Wellen mit Laser ausrichten: Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Instandhaltung

Der Versatz zwischen zwei gekuppelten Wellen ist eine der häufigsten Ursachen für Ausfälle bei rotierenden Maschinen. Er tritt in zwei Grundformen auf: Parallelversatz, wenn die Wellen parallel, aber gegeneinander versetzt sind (auch Offset genannt), und Winkelversatz, wenn die Wellen einen Winkel zueinander bilden. In der Praxis treten fast immer beide kombiniert auf und werden in zwei Ebenen gemessen: vertikal und horizontal. Ein Laserausrichtgerät ermöglicht es, beide zu messen und präzise zu korrigieren.

Die Folgen einer schlechten Ausrichtung sind im gesamten Aggregat spürbar. Übermäßige Vibration beschleunigt den Verschleiß von Wälzlagern, Dichtungen und Kupplungen und erhöht die Betriebstemperatur. Sie kann auch zu vorzeitigen Bauteilbrüchen führen. Deshalb ist das Ausrichten von Wellen mit Laser eine Instandhaltungsaufgabe, die bei jedem Symptom oder nach einer Demontage durchgeführt werden sollte.

Die Lasermethode ersetzt Lineale und Messuhren durch eine schnellere und zuverlässigere elektronische Messung. Das Gerät zeigt auf dem Bildschirm die Versatzwerte und die erforderlichen Korrekturen an den Füßen der beweglichen Maschine an. So wird die Trial-and-Error-Methode vermieden, die Zeit kostet und kein Ergebnis innerhalb der Toleranz gewährleistet. Mit einem geordneten Verfahren kann jedes Instandhaltungsteam eine präzise Ausrichtung erreichen.

Vor der Montage des Ausrichtgeräts muss die Maschine blockiert werden, damit niemand sie während der Arbeit in Betrieb nehmen kann. Das entsprechende Lockout-Tagout-Verfahren (LOTO) wird angewendet. Außerdem muss der Bereich sauber und ordentlich sein, mit ausreichend Platz, um die Wellen zu drehen und bequem zu arbeiten. Sicherheit geht vor: Eine Maschine, die unerwartet anläuft, kann einen schweren Unfall verursachen.

Bei stillstehender Maschine werden die Auflageflächen gereinigt und die Ankerbolzen geprüft. Ein lockerer Bolzen oder eine beschädigte Auflage verhindern eine stabile Ausrichtung. Außerdem muss der Kippfuß (Soft Foot) korrigiert werden: Wenn ein Fuß der Maschine nicht fest auf der Auflage steht, sind die Messungen fehlerhaft. Mit kalibrierten Blechen wird der Spalt ausgefüllt, um eine gleichmäßige Auflage an allen vier Füßen zu erreichen.

Es ist entscheidend, die feste Maschine und die bewegliche Maschine zu definieren. Normalerweise gilt die angetriebene Maschine (z. B. eine Pumpe) als fest, und die antreibende Maschine (der Motor) wird zur Korrektur bewegt. Ein Satz kalibrierter Bleche in verschiedenen Dicken, sauber und gratfrei, muss bereitliegen. Auch der Zustand der Kupplung sollte geprüft werden: Ist sie beschädigt, muss sie vor der Ausrichtung repariert werden.

Das Laserausrichtgerät besteht aus zwei Messeinheiten, die an beiden Seiten der Kupplung je an einer Welle montiert werden. Sie werden je nach Modell mit Ketten oder Magnethaltern befestigt und müssen fest und einander zugewandt sitzen. Wichtig ist, dass sich die Einheiten während der Drehung der Wellen nicht bewegen. Eine lockere Befestigung erzeugt instabile Messungen und falsche Ergebnisse.

Nach der Montage wird das Gerät eingeschaltet und die geforderten Abstände eingegeben: zwischen den beiden Messeinheiten, von der Einheit zur Kupplungsmitte und von der Kupplung zu den Füßen der beweglichen Maschine. Diese Maße werden mit einem Maßband genommen und müssen so genau wie möglich sein. Das Ausrichtgerät verwendet sie, um zu berechnen, wie viel an den vorderen und hinteren Füßen korrigiert werden muss.

Die Wellenausrichtgeräte der TKSA-Serie, wie TKSA 11, TKSA 31, TKSA 41, TKSA 51 und TKSA 71, führen den Benutzer durch die Messung. Das Gerät gibt die durchzuführenden Schritte an und zeigt die Werte während der Messung an. Dennoch ist es entscheidend, die eingegebenen Abstände korrekt zu messen, damit die Berechnung zuverlässig ist.

Mit montiertem Ausrichtgerät und eingegebenen Abständen wird die Messung gestartet. Das Gerät fordert dazu auf, die Wellen in verschiedene Positionen zu drehen. In jeder Position nimmt der Laser eine Messung vor und vergleicht sie mit der der anderen Einheit. Nach Abschluss der Drehung berechnet das Ausrichtgerät den Parallel- und Winkelversatz in der vertikalen und horizontalen Ebene.

Die Ergebnisse werden auf dem Bildschirm mit numerischen Werten und Grafiken angezeigt. Das Gerät gibt an, wie viel an den vorderen und hinteren Füßen der beweglichen Maschine korrigiert werden muss, sowohl in der Höhe (durch Hinzufügen oder Entfernen von Blechen) als auch in der seitlichen Verschiebung. Einige Modelle ermöglichen die Live-Anzeige der Korrektur während der Bewegung der Maschine, was die Feinjustierung beschleunigt.

Wichtig ist, dass sich die Wellen frei und ohne Widerstand drehen. Wenn etwas schleift oder die Drehung blockiert, muss dies vor der Messung behoben werden. Außerdem ist zu prüfen, dass die Messeinheiten während der Drehung nicht miteinander oder mit der Kupplung kollidieren. Eine gut durchgeführte Messung ist die Grundlage einer erfolgreichen Korrektur: Sind die Ausgangswerte falsch, ist die gesamte weitere Arbeit vergeblich.

Die Korrektur erfolgt in zwei Etappen: zuerst die vertikale Ebene, dann die horizontale. Für die vertikale Ebene werden kalibrierte Bleche unter den Füßen der beweglichen Maschine hinzugefügt oder entfernt. Es werden wenige, saubere und flache Bleche verwendet, um Verformung oder Verrutschen zu vermeiden. Das Ausrichtgerät gibt die exakte Dicke an, die an jedem Fuß hinzugefügt oder entfernt werden muss.

Für die horizontale Ebene wird die Maschine mit den Stellschrauben oder einem mechanischen Heber seitlich verschoben. Das Ausrichtgerät zeigt den Live-Wert an, was eine präzise seitliche Positionierung ermöglicht. Nach Erreichen der gewünschten Werte werden die Ankerbolzen in überkreuzter Reihenfolge und mit dem empfohlenen Drehmoment angezogen. Danach wird erneut gemessen, um zu bestätigen, dass die Ausrichtung erhalten geblieben ist.

Kalibrierte Bleche sind ein Schlüsselverbrauchsmaterial bei dieser Aufgabe. Sie werden nach Code bestellt: ein Satz einer Größe und einer Dicke, wie TMAS 100-050, oder ein Kit wie TMAS 100/KIT, das eine Abstufung von Dicken vereint, um die Höhe exakt einzustellen. Niemals sollten improvisierte Bleche wie Blechabschnitte oder gestapelte Unterlegscheiben verwendet werden, da sie sich verformen und die Kalibrierung verlieren.

Nach dem Anziehen der Bolzen wird die vollständige Messung wiederholt, um zu prüfen, dass die Werte innerhalb der Toleranz liegen. Die Toleranz hängt von der Drehzahl der Maschine ab: Je höher die Drehzahl, desto strenger. Das Laserausrichtgerät enthält in der Regel Toleranztabellen oder ermöglicht die Eingabe der Drehzahl zur Bewertung des Ergebnisses. Wenn die Ausrichtung nicht den Anforderungen entspricht, wird die Justierung bis zum Erreichen wiederholt.

Wichtig ist die Berücksichtigung der Wärmeausdehnung. Maschinen, die heiß arbeiten, können Kompensationswerte erfordern, die der Gerätehersteller angibt. Diese Werte werden vor der Messung in das Ausrichtgerät eingegeben, damit die endgültige Korrektur im warmen Zustand angemessen ist. Andernfalls kann eine im kalten Zustand gut ausgerichtete Maschine bei Erreichen ihrer Betriebstemperatur dejustiert sein.

Abschließend wird ein Ausrichtprotokoll mit den Ausgangswerten, den durchgeführten Korrekturen und den Endwerten erstellt. Dieses Protokoll wird als Nachweis der Instandhaltung archiviert und dient zum Vergleich bei zukünftigen Eingriffen. Die Dokumentation der Ausrichtung ist eine bewährte Praxis, die hilft, Trends zu erkennen und Stillstände zu planen.

Zum Ausrichten von Wellen mit Laser wird ein Wellenausrichtgerät benötigt, das für die Maschinen der Anlage geeignet ist. Die Modelle der TKSA-Serie, wie TKSA 11, TKSA 31, TKSA 41, TKSA 51 und TKSA 71, decken unterschiedliche Anforderungen an Größe und Leistung ab. Die Wahl des Modells hängt von der Art der auszurichtenden Maschinen, dem Wellendurchmesser und dem Abstand zwischen Kupplung und Füßen ab.

Neben dem Ausrichtgerät ist ein Satz kalibrierter Bleche für die Höhenkorrekturen empfehlenswert. Die Bleche TMAS 100-050 und die Kits TMAS 100/KIT sind praktische Optionen für die Werkstatt. Außerdem werden Basiswerkzeuge benötigt: Schraubenschlüssel für die Bolzen, ein Maßband für die Abstände und je nach Fall Stellschrauben für die horizontale Justierung.

Um Ihr Laserausrichtgerät oder die kalibrierten Bleche anzufragen, senden Sie uns die Daten Ihrer Anwendung: Art der Maschinen (Motor-Pumpe, Motor-Getriebe usw.), Wellendurchmesser und Abstand zwischen Kupplung und Füßen der beweglichen Maschine. Mit diesen Informationen empfehlen wir Ihnen das am besten geeignete Gerät. Schreiben Sie uns per WhatsApp oder E-Mail, und wir antworten Ihnen umgehend mit einem Angebot.