Anwendungsbereich

Der SmartBalancer3 ist ein handliches Gerät, mit dem Rotoren im eingebautem Zustand schnell, kostengünstig und genau, ohne Demontage der Maschine ausgewuchtet werden können. Rotoren nahezu beliebigen Größe und beliebigen Gewichtes können in ein und in zwei Ebenen, also statisch und dynamisch ausgeglichen werden. Alle wichtigen Diagnosemöglichkeiten wie z. B. die Messung der Summenschwingungen, die Nachlaufanalyse und die FFT-Frequenzanalyse stehen zur Verfügung.

Durch seine umfangreiche Ausstattung deckt er auch die meisten anderen Schwingungsmessaufgaben ab und ist dadurch auch ein leistungsfähiges Werkzeug der Maschinendiagnose.
Mit dem optionalen Softwaremodul können Sie Wälzlager nach der Spitzenwert-Methode bewerten und beginnende Laufbahnschäden zuverlässig erkennen.

Warum ist Auswuchten so wichtig?

Warum sind manche Maschinen lauter als andere? Warum pendelt sich das Ventil beim Fahrrad nach unten ein, wenn man es frei drehen lässt? Warum zittert das Lenkrad eines Autos bei bestimmten Geschwindigkeiten? Man begegnet beinahe täglich einem Phänomen, das in seiner Wirkung häufig unterschätzt wird – Unwucht.

Der Begriff Unwucht lässt sich auf „wiegen“, „Gewicht“ zurückführen. Bei einer Waage herrscht Gleichgewicht, wenn auf beiden Seiten des Waagebalkens das gleiche Gewicht vorliegt. Genauso kann man bei einem Rotor die Massenverteilung bezogen auf seine Drehachse betrachten. Ein Ungleichgewicht der Masse bezeichnet man als Unwucht. Bei Rotation führt sie zu Fliehkräften, Schwingungen und Geräuschen, die sich bei steigenden Drehzahlen immer stärker und unangenehm bemerkbar machen.

Lebensdauer
Lager, Aufhängungen, Gehäuse und Fundamente können durch unwuchtbedingte Schwingungen stark beansprucht werden und einem höheren Verschleiß unterliegen. Produkte mit nicht ausgewuchteten Teilen haben oft eine kürzere Lebensdauer.

Sicherheit
Durch Schwingungen kann der Reibungsschluss an Schraub- und Klemmverbindungen verringert werden, bis sich Bauteile lösen. Elektrische Schalter werden durch Vibration gestört, Leitungen können an den Anschlüssen brechen. Unwucht kann die Betriebssicherheit einer Maschine nennenswert herabsetzen – Mensch und Maschine werden gefährdet.

Qualität
Ein unruhig laufendes Elektrowerkzeug kann nicht präzise eingesetzt werden. Die Anstrengung für den Nutzer wird größer und er ermüdet rascher. Auch an Werkzeugmaschinen beeinträchtigen Schwingungen wesentlich das Fertigungsergebnis: Eine Schleif- oder Hochgeschwindigkeits-Holzbearbeitungsmaschine arbeitet unsauber und produziert mehr Ausschuss, wenn Spindel und Werkzeuge nicht genau ausgewuchtet wurden.

Wettbewerbsfähigkeit
Ein ruhiger, geräuscharmer Lauf wird immer auch zur Beurteilung von Qualität herangezogen und so können Schwingungen die Wettbewerbsfähigkeit eines Erzeugnisses erheblich beeinträchtigen: Ein stark vibrierendes Haushaltsgerät, ein lärmendes Auto sind Produkte, die sich auf dem Markt nicht durchsetzen werden.

Unwuchtbedingte Kräfte, störende Schwingungen und Geräusche werden beseitigt, indem man auswuchtet.
Dabei wird die Massenverteilung eines Rotors so verbessert, dass in seinen Lagern kleinere Fliehkräfte wirken. Beim Auswuchten muss darüber hinaus die Unwuchtart berücksichtigt werden.

Unwuchtarten
Aufgrund ihrer Wirkung lassen sich Unwuchten in unterschiedliche Arten einteilen. Neben der Gestalt und Aufgabe eines Rotors, beeinflusst die Unwuchtart die Lage der Ausgleichsebenen und die Wahl des Auswuchttoleranz. Die wichtigsten Unwuchtarten sind:Statische Unwucht

Statische Unwucht

Zwei Unwuchten (hier als Pfeile dargestellt) können die gleiche Größe und Winkellage haben sowie gleich weit vom Schwerpunkt entfernt sein. Der gleiche Zustand ergibt sich bei einer einzelnen, doppelt so großen Unwucht, die im Schwerpunkt, also hier in der Rotormitte, angreift. Lagert man einen solchen Rotor auf zwei Schneiden, dann würde er solange auspendeln, bis die „schwere Stelle“ nach unten zeigt. Diese Unwucht wirkt also auch ohne Rotation; man nennt sie daher „statische Unwucht“. Sie bewirkt eine Verschiebung des Massenmittelpunktes aus der geometrischen Mitte heraus, wodurch der Rotor im Betrieb parallel zu seiner Rotationsachse schwingt.

Eine statische Unwucht sollte in der Schwerpunktebene ausgeglichen werden. Dazu wird an der „schweren Stelle“ Material entfernt oder gegenüberliegend angebracht. Der Ausgleich der statischen Unwucht in einer Ausgleichsebene kommt besonders häufig bei scheibenförmigen Rotoren vor. Zum Auswuchten eignen sich daher vor allem Vertikal-Auswuchtmaschinen.

 

Momentenunwuchten

Zwei Unwuchten (hier als Pfeile dargestellt) können zwar den gleichen Betrag haben, jedoch in ihrer Winkellage genau um 180° zueinander versetzt sein. Diese Unwuchtverteilung lässt sich durch Auspendeln nicht mehr feststellen, denn der Rotor nimmt in Ruhe keine eindeutige Lage mehr an. Der drehende Rotor führt eine Taumelbewegung um seine Hochachse (senkrecht zur Drehachse) aus, denn die beiden Unwuchten üben ein Moment aus. Folglich wird diese Art der Unwuchtverteilung als Momentenunwucht bezeichnet.

Zur Korrektur der Momentenunwucht ist ein Gegenmoment erforderlich, also zwei gleich große Korrekturunwuchten, die, entsprechend der ursprünglichen Unwucht, in den beiden Ausgleichsebenen um 180° versetzt angeordnet werden. Momentenunwuchten müssen vor allem bei langgestreckten walzenförmigen Rotoren berücksichtigt werden. Zum Auswuchten eignen sich daher besonders Horizontal-Auswuchtmaschinen.

Dynamische Unwuchten

Der reale Rotor besitzt nicht nur eine einzelne Unwucht, sondern theoretisch unendlich viele, die willkürlich längs der Drehachse verteilt sind. Diese lassen sich durch zwei resultierende Unwuchten (hier als Pfeile dargestellt) in zwei beliebigen Ebenen ersetzen, die im Allgemeinen unterschiedliche Beträge und Winkellagen haben. Da dieser Unwuchtzustand nur unter Rotation vollständig festgestellt werden kann, spricht man von einer dynamischen Unwucht. Sie lässt sich in eine statische Unwucht und eine Momentenunwucht zerlegen, wobei der eine oder andere Anteil überwiegen kann.

Zur vollständigen Korrektur der dynamischen Unwucht sind zwei Ausgleichsebenen erforderlich. Dynamische Unwucht tritt bei praktisch allen Rotoren auf. Zum Auswuchten werden daher sowohl Horizontal- als auch Vertikal-Auswuchtmaschinen eingesetzt.