Fehlausrichtung

Eine radiale Fehlausrichtung, auch Offset-Fehlausrichtung genannt, tritt auf, wenn die Mittellinien der Pumpen- und Antriebswellen parallel, aber nicht konzentrisch sind. Diese Art der Fehlausrichtung kann zu einer ungleichmäßigen Belastung von Lagern und Dichtungen führen, was zu vorzeitigem Verschleiß und Ausfall führt. Eine radiale Fehlausrichtung wird in der Regel durch unsachgemäße Installation oder Fundamentsetzung verursacht.

Axiale Fehlausrichtung

Axiale Fehlausrichtung oder Axialspiel bezeichnet den Zustand, in dem die Pumpen- und Antriebswellen konzentrisch, aber nicht parallel sind. Diese Fehlausrichtung tritt auf, wenn zwischen den Kupplungsflächen ein zu großer oder zu kleiner Abstand besteht. Axiale Fehlausrichtung kann zu Axiallasten auf den Lagern führen, was zu vorzeitigem Versagen und verstärkter Vibration führt.

Winkelfehlstellung

Winkelversatz ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen- und Antriebswellen weder parallel noch konzentrisch sind. In diesem Fall stehen die Wellen in einem Winkel zueinander. Winkelversatz kann zu ungleichmäßigem Verschleiß der Kupplungskomponenten, erhöhter Vibration und vorzeitigem Lagerausfall führen. Diese Art von Versatz wird häufig durch unsachgemäße Installation, Fundamentsetzung oder Wärmeausdehnung verursacht.

Methoden zur Pumpenausrichtung

Methode mit Richtschnur und Fühlerlehre

Die Methode mit Richtschnur und Fühlerlehre ist eine grundlegende Ausrichtungstechnik, bei der eine Richtschnur über die Kupplungshälften gelegt und mit Fühlerlehren der Abstand zwischen der Richtschnur und den Kupplungsflächen gemessen wird. Diese Methode ist relativ einfach, weist aber nicht die Präzision fortgeschrittenerer Techniken auf. Sie eignet sich am besten für eine grobe Ausrichtung oder als vorbereitender Schritt vor dem Einsatz genauerer Methoden.

Messuhr-Methode

Bei der Messuhrmethode werden zwei Messuhren verwendet, von denen eine an jeder Welle angebracht ist, um die relative Position der Wellen an verschiedenen Punkten entlang ihres Umfangs zu messen. Diese Methode liefert genauere Ergebnisse als die Methode mit Richtschnur und Fühlerlehre. Messuhren können sowohl radiale als auch axiale Fehlausrichtungen messen und ermöglichen so einen umfassenderen Ausrichtungsprozess.

Laserausrichtungssysteme

Laserausrichtungssysteme sind die fortschrittlichste und genaueste Methode zum Ausrichten von Pumpen- und Antriebswellen. Diese Systeme verwenden Lasersender und -empfänger, um die relative Position der Wellen mit hoher Präzision zu messen. Die Laserausrichtung ermöglicht eine Echtzeitüberwachung des Ausrichtungsprozesses, wodurch Anpassungen und eine optimale Ausrichtung einfacher werden. Obwohl Laserausrichtungssysteme teurer als andere Methoden sind, bieten sie ein Höchstmaß an Genauigkeit und Effizienz.

So richten Sie Wellen aus

SCHRITT 1: Vorbereitung

Stellen Sie vor Beginn des Ausrichtungsprozesses sicher, dass Pumpe und Motor von der Stromversorgung getrennt und die Kupplung entfernt sind. Reinigen Sie die Wellenenden, Kupplungsflächen und Ausrichtungswerkzeuge, um Schmutz oder Ablagerungen zu entfernen, die genaue Messungen beeinträchtigen könnten. Überprüfen Sie die Komponenten auf sichtbare Schäden oder Verschleiß, die möglicherweise ausgetauscht werden müssen, bevor Sie fortfahren.

SCHRITT 2: Grobe Ausrichtung

Führen Sie eine grobe Ausrichtung mithilfe einer Richtschnur und Fühlerlehren oder eines Laserausrichtungssystems durch. Legen Sie die Richtschnur in 90°-Abständen über die Kupplungshälften und messen Sie mithilfe der Fühlerlehren etwaige Lücken zwischen der Richtschnur und den Kupplungsflächen. Passen Sie die Motorposition an, bis die Spaltmaße innerhalb der vom Pumpenhersteller angegebenen Toleranzen liegen.

SCHRITT 3: Feinausrichtung

Für eine präzisere Ausrichtung verwenden Sie Messuhren oder ein Laserausrichtungssystem. Befestigen Sie eine Messuhr an einer Welle und positionieren Sie die Messuhrspitze an der anderen Welle. Drehen Sie beide Wellen gleichzeitig und notieren Sie die Messwerte der Messuhr in 90°-Intervallen. Passen Sie die Motorposition an, bis die Messwerte der Messuhr an allen Positionen innerhalb der angegebenen Toleranzen liegen. Wiederholen Sie diesen Vorgang sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Ebene, um Winkel- und Parallelfehlstellungen zu korrigieren.

SCHRITT 4: Ausrichtung bestätigen

Überprüfen Sie nach Abschluss der Feinausrichtung die Messungen erneut, um sicherzustellen, dass die Wellen richtig ausgerichtet sind. Drehen Sie die Wellen erneut und überprüfen Sie, ob die Messuhrwerte in allen Positionen innerhalb der Toleranz bleiben. Nehmen Sie bei Bedarf kleinere Anpassungen vor, um eine optimale Ausrichtung sicherzustellen.

SCHRITT 5: Letzte Schritte

Sobald die Ausrichtung bestätigt ist, installieren Sie die Kupplung und alle Schutzvorrichtungen oder Sicherheitseinrichtungen erneut. Schließen Sie Pumpe und Motor wieder an ihre Stromquellen an. Starten Sie die Pumpe und achten Sie während des Betriebs auf ungewöhnliche Vibrationen, Geräusche oder Hitzeentwicklung. Führen Sie eine letzte Ausrichtungsprüfung durch, nachdem die Pumpe die normale Betriebstemperatur erreicht hat, um eine eventuell aufgetretene Wärmeausdehnung zu berücksichtigen.

Häufige Probleme im Zusammenhang mit einer Pumpenfehlausrichtung

• Vorzeitiger Komponentenausfall: Bei einer Fehlausrichtung einer Pumpe werden die Lager zusätzlich beansprucht. Gleitringdichtungen, Kupplungen und Wellen. Die erhöhten Belastungen beschleunigen den Verschleiß und die Ermüdung, was zu einem vorzeitigen Ausfall dieser kritischen Komponenten führt.
• Übermäßige Vibrationen und Lärm: Falsch ausgerichtete Pumpen neigen dazu, mit deutlich höheren Vibrationspegeln zu arbeiten als richtig ausgerichtete Einheiten. Das Ungleichgewicht der Kräfte innerhalb der Pumpe und die stärkere Bewegung der Komponenten erzeugen starke Vibrationen, die im gesamten System spürbar und hörbar sind.
• Erhöhter Stromverbrauch und verringerte Effizienz: Um unter Fehlausrichtungsbedingungen weiter zu funktionieren, benötigen Pumpen eine höhere Eingangsleistung, um die zusätzlichen Reibungs- und Widerstandskräfte zu überwinden. Ein Großteil dieser zusätzlichen Energie wird jedoch als Wärme verschwendet, anstatt zu nützlicher Pumparbeit beizutragen.
• Übermäßige Leckage an Gleitringdichtungen und Dichtungsringen: Eine Fehlausrichtung kann dazu führen, dass Gleitringdichtungen keinen ordnungsgemäßen Kontakt mehr halten, was zu einer ungleichmäßigen Dichtfläche und größere Leckagen. Dichtungen werden außerdem durch das Kräfteungleichgewicht beansprucht und verformt, wodurch ihre Dichtigkeit mit der Zeit verloren geht.
• Erhöhter Wartungsaufwand und höhere Kosten: Da es bei falsch ausgerichteten Pumpen häufiger zu Ausfällen kommt, sind häufigere Reparaturen und Teileaustausche erforderlich. Um die Pumpe betriebsbereit zu halten, müssen sowohl geplante als auch ungeplante Wartungsarbeiten häufiger durchgeführt werden.
• Brüche im Pumpengehäuse und hohe Lastwechselfestigkeit: Starke Fehlausrichtungen können Pumpengehäuse extremer Belastung aussetzen, was zu Rissen und Brüchen führen kann. Übermäßige Vibrationen und ungleichmäßige Kräfte können auch dazu führen, dass Pumpenlaufräder gegen das Gehäuse schlagen und allmählich Schaden nehmen.
• Beanspruchung von Rohrleitungen und Verschiebung von Grundplatten: Die durch falsch ausgerichtete Pumpen erzeugten Kräfte werden direkt auf die angeschlossenen Rohrleitungen übertragen. Rohre können sich verbiegen, knicken oder brechen, wenn die Belastung ihren Druckwert und ihre Materialstärke übersteigt. Eine Fehlausrichtung verschiebt außerdem die Pumpenbaugruppe auf der Grundplatte, wodurch die Stützpunkte und die Kraftverteilung verändert werden.