5 häufige Arten von Wellenfehlstellungen

Die Wellenausrichtung ist entscheidend für den reibungslosen Betrieb rotierender Maschinen wie Motoren, Pumpen, Getriebe und Turbinen. Eine korrekte Maschinenausrichtung bedeutet, dass die Rotationszentren zweier oder mehrerer Wellen bei normalem Maschinenbetrieb kollinear sind. Wellenfehlausrichtung, also die nicht korrekte Ausrichtung zweier oder mehrerer Wellen, ist eine der häufigsten Ausfallursachen bei rotierenden Maschinen und macht 30 bis 50 % der Ausfälle aus. Es gibt jedoch viele verschiedene Arten von Wellenfehlausrichtungen.

Fehlausrichtungen von Wellen belasten das Gerät unnötig und führen zu vorzeitigem Lagerverschleiß, Dichtungsverschleiß und Kupplungszerstörung. Mit der Zeit kann dieser vorzeitige Verschleiß zu vorzeitigen oder unerwarteten Ausfällen führen und die Produktionspläne durcheinanderbringen. Eine präzise Ausrichtung der Maschinen verlängert die Lebensdauer der Anlage und senkt die Betriebskosten.

Früher war für die Erkennung und Behebung verschiedener Wellenfehlstellungen ein erfahrener Experte erforderlich. Heute setzen immer mehr Unternehmen moderne Laser-Wellenausrichtungsgeräte ein, um Fehlstellungen schnell zu erkennen und einfach zu beheben.

Die Ursachen für Wellenfehlstellungen

Wellenfehlstellungen sind eine der häufigsten Ursachen für Ausfälle rotierender Maschinen, einschließlich kritischer Produktionsanlagen. Es ist wichtig zu bedenken, dass die Ausrichtung keine „einmalige“ Aufgabe ist. Fehlstellungen können im Laufe der Lebensdauer einer Maschine aus vielen verschiedenen Gründen auftreten – von falscher Installation bis hin zu Wärmeausdehnung und Setzungen im Laufe der Zeit.

Zu den häufigsten Ursachen einer Fehlstellung zählen:

• Menschliche Fehler, wie unvollständige oder qualitativ minderwertige Ausrichtungsmessungen oder ungenaue Montage
• Kippfuß, ausgelöst durch das Absetzen einer Grundplatte 
• Rohrspannung
• Wärmeausdehnung
• Wellenverzerrung

Fünf Arten von Wellenfehlstellungen

1. Parallele Fehlausrichtung

Ein Parallelversatz liegt vor, wenn die Mittellinien zweier Wellen parallel zueinander, aber nicht in derselben Ebene verlaufen (Versatz). Ein Parallelversatz kann horizontal, vertikal oder beides sein.  

2. Vertikale Winkelfehlausrichtung

Bei der vertikalen Winkelfehlstellung handelt es sich um eine Art Winkelfehlstellung, bei der sich die Mittellinien zweier Wellen in der vertikalen Ebene in einem Winkel schneiden, anstatt kollinear zu sein.

3. Horizontale Winkelfehlausrichtung

Bei der horizontalen Winkelfehlstellung handelt es sich um eine Art Winkelfehlstellung, bei der sich die Mittellinien zweier verbundener Wellen in der horizontalen Ebene in einem Winkel schneiden, anstatt kollinear zu sein.

4. Kombinierter vertikaler Winkel und Versatz

Bei dieser Art der Fehlausrichtung handelt es sich um eine Kombination aus einem Versatz (parallele Fehlausrichtung) und einer vertikalen Winkelfehlausrichtung.  

5. Kombinierter horizontaler Winkel und Versatz

Bei dieser Art der Fehlausrichtung handelt es sich um eine Kombination aus einem Versatz (parallele Fehlausrichtung) und einer horizontalen Winkelfehlausrichtung.

Diagnose und Korrektur der verschiedenen Arten von Wellenfehlstellungen in rotierenden Maschinen

Für einen reibungslosen Betrieb ist es wichtig, die Ausrichtung Ihrer motorbetriebenen Anlagen regelmäßig zu überprüfen, nicht nur während der Installation. Die Anzeichen einer Wellenfehlausrichtung sind jedoch bei einer Sichtprüfung nicht immer offensichtlich, und eine präzise Ausrichtung ist ohne die richtigen Werkzeuge besonders schwierig. Im Folgenden finden Sie einige verschiedene Werkzeuge und Techniken, mit denen Sie Wellenfehlausrichtungsprobleme präzise diagnostizieren und beheben können:

Eine gerade Kante ist ein einfaches Werkzeug für Techniker, um die Ausrichtung zusätzlich zur eigenen Sichtprüfung zu messen. Dies funktioniert jedoch nur zum Erkennen sichtbarer Abweichungen.

Ein Zeigermessgerät ist eine bessere Option, um genauere Messungen zu erhalten, aber für Messgeräte mit Skala ist in der Regel ein gut ausgebildeter professioneller Techniker erforderlich, der die Zeit hat, sorgfältige Messungen durchzuführen.

Ein Laserausrichtungssystem ist ein wertvolles Werkzeug, wenn Sie Genauigkeit und Präzision benötigen, Ihr Team aber nicht über das nötige technische Know-how verfügt. Laser-Wellenausrichtungsgeräte sind auch ohne spezielle Kenntnisse einfach zu bedienen. Montieren Sie dazu einfach Ihren Lasersensor an einer Welle und den Lasersender an der anderen. Der Lasersender sendet einen Laserstrahl an den Sensor, um zu prüfen, ob die beiden Wellen eine gemeinsame Rotationslinie haben. Das Gerät nimmt die Messungen vor, führt die Berechnungen durch und sendet die Informationen anschließend an ein intuitives Dashboard, das den Benutzer visuell durch den Ausrichtungsprozess führt.

Schwingungsüberwachung und -analyse Eine weitere Möglichkeit, Fehlausrichtungen zu erkennen, besteht darin, die Geräte kontinuierlich auf erhöhte Vibrationen zu überwachen, die auf eine mögliche Fehlausrichtung hinweisen können. Ein Schwingungsanalytiker kann diese Schwingungsdaten zur Diagnose und Behebung des Fehlers nutzen.

Thermografie Eine weitere Methode, die Ausrichtungsprobleme frühzeitig erkennt, indem sie Hotspot-Anomalien identifiziert. Eine Fehlausrichtung kann zu erhöhter Reibung in Maschinen und damit zu einem Temperaturanstieg führen. Eine Wärmebildkamera erfasst und misst die Infrarotenergie eines Objekts und wandelt die Infrarotdaten in ein elektronisches Bild um, das die Oberflächentemperatur anzeigt.

Schließlich Ölanalyse kann einen abnormalen Zustand oder Parameter sowie die Grundursache identifizieren, bevor sich der Fehler verschlimmert. Da die Ölanalyse komplex sein kann, beauftragen viele Unternehmen spezialisierte Unternehmen damit.