Die Auswuchtgüte ist ein Qualitätsmerkmal, mit dem Rotoren unterschiedlicher Gewichte und Drehzahlen hinsichtlich ihrer Auswuchtbarkeit verglichen werden können.
Die Anforderungen an die Auswuchttoleranz für Rotoren mit starrem Verhalten sind in der DIN ISO 21940-11 festgelegt. Teil 11 der Norm enthält neben der notwendigen Anzahl von Korrekturebenen und Methoden zum Nachweis der Restunwucht eine Definition von Auswuchttoleranzen und Wuchtgüten.
In diesem Artikel erfahren Sie mehr über das Thema Wuchtgüte und wie die erfolderiche Auswuchttoleranz für die Korrekturebenen eines Rotors bestimmt wird.
Die ISO-Norm empfiehlt für einzelne Rotortypen bestimmte Wuchtgüten, abhängig von der Anwendung. Diese Empfehlungen können vom Hersteller von Komponenten und Maschinen verwendet werden, um die erforderliche Auswuchttoleranz zu bestimmen, mit dem Ziel, einen ruhigen Lauf des Rotors im Betrieb zu erreichen.
Die Gütestufe (Abk. G) wird in Millimeter pro Sekunde (mm/s) angegeben und definiert die maximal zulässige Bahngeschwindigkeit des Rotor Schwerpunktes.
Die Gütestufe ermittelt sich aus:
G = ezul x ϖ
• ezul = zulässige Exzentrizität des Schwerpunktes in mm
• ϖ = Bahngeschwindigkeit in rad/s
(ϖ = RPM x ∏/30)
Beispiel: G 2.5 = max. zulässige Bahngeschwindigkeit des Rotorschwerpunktes beträgt 2,5 mm/s
Alle Rotoren haben eine anfängliche Ur-Unwucht, die bei der Rotation Vibrationen verursacht. Wichtig: Die vollständige Beseitigung der Unwucht eines Rotors ist technisch und praktisch unmöglich. Stattdessen bestimmen die technischen Anforderungen, wie gut ein Rotor für einen zufriedenstellenden Lauf ausgewuchtet werden muss.
Nachdem die Auswuchtgütestufe „G“ durch die Anwendung bestimmt wurde, kann die zulässige Restunwucht durch Multiplikation der Exzentrizität mit der Rotormasse m berechnet werden::
Uzul = m x ezul = m x G/ω
Anstatt die Restunwucht zu berechnen, kann alternativ auch die später gezeigte Wuchtgüte Tabelle verwendet werden.
Bei der Ermittlung der Auswuchttoleranz sind neben den technischen Anforderungen auch wirtschaftliche Überlegungen notwendig. Je geringer bzw. enger die Toleranz festgelegt wird, desto zeit- und damit kostenintensiver ist sie zu erreichen. Aus diesem Grund sollte ein Rotor nur auf die tatsächlich notwendige Toleranz ausgewuchtet werden und nicht so gut wie es die Auwuchtmaschine ermöglicht.
Um die zulässige Auswuchttoleranz eines Rotors zu ermitteln, sind drei Schritte erforderlich:
Wählen Sie je nach Rotortyp und Anwendung eine Wuchtgüte aus der Tabelle aus.
| Gütestufe [mm/s] |
Maschinen Beispiele |
|---|---|
| G 4000 | Kurbelwellenantriebe für große, langsame Schiffsdieselmotoren mit underader Zylinderzahl (Kolbengeschwindigkeit unter 9 m/s) |
| G 1600 | Kurbelwellenantriebe für große, langsame Schiffsdieselmotoren (Kolbengeschwindigkeit unter 9 m/s) |
| G 630 | Kurbelwellenantriebe elastisch gelagert |
| G 250 | Kurbelwellenantriebe starr gelagert |
| G 100 | Komplette Hubkolbenmotoren für Pkw, Lkw und Lokomotiven |
| G 40 |
Autos: Räder, Felgen, Radsätze, Antriebswellen Kurbelwellenantriebe |
| G 16 |
Landwirtschaftliche Maschinen Kurbelwellenantriebe, eigengewuchtet, starr gelagert Zerkleinerungsmaschinen Antriebswellen (Kardanwellen, Propellerwellen) |
| G 6,3 |
Flugzeuggasturbinen Zentrifugen (Separatoren, Dekanter) Elektromotoren und Generatoren (ab 80 mm Achshöhe), mit maximalen Nenndrehzahlen bis 950 U/min Elektromotoren mit Achshöhen kleiner 80 mm Lüfterräder Maschinen allgemein Werkzeugmaschinen Papiermaschinen Prozessanlagenmaschinen Pumpen Turbolader Wasserturbine |
| G 2,5 |
Kompressoren Computerlaufwerke Elektromotoren und Generatoren (mit mindestens 80 mm Achshöhe), mit maximalen Nenndrehzahlen über 950 U/min Gasturbinen und Dampfturbinen Werkzeugmaschinenantriebe Textilmaschinen |
| G 1 |
Audio- und Videolaufwerke Kleinmotoren-Anker Schleifmaschinenantrieb |
| G 0,4 |
Gyroskope/Kreisel Spindel und Antriebe hochpräziser Systeme |
Beispieltabelle zur Orientierung für Wuchtgüteklassen von Rotoren mit starrem Verhalten nach DIN ISO 21940-11
Verwenden Sie die untenstehende Tabelle, um zuerst die zulässige Exzentrizität ezul zu bestimmen und dann mit der Rotormasse m zu multiplizieren, um die zulässige Restunwucht Uzul zu erhalten.
Alternativ können Sie auch die folgende Formel verwenden:
Uzul = m x ezul = m x G/ω
Richard Hoer
Product Manager Universal and Aerospace
Phone: +49 6157 949 320
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