Wie in diesen Blogs erwähnt, beziehen sich die Toleranzen der Kupplungshersteller auf die Kupplung. Als Wartungsfachleute sind wir mit der Kupplung befasst, aber wir sind mehr mit den Lagern in den Maschinen beschäftigt. Zum Schutz der Lager, Dichtungen usw. werden präzise Wellenausrichtungstoleranzen verwendet. Während eines kürzlich abgehaltenen Acoem-Schulungskurses RT-300 wurden die Unterschiede zwischen Kupplungsausrichtungstoleranzen und Präzisionswellenausrichtungstoleranzen sehr deutlich. Es wurde die Ausrichtung eines Elektromotors mit 1800 U/min und einer Kreiselpumpe mit einer Netzkupplung des Modells 1070T überprüft. Es handelte sich um eine relativ neue Anlage, bei der die ursprüngliche Ausrichtung durch das Installationsunternehmen vorgenommen wurde.
Die Ausrichtungsergebnisse „wie vorgefunden“ zeigten, dass der vertikale Winkel innerhalb der Toleranz lag, der horizontale Winkelversatz jedoch mehr als das Fünffache der Toleranz betrug. Der vertikale und horizontale Offset Versatz lag innerhalb der 2fachen Toleranz. Grüne Kupplungssymbole = innerhalb der Toleranz, orange = innerhalb der 2fachen Toleranz, undamp; rot = mehr als 2fache Toleranz.
Die zulässigen Präzisionstoleranzen für die Wellenausrichtung bei 1800 U/min betragen 0,7 mils/1″ im Winkel und 4,0 mils Offset.
Die Ausrichttoleranzen des Kupplungsherstellers für die Gittermastkupplung 1070T (Einbaugrenzen) sind den Montage- und Wartungsanweisungen auf der Website des Herstellers zu entnehmen: Der Wert „Winkelversatz“ ist die maximale Differenz zwischen den Messungen X und Y, die an den gegenüberliegenden Enden der Nabenflansche vorgenommen werden, wie in Abbildung 5 dargestellt
Tabelle 4 – Maximaler WinkelversatzWinkelGröße1020T1030T1040T1050T1060T1070T1080T1090TX-YInch0.0030.0030.0030.0040.0050.0050.0060.007
Tabelle 5 – Maximale Differenz PParallel OffsetGröße1020T1030T1040T1050T1060T1070T1080T1090TPZoll0.0060.0060.0060.0080.0080.0080.0080.008Tabelle 4 listet den „Maximalen Winkelversatzwert“ als eine Spaltdifferenz von 0,005″ (5 mils) von oben nach unten und von Seite zu Seite, gemessen am Außendurchmesser der Kupplungsnaben, der 4″ beträgt. In Tabelle 5 wird die „Maximale Differenz“ für den Parallelversatz (Offset) mit 0,008″ (8 mils) angegeben. Weiter unten in der Anleitung finden sich die „Betriebsgrenzen“ für die 1070T-Kupplung. Um die Werte für die Winkelausrichtung zu verdeutlichen, listet der Kupplungshersteller den Winkelversatz als Spaltdifferenz zwischen den Kupplungsflächen auf, während die Acoem Fixturlaser-Ausrichtsysteme die Winkelausrichtung als Neigung anzeigen, die in mils pro 1″ (mils/1″) angegeben wird. Die gefundenen Offset (parallelen) Werte von 8,0 mils vertikal und 7,0 mils horizontal liegen innerhalb der 8,0 mils (0,008″), die durch die Kupplungstoleranzen erlaubt sind, aber über der akzeptablen Wellenausrichtungstoleranz von 4,0 mils. Auch wenn sie „nahe beieinander liegen“, erzeugt diese Offset Fehlausrichtung an der Kupplung eine Radialkraft, die auf die Wellen ausgeübt wird und die Lebensdauer von Lagern und Dichtungen verringert.
Der festgestellte horizontale Winkelversatz von -3,8 mil/1″ ist das 5,4-fache der zulässigen Wellenausrichtungstoleranz von 0,7 mil/1″. 3.8mils/1″ entspricht einer 15,2 mil Lücke am Außendurchmesser der Kupplungsnabe (3,8mils x 4″ Durchmesser der Kupplungsnabe). Diese Menge an Winkelversatz überträgt eine enorme Axialkraft von der Kupplung auf die Wellen.
Dieser Abstand von 15,2 mil (0,0152″) ist dreimal so groß wie der zulässige Grenzwert für die Kupplungstoleranz von 5,0 mil (0,005″), liegt jedoch innerhalb der 20,0 mil (0,020″) Grenze für den Winkelbetrieb. Ein Monteur, der sich nicht mit den Toleranzen für das Ausrichten von Präzisionswellen auskennt, könnte dies so interpretieren, dass die Ausrichtung zwar nicht großartig ist, aber innerhalb der Betriebsgrenzen für die Kupplung liegt, also ist alles in Ordnung! Das Ziel der Präzisionswellenausrichtung besteht darin, die Kraft an der Kupplung zu minimieren, die wiederum auf die Wellen, Lager, Dichtungen usw. übertragen wird. Das Ausrichten nach Kupplungswerten minimiert diese Kraft nicht. Überschüssige Kräfte verringern die Lebensdauer der Lager, wie in der L10-Formel für die Lagerlebensdauer gezeigt wird – in Anlehnung an eine beliebte Syfy-Filmserie, die in einer weit entfernten Galaxie spielt, ist „The Force“ eine gute Sache. Bei der Herstellung von Präzisionswellenausrichtungen hier auf der Erde ist „Kraft“ eine schlechte Sache! Kupplungen reduzieren die Kraft, um die Lebensdauer von L10-Lagern zu maximieren
