Muss man unrund-laufende Lüfter wuchten?
conplatec GmbHMan blickt auf ein Lüfterlaufrad und sieht ein deutliches Schlagen oder Taumeln, teilweise mehrere Millimeter… Ist das kritisch? Muss das gewuchtet werden? Taumeln ist zwar verwandt mit Unwucht, es aber nicht das gleiche. Nicht immer ist Wuchten die Antwort. Dieser Artikel schafft Klarheit und erklärt, welche Instandhaltungsmaßnahme wann hilft.
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Was ist Taumeln? Und was Unwucht?
Über Unwucht spricht man, wenn sich die Fliehkräfte der rotierenden Massen nicht aufheben. Der Rotor erzeugt daher umlaufende Kräfte, die die Lager aufnehmen müssen. Die Kräfte führen zu Vibration der gesamten Maschine. Physikalisch sagt man, die Rotationsachse fällt nicht mit einer Hauptträgheitsachse überein.
Das Entscheidende ist also: Umwucht führt zu Kraft und Last auf Maschine und insbesondere Lager; dies führt zu vorzeitigem Verschleiß, zu Vibration und final zu Lagerschaden oder Rissbildung in tragenden Strukturen.
Im Gegensatz zu den relativ großen und auffälligen rotierenden Taumeln-Wegstrecken sind die Schwingwege am stehenden Lager selbst bei kritische Vibrationen meist so klein, dass diese mit dem Auge kaum sichtbar sind, allenfalls mit dem Fingerspitzen fühlbar. Jedoch sind 1/10 mm (100 µm) als Schwingweg am Lager typischerweise schon zu viel und kritisch für die Lager-Lebensdauer.
Beim Taumeln hingegen sieht man zunächst, dass ein Rotor nicht ganz rotations-symmetrisch ist. Blickt man z.B. auf den Rand der Laufrades im Betrieb, so bewegt sich die Kante auf und ab, oder vor und zurück, oft mehrere Millimeter. Dies kann heftig aussehen, sagt aber zunächst noch nichts über die auftretenden Kräfte aus: ein taumelndes Laufrad kann kraftneutral zu den Lagern sein!
An diesen Beispielen erkennt man bereits: Taumeln und Unwucht-Schwingung sind unterschiedliche Phänomene!
Andere Begriffe für Taumeln sind: Rundlaufabweichung, Ovalisierung des Rotors, exzentrischer Rotor, Planschlag.
Taumelnd – und doch perfekt gewuchtet
Ein Gedanken-Experiment: Man stelle sich ein Laufrad vor, das leicht ovalisiert (“eier-förmig”) ist und somit in Rotation taumelt. Die Massen seien darüber zunächst auch nicht ganz ausgeglichen verteilt, der Rotor habe zunächst also zudem Unwucht.
Nun packe man das Laufrad auf eine Wuchtbank, diese misst Unwucht und gibt Ausgleichsmassen an. Man schweißt nun eine kleine Ausgleichmasse mit – sagen wir 40g – auf dem gegebenen Winkel an das Laufrad.
Das Rad ist nun ausgewuchtet! Aber ist damit auch die ovalisierte Form weg? Nein!
Das Rad wäre nun (perfekt) gewuchtet, es würde ohne Krafteintrag in die Lager ruhig laufen. Aber beim Blick auf das drehende Rad sieht man immer noch das Taumeln aufgrund der Ovalisierung. Doch trotz des sichtbar taumelnden Laufrades würde die gewuchtete Maschine ohne Unwuchtkräfte laufen und also auf den Lagern auch nicht vibrieren.
Man erkennt erneut: Unwucht und Taumeln sind nicht das Gleiche. Ein taumelnde Maschine kann laufruhig und gesund ohne Unwuchtkräfte laufen; die Lager laufen weiterhin normal und erreichen ihr normales Lager-Leben.
Ist Taumeln also immer unkrtisch? Was tun? Schwingungs-Messung!
In der Instandhaltungspraxis jedoch ist Taumeln nicht einfach immer als unkritisch anzusehen; es ist in Praxis doch oft zumindest ein Indiz, dass der Lüfter einen Schaden davongetragen haben könnte oder dass Montagefehler vorliegen. Taumeln kann also, muss aber nicht, ein Hinweis auf Unwucht sein.
Entscheidend ist zu wissen, wie kritisch die Unwucht-Kräfte auf die Lager sind!
Die griffige Maßnahme in der Instandhaltung ist daher: Schwingungs-Messung!
Durch einfache Schwingungsmessungen auf den Lagern bekommt man eine aussagekräftige Messgröße über die Last auf den Lagern. Mittels zwei oder drei Messwerten kann man beurteilen, ob die Lager übermäßig und verschleißend belastet sind. Für die meisten Lüfter nennt die int. Norm ISO 14694 den Grenzwert 11,8 mm/s effektive Schwinggeschwindigkeit.
Schwingungsmessungen sind also die Lösung, um reines Taumeln von Unwucht zu unterscheiden. Und hierüber erfährt man, ob die Maschine kritisch läuft und ob man etwas dagegen machen muss: z.B. Wuchten.
Unsere Schwingungs-Dienstleistungen
Die conplatec GmbH hilft Ihnen bei allen Fragen über (Lüfter)-Laufrad-Vibration und Wuchten gerne weiter. Wir beraten und messen. Und – wo sinnvoll – kommen wir vor Ort und wuchten die Maschine direkt aus, mit dem sogenannten “Betriebswuchten“.
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