Kupplungsausrichtungsverfahren: Pfeilindikator- und Laserausrichtungsmethoden

1. Geltungsbereich und Zweck

Dieser praktische Leitfaden richtet sich an Wartungstechniker, Ingenieure und Betriebsleiter, die für die Installation, Inbetriebnahme und Wartung rotierender Anlagen verantwortlich sind. Ziel ist es, detaillierte Schritt-für-Schritt-Anleitungen für die genaue Ausrichtung der Wellen gekoppelter Einheiten bereitzustellen, wobei sowohl herkömmliche Zeigeranzeiger als auch moderne Lasersysteme zum Einsatz kommen. Die richtige Ausrichtung der Kupplungen ist kritisch, um einen zuverlässigen Gerätebetrieb zu gewährleisten, die Lebensdauer von Lagern, Dichtungen und der Kupplung selbst zu verlängern und den Energieverbrauch und die Vibrationswerte zu reduzieren.

Die Ausrichtung sollte in den folgenden Fällen durchgeführt werden:

• Nach der Installation neuer Geräte.
• Während der geplanten Wartung.
• Nach der Reparatur oder dem Austausch von Komponenten, die die relative Position der Wellen beeinflussen (z. B. Lager, Gehäuse).
• Wenn erhöhte Vibrationen, ungewöhnliche Geräusche oder eine Überhitzung der Lager festgestellt werden.

2. Vorsichtsmaßnahmen

GEFAHR: Vor Beginn jeglicher Kupplungsausrichtungsarbeiten muss ein Lockout/Tagout - LOTO-Stromquellenverfahren gemäß den unternehmensinternen Standards und den Anforderungen von EN ISO 14118 durchgeführt werden. Stellen Sie sicher, dass alle Stromquellen getrennt und gesperrt sind und die kinetische Energie der beweglichen Teile vollständig entladen ist. Andernfalls kann es zu schweren Verletzungen oder zum Tod kommen.

GEFAHR: Tragen Sie stets geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA): Schutzbrille (gemäß EN 166), Schutzhandschuhe (gemäß EN 388), Sicherheitsschuhe (gemäß EN ISO 20345) und ggf. Schutzkleidung. Vermeiden Sie lockere Kleidung, die sich in beweglichen Teilen verfangen kann.

ACHTUNG: Heiße Oberflächen! Einige Gerätekomponenten können heiß sein. Lassen Sie das Gerät auf eine sichere Temperatur abkühlen oder tragen Sie hitzebeständige Handschuhe.

3. Notwendige Werkzeuge und Materialien

4. Checkliste für die Inspektion vor der Veröffentlichung

Führen Sie vor Beginn des Ausrichtungsverfahrens die folgende Inspektion durch, um sicherzustellen, dass keine Faktoren vorliegen, die die Ergebnisse verfälschen oder den Prozess erschweren könnten.

5. Schritt-für-Schritt-Anleitung

5.1. Vorbereitende Arbeiten

1. ACHTUNG: Stellen Sie sicher, dass der LOTO-Vorgang abgeschlossen ist und die Stromquellen vollständig isoliert sind. Bringen Sie am freien Ende der Motorwelle oder der rotierenden Ausrüstung einen Schutz oder ein Schild an, das eine unbefugte manuelle Drehung verbietet.

2. Reinigen Sie alle Kontaktflächen: Wellen, Halbkupplungsenden, Gerätestützbeine, Fundamentplatten. Benutzen Sie eine Metallbürste und einen Metallreiniger und wischen Sie anschließend mit fusselfreien Tüchern nach.

3. Führen Sie für jedes Gerät eine Kippfußprüfung durch.

   1. Ziehen Sie alle Befestigungsschrauben der Gerätefüße mit einem Drehmomentschlüssel auf die vom Hersteller empfohlenen Werte an (z. B. für eine M16-Schraube der Festigkeitsklasse 8,8 – 160 Nm).
   2. Bringen Sie den Pfeilanzeiger am Gehäuse des Geräts in der Nähe eines der Beine an, sodass die Sonde auf der Grundplatte oder dem Rahmen aufliegt.
   3. Lösen Sie die Schraube dieses Beins. Notieren Sie den Anzeigewert.
   4. Ziehen Sie die Schraube erneut mit dem empfohlenen Drehmoment an. Wenn sich der Anzeigewert um mehr als 0,05 mm verändert hat, deutet dies auf das Vorhandensein einer „weichen Pfote“ hin.
   5. Beseitigen Sie das „weiche Bein“, indem Sie eine dünne Unterlegscheibe (Unterlegscheibe) unter dem entsprechenden Bein hinzufügen oder entfernen, bis der Versatz weniger als 0,05 mm beträgt.
   6. Wiederholen Sie dies für alle Pfoten. Wenn die „weiche Pfote“ nicht beseitigt wird, führt dies zu einer Verzerrung der Ausrichtungsergebnisse und einer erhöhten Vibration.

4. Führen Sie eine grobe Ausrichtung mit einem Lineal oder Maßband durch. Ziel ist es, die anfängliche Verschiebung auf 0,5-1,0 mm zu reduzieren, um eine korrekte Funktion der Messgeräte sicherzustellen.

5.2. Pfeilanzeigemethode (Umgekehrte Pfeilanzeigemethode)

Mit dieser Methode können Sie die radiale (parallele) und Winkelverschiebung der Wellen messen.

1. Installation von Indikatoren:

   1. Montieren Sie den Magnetfuß des Pfeilanzeigers Nr. 1 an der Halbkupplung der Einheit Nr. 1 (in der Regel stationär, z. B. der Pumpe), so dass seine Sonde auf der Endfläche der Halbkupplung der Einheit Nr. 2 aufliegt. Dadurch wird die Winkelverschiebung (FACE) gemessen.
   2. Installieren Sie die magnetische Basis des Pfeilindikators Nr. 2 auf der Halbkupplung der Einheit Nr. 1, sodass ihre Sonde auf der radialen Oberfläche (Kante) der Halbkupplung der Einheit Nr. 2 aufliegt. Dadurch kann die radiale Verschiebung (RIM) gemessen werden.
   3. Sorgen Sie für einen sicheren Sitz und kein Durchhängen.

2. Abmessungen:

   1. Wählen Sie den Nullpunkt (normalerweise 12 Uhr – von oben). Setzen Sie die Messwerte beider Indikatoren auf Null.
   2. Drehen Sie beide Wellen gleichzeitig um 90°, 180°, 270° und 360° (zurück auf Null). Notieren Sie den Messwert für jeden Punkt. Es ist wichtig, dass sich beide Wellen gemeinsam drehen, um Kupplungsspiel zu vermeiden.
   3. Beispiel einer Tabelle zur Erfassung von Messwerten:

   Position der Welle	Indikator 1 (Ende)	Anzeige 2 (Radial)
   0° (oben)	0,00 mm	0,00 mm
   90° (rechts)	+0,03 mm	-0,02 mm
   180° (unten)	+0,05 mm	+0,04 mm
   270° (links)	+0,02 mm	-0,03 mm

3. Berechnung und Analyse:

   1. Berechnen Sie die radiale Verschiebung: (Anzeige 180° - Anzeige 0°) / 2.
   2. Berechnen Sie den Winkelversatz: Verwenden Sie den Endanzeigewert und den Messdurchmesser (Abstand von der Wellenachse zum Ölmessstab). Die Berechnungsformel hängt von der jeweiligen Konfiguration ab. Einige Ausrichtungsmethoden verwenden spezielle Formeln oder grafische Methoden.
   3. Vergleichen Sie die erhaltenen Werte mit den empfohlenen Toleranzen.

   Betriebsgeschwindigkeit (U/min)	Radialer Versatz (Offset)	Winkligkeit
   Bis zu 1000	< 0,05 mm	< 0,05 mm pro 100 mm Kupplungslänge
   1000 - 3600	< 0,03 mm	< 0,03 mm pro 100 mm Kupplungslänge
   Mehr als 3600	< 0,02 mm	< 0,02 mm pro 100 mm Kupplungslänge

4. Korrektur von Bestimmungen:

   1. Bestimmen Sie anhand der Berechnungen, um wie viel und in welche Richtung die bewegliche Einheit (in der Regel der Motor) bewegt werden muss.
   2. Für die vertikale Bewegung (auf/ab) fügen Sie Einstellplatten (Unterlegscheiben) unter den Stützbeinen hinzu oder entfernen sie.
   3. Für die horizontale Bewegung (links/rechts) verwenden Sie die Befestigungsschrauben und ein hydraulisches Werkzeug oder einen Hammer mit Gummiauflage für eine präzise Bewegung.
   4. Ziehen Sie nach jeder Korrektur (besonders erheblich) die Bolzen der Pfoten mit einem Drehmomentschlüssel wieder fest und wiederholen Sie die Messungen, bis die akzeptablen Werte erreicht sind. Häufiger Fehler: Zu viel auf einmal bewegen und dabei die Auswirkung des Anziehens der Schrauben auf die Position ignorieren.

5.3. Laser-Nivelliermethode

Lasersysteme vereinfachen und beschleunigen den Prozess erheblich, indem sie Ergebnisse im digitalen Format liefern und häufig Software zur Berechnung der Korrektur enthalten.

1. Zusammenbau der Messblöcke:

   1. Installieren Sie den Lasersender und -empfänger gemäß den Anweisungen des Systemherstellers an den Kupplungshälften der beiden Einheiten. Stellen Sie sicher, dass es sicher befestigt ist.
   2. Verbinden Sie die Messgeräte mit der Anzeigeeinheit oder dem Tablet.

2. Gerätedateneingabe:

   1. Geben Sie in der Systemsoftware die erforderlichen geometrischen Daten der Einheiten ein: Abstände zwischen den Stützbeinen der beweglichen Einheit (z. B. L1, L2), den Abstand von der Mitte der Empfängerbefestigung zum nächstgelegenen Stützbein, den Abstand zwischen den Mittelpunkten von Sender und Empfänger (Abstand zwischen den Halbkupplungen). Fehler: Die falsche Eingabe dieser Abmessungen führt zu falschen Korrekturempfehlungen.

3. Abmessungen:

   1. Folgen Sie den Anweisungen der Software. Normalerweise ist es notwendig, die Wellen in drei Positionen zu drehen (z. B. 9, 12 und 3 Uhr) oder eine kontinuierliche Drehung um 180° durchzuführen, wobei die Messwerte an den angegebenen Punkten fixiert werden.
   2. Das System berechnet automatisch die aktuelle radiale (parallele) und winkelige (axiale) Verschiebung und zeigt sie an.

4. Analyse und Korrektur:

   1. Die Software zeigt die aktuellen Versatzwerte an und schlägt vor allem genaue Werte für das Hinzufügen/Entfernen von Unterlegscheiben unter den Stützbeinen sowie den Betrag des horizontalen Versatzes vor.
   2. Nehmen Sie eine vertikale Korrektur vor, indem Sie Unterlegscheiben hinzufügen oder entfernen.
   3. Führen Sie eine horizontale Korrektur durch, indem Sie das Gerät verschieben.
   4. Viele moderne Systeme ermöglichen eine Korrektur in „Echtzeit“ (Live-Move) und zeigen, wie sich die Position der Wellen beim Schalten oder Shimmen verändert.
   5. Toleranzen: Befolgen Sie die vom Hersteller des Lasersystems empfohlenen Toleranzen oder relevante Standards wie ISO 15243 für Lager, die sich indirekt auf die Ausrichtungsanforderungen auswirken. Beispielsweise können bei Geräten mit einer Drehzahl von bis zu 3000 U/min zulässige Abweichungen für die radiale Verschiebung 0,02–0,03 mm und für die Winkelverschiebung 0,03–0,04 mm/100 mm betragen.
   6. Wiederholen Sie nach jeder Korrektur die Messung, bis alle Werte innerhalb der Toleranzen liegen. Fehler: Kleine, aber anhaltende Abweichungen von den Toleranzen werden ignoriert. Streben Sie immer nach einer „perfekten“ Ausrichtung.

5.4. Letzte Akte

1. Nachdem Sie die erforderlichen Toleranzen erreicht haben, ziehen Sie alle Befestigungsschrauben der Stützbeine der Einheiten mit einem Drehmomentschlüssel vollständig auf die in den Anweisungen des Herstellers angegebenen Werte an. Dadurch wird eine stabile Ausrichtung gewährleistet.

2. Zeichnen Sie die endgültigen Ausrichtungswerte für eine spätere Analyse und Wartungshistorie auf.

3. Setzen Sie die Schutzabdeckungen der Kupplung auf. GEFAHR: Betreiben Sie niemals Geräte ohne angebrachte Schutzvorrichtungen.

4. Entfernen Sie Lock and Tag (LOTO) gemäß den unternehmensinternen Verfahren.

6. Checkliste für die Inspektion nach der Wartung

Führen Sie nach Abschluss des Ausrichtungsverfahrens und dem Starten des Geräts die folgenden Prüfungen durch.

7. Leitfaden zur Fehlerbehebung

Wenn nach der Ausrichtung Probleme auftreten oder ungewöhnliche Symptome auftreten, lesen Sie bitte die folgende Anleitung.

8. Empfohlener Wartungsplan

9. Ersatzteilverzeichnis

Um einen unterbrechungsfreien Betrieb des Geräts zu gewährleisten, wird empfohlen, die folgenden Ersatzteile bereitzuhalten. Alle diese Artikel sind im elektronischen UNITEC-Katalog verfügbar.

Diese und andere Komponenten finden Sie in unserem elektronischen UNITEC-Katalog.

10. Links

• DSTU ISO 10816: Mechanische Vibration. Bewertung der Vibration von Maschinen an nicht reaktiven Elementen mit fester Befestigung.
• EN ISO 14118: Sicherheit von Maschinen. Verhinderung unerwarteter Startvorgänge.
• ISO 15243: Wälzlager. Schadensersatz und Verzichtserklärungen.
• EN ISO 6789: Manuelle dynamometrische Werkzeuge. Anforderungen und Prüfmethoden zur Überprüfung der Konformität des Entwurfs.
• Betriebs- und Wartungshandbücher von Geräte- und Kupplungsherstellern (z. B. Flender, KTR, SKF).
• Interne Standards des Unternehmens bezüglich Sicherheit und Wartung.