Die Welt des Maschinenausrichtens Ausgabe 2/2009

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1 Neues Messsystem und Konjunkturprogramm auf der HANNOVER MESSE 2009 Liebe Leserinnen und Leser, die diesjährige Hannover Messe endete am Freitag, den 24. April 2009 mit positiver Resonanz der über 6000 Aussteller. Auch für die PRÜFTECHNIK AG war die Teilnahme ein großer Erfolg. Unsere Messeneuigkeiten trafen auf großes Interesse der Besucher. Das neue Einsteigersystem SHAFTALIGN (Markteinführung in der zweiten Jahreshälfte 2009) mit brillantem Farbdisplay und herausragenden Funktionen rund ums das laseroptische Wellenausrichten, sowie das zur HANNOVER MESSE eingeführte Konjunkturprogramm stießen auf große Nachfrage. Unser 25-jähriges Jubiläum stand ganz im Fokus unseres Messauftritts. Viele Besucher reagierten mit Staunen auf den historischen Rückblick und unsere bahnbrechende Erfindung des laseroptischen Wellenausrichtens vor bereits einem Vierteljahrhundert. Internet-Link: Oder senden Sie uns einfach eine an folgende Adresse: Ihr Markus Brotsack Vertriebsleiter Deutschland/Österreich PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH In dieser Ausgabe finden Sie Berichte zu folgenden Themen: Falls Sie keine Gelegenheit hatten, uns auf der HANNOVER MESSE zu besuchen, dann schauen Sie doch einfach bei uns im Internet vorbei. Die attraktiven Jubiläumsangebote und das spezielle Konjunkturprogramm haben weiterhin Gültigkeit. Ein Besuch auf unserer Webseite lohnt sich also für Sie. Neues Messsystem und Konjunkturprogramm auf der HANNOVER MESSE 2009 Ausrichten eines vertikalen Pumpenzugs in einem Klärwerk Machinery Service - Verbesserte Ausrichtung von Windkraftanlagen durch Langzeitüberwachung Praxis-Tipp Eingabe von maximalen Toleranzen für die Maschinenausrichtung Seminare Termine auf einen Blick Ein Unternehmen der PRÜFTECHNIK-Gruppe PRÜFTECHNIK Tel.: +49 (0) Alignment Systems GmbH Fax: +49 (0) Freisinger Str info@pruftechnik.com Ismaning, Deutschland

2 Ausrichten eines vertikalen Pumpenzugs in einem Klärwerk In der Abwasserbranche mangelt es nicht an Pumpenaggregaten. Abwasser wird ständig produziert. Somit ist die Sicherstellung der Funktionsfähigkeit der Pumpenanlage in einem Klärwerk von höchster Priorität. Aufgrund einer anstehenden Erneuerung von zwei Vertikalmotoren wurde von einem Messteam von PRÜFTECHNIK Alignment Systems ein Vertikalstrang Motor, Getriebe, Pumpe vermessen und anschließend ausgerichtet. Im Abwasserpumpwerk befinden sich insgesamt sechs Vertikalaggregate, zwei davon werden überholt und instandgesetzt. Erste Aufgabe war es, den IST-Zustand der Anlage aufzunehmen und zu dokumentieren. Für diese Messaufgabe wurde das OPTALIGN smart von PRÜFTECHNIK Alignment Systems herangezogen. Die seitlichen Öffnungen an der Kupplung zwischen dem Motor und dem Getriebe sind sehr klein. Trotzdem konnte die Sensorik problemlos an der Wellenanlage montiert werden. Definition der Messpositionen Der Flansch zwischen Motor und Getriebe ist mit acht symmetrisch angeordneten Schrauben befestigt. Die Position dieser Schrauben wurde als Anhaltspunkt für die Messpositionen gewählt. Der Einfachheit halber und aus Gründen der Reproduzierbarkeit wurde die 12-Uhr- Position so definiert, dass sie mit der Nordrichtung übereinstimmt. Somit war die 3-Uhr-Position nach Osten, die 6-Uhr- Position nach Süden und die 9-Uhr- Position nach Westen ausgerichtet. Aufnahme des IST-Zustands Das OPTALIGN smart Messsystem bietet eine Zusatzfunktion für das Ausrichten vertikaler Anlagen. Nach der Eingabe der Abmessungen und der Definition der Flanschschrauben sowie der Uhrpositionen ( Uhr) konnte der IST Zustand der Anlage aufgenommen werden. Die Anlage wies eine maximale Fehlausrichtung von 0,11 mm Versatz und 0,16 mm Klaffung an der Kupplung auf. Abbildung 3: Eingabe der Abmessungen Abbildung 4: Aufnahme von drei Messpunkten Abbildung 1: Aufnahme des IST-Zustands der Anlage. Trotz der kleinen Öffnungen an der Seite konnte die Sensorik problemlos montiert und die Messung durchgeführt werden. Abbildung 2: das Vermessen der Flanschgeometrie sowie das Definieren der Messpositionen gehören zur Arbeitsvorbereitung. 2

3 Abbildung 5: Ergebnisse in der 0-6 Ansicht Weitere Messungen Bevor der neue Motor ausgerichtet werden konnte, musste der Wellenstrang zwischen Getriebe und Abwasserpumpe vermessen werden. Im Keller wurde die Sensorik entsprechend installiert. Die Wellenanlage war dort leicht zugänglich und mit der drahtlosen Datenübertragung des OPTALIGN smart Geräts konnte komfortabel gearbeitet werden. Ergebnisse Der untere Teil der Anlage war nahezu perfekt ausgerichtet, d.h. es konnte direkt zur Montage des überarbeiteten Motors übergegangen werden. Nach dem Austausch der Profilhülsenkupplung konnte der generalüberholte Motor wieder in Betrieb genommen werden. Die letzten beiden Bildschirmaufnahmen zeigen den Zustand nach der Ausrichtung der Anlage. Abbildung 6: Ergebnisse in der 3-9 Ansicht Abbildung 9: das montierte Gebersystem (Laser und Sensor) des OPTALIGN smart Systems Abbildung 11: finale Ausrichtdaten Abbildung 7: Kupplungsergebnisse Abbildung 10: komfortable Messung mit kabelloser Datenübertragung Abbildung 12: Wiederholgenauigkeit dreier Messungen Abbildung 8: Korrekturwerte an den Flanschschrauben OPTALIGN smart ist ein eingetragenes Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. Markus Brotsack, Dipl.- Phy., MBA PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Hans Lenz, Tech-Support PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 3

4 Machinery Service: Verbesserte Ausrichtung von Windkraftanlagen durch Langzeitüberwachung Der PRÜFTECHNIK Alignment Machinery Service unterstützte zusammen mit der spanischen Niederlassung in diesem Jahr einen führenden Hersteller von Windkraftanlagen erfolgreich bei der Optimierung von zwei Serien von Windkraftanlagen im Leistungsbereich zwischen 1,5 MW und 3 MW. Messen des kalten Zustandes Eine fehlerhafte Ausrichtung von Windkraftanlagen ist die häufigste Ursache von Kupplungsverschleiß, erhöhten Schwingungen und vorzeitigen Schäden an Getriebe und Generator. Dies kann wiederum zu einem verringerten Wirkungsgrad oder sogar zu teuren Maschinenausfällen führen. Um eine einwandfreie Funktion von Windkraftanlagen zu gewährleisten, muss der Ausrichtzustand zwischen dem Getriebe und dem Generator im kalten (abgeschalteten) Zustand sorgfältig gemessen und korrigiert werden. Aber dies alleine reicht noch nicht. Unterschiedliche Drehmomente durch wechselnde Windverhältnisse und die Bewegung von Maschinenfundamenten verändern die relative Ausrichtung während des Betriebs gegenüber der kalten Ausrichtung. Ermittlung der Vorgabewerte Diese zusätzlichen Faktoren müssen ermittelt und bei der Ausrichtung berücksichtigt werden. Diese sogenannten Vorgabewerte für die Ausrichtung sollten normalerweise vom Hersteller in Form einer Spezifikation zur Verfügung gestellt werden. Die klassische Vorgehensweise zur Ermittlung solcher Werte basiert auf Daten, die mit Hilfe eines Konstruktionsmodells gewonnen werden. Die Vorgabewerte sind üblicherweise eher eine allgemeine Schätzung und berücksichtigen nicht die tatsächlichen spezifischen Bedingungen an der Windkraftanlage, wie zum Beispiel das Verhalten des Fundaments und Abweichungen von der ursprünglich vorgesehenen Konstruktion, z.b. Veränderungen in der Auswahl der Komponenten oder bei der Montage. Noch kritischer ist jedoch die Tatsache, dass die Ausrichtung zwischen Getriebe und Generator kein fixer Zustand ist, sondern sich je nach Windverhältnissen ändert. Continuous Monitoring Service Der PRÜFTECHNIK Alignment Machinery Service bietet eine innovative, einfache und schnelle Methode, die erforderlichen genauen Ausrichtvorgaben mit Hilfe der laserbasierten Systeme ROTALIGN Ultra und PERMALIGN zu ermitteln. Als erstes muss dazu der Ausrichtzustand mithilfe des ROTALIGN Ultra Wellenausrichtsystems gemessen werden. Dazu wird der Laser mit einer Kettenspannvorrichtung auf der einen Seite der Kupplung fixiert und der Sensor mit einer Magnetspannvorrichtung an der Stirnseite der Bremsscheibe auf der anderen Seite der Kupplung montiert. Abbildung 1: Montage der ROTALIGN Ultra Sensorik Die Ausrichtwerte können jetzt durch langsames Neigen und Drehen der Rotorblätter aufgenommen werden. Der ROTALIGN Ultra Computer übernimmt die Messdaten durch kabellose Übertragung vom Sensor und zeigt die vertikalen und horizontalen Ausrichtergebnisse wie in der folgenden Abbildung dargestellt. 4

5 Abbildung 2: Kupplungsergebnisse Als zweiter Schritt wird ein PERMALIGN Überwachungssystem mit Hilfe von kundenspezifischen Spannvorrichtungen fest auf dem Getriebe- und Generatorgehäuse montiert, um zuverlässige Ablesewerte unter allen denkbaren Betriebs- und Schwingungsbedingungen zu erhalten. Abbildung 3: Montage des PERMALIGN Mit dem PERMALIGN System können während des Betriebszustandes relative Maschinenverlagerungen von bis zu 16 mm in vertikaler und in horizontaler Richtung gemessen werden berührungslos und über Entfernungen von bis zu 10 m mit einer Auflösung von einem Mikrometer. Das System zeigt die Winkel- und Parallelverlagerung sowie Bewegungen, die auf Temperaturschwankungen oder auf Bewegungen des Fundaments zurück zu führen sind. Da Windkraftanlagen auf den Betrieb mit variablen Geschwindigkeiten ausgelegt sind, wird ein Laser-Drehzahlmessgerät direkt an der schnellen Welle montiert, um die Drehzahl des Generators zu messen. Zusätzlich können gängige Einheitssignale oder aktuelle Analogsignale, wie Windgeschwindigkeit, Temperatur und Leistung einfach in die Datenaufnahmebox integriert und mit dem Steuerungssystem der Windkraftanlage verbunden werden. Auf die PERMALIGN Datenaufnahmebox kann extern über IP oder drahtlos über GPRS/UMTS für einen Download der Messdaten zugegriffen werden. Abbildung 4: PERMALIGN Messergebnisse Die kontinuierliche Überwachung sollte mindestens 2 bis 3 Wochen in Anspruch nehmen, um zuverlässige Werte über die relative Ausrichtung von Getriebe und Generator unter allen üblicherweise auftretenden Betriebszuständen und Windverhältnissen zu erhalten. Durch eine Gegenüberstellung der Ergebnisse mit den allgemein zu erwartenden Windverhältnissen werden die Ausrichtparameter ermittelt, um den besten Kompromiss für die Ausrichtung unter extremen und unter den häufigsten Betriebsbedingungen zu erzielen. Die Ausrichtvorgaben werden dann in den ROTALIGN Ultra Computer eingegeben (Abbildung 5) und verwendet, um die Ausrichtung der Windkraftanlage zu korrigieren. Abbildung 5: berechnete Vorgabewerte Nach den durchgeführten Korrekturen bestätigte der Hersteller eine erhebliche Reduzierung der Schwingungen und eine bessere und laufruhigere Funktion der gesamten Windkraftanlage. Mit ROTALIGN Ultra und PERMALIGN können in der Energiebranche alle Arten von Maschinenzügen gemessen werden, einschließlich Dampf-, Gas- und Wasserturbinen. Unser Expertenwissen, das über 25 Jahre Entwicklung und Produktion von Laserausrichtsystemen umfasst, steht durch unseren Machinery Service Turbinenbetreibern weltweit zur Verfügung. ROTALIGN Ultra und PERMALIGN sind eingetragene Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. Bernardo Quintana-Rüedlinger, Dipl.- Ing. Leiter Machinery Service PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 5

6 Praxis-Tipp Eingabe von maximalen Toleranzen für die Maschinenausrichtung Die notwendige Ausrichtgüte von Maschinen wird üblicherweise von den Maschinenherstellern vorgegeben. Oftmals sind diese Angaben nicht mehr greifbar oder der Hersteller hat zu den zulässigen Toleranzen seiner Maschinen keine Angaben gemacht. Hierzu sind in den Ausrichtsystemen Toleranztabellen hinterlegt. Diese basieren auf Erfahrungswerten der Industrie und sind als Empfehlung anzusehen. Die Berechnung der Toleranzen erfolgt in den Messsystemen dynamisch und verknüpft die maximale Drehzahl sowie den Kupplungsdurchmesser und weist dann bezogen auf diese Angaben die zulässigen Toleranzwerte aus. Zudem unterscheidet man zwei Bereiche bei den Toleranzen, die akzeptablen Werte bei unkritischen Maschinen und die exzellenten Werte für Maschinen und Drehzahlbereiche, die eine hochgenaue Wellenausrichtung erfordern. ROTALIGN Ultra Markieren Sie im Bildschirm Set-up (blaue DIM Taste) die Kupplung mithilfe der Navigationstasten und drücken Sie die e Taste. Drücken Sie die q Taste. Markieren Sie den Kontextmenüpunkt Toleranzen und drücken Sie die e Taste. Drücken Sie erneut die q Taste. Markieren Sie den Kontextmenüpunkt Max. Werte und drücken Sie die e Taste. Geben Sie neue Werte für den maximalen Versatz und die maximale Klaffung ein. Mit der DIM Taste geht s zurück zum Hauptbildschirm. Aufruf des entsprechenden Bildschirms im OPTALIGN smart Alternativ können Sie die Toleranzwerte mit Hilfe der ALIGNMENT CENTER Software eingeben und anschließend auf das Gerät transferieren. Fordert ein Hersteller oder ein Kunde firmeneigene Standards, die von den vorgegebenen Toleranztabellen abweichen, so können diese über die max. Toleranzen im OPTALIGN smart und im ROTALIGN Ultra manuell hinterlegt werden. Wie die Bildschirme jeweils aufgerufen werden, ist nachfolgend beschrieben: TIPP Die nummerierten Kontextmenüpunkte können alternativ auch immer direkt durch Drücken der entsprechenden Zifferntaste aufgerufen werden. Eingabe der maximalen Toleranzwerte im ROTALIGN Ultra Bildschirm OPTALIGN smart Drücken Sie im Bildschirm Ergebnisse (blaue Taste mit Kupplungssymbol) die q Taste. Markieren Sie den Kontextmenüpunkt Toleranztabelle und drücken Sie die e Taste. Drücken Sie erneut die q Taste. Markieren Sie den Kontextmenüpunkt Max. Toleranzwerte und drücken Sie die e Taste. Geben Sie neue Werte für den maximalen Versatz und die maximale Klaffung ein. Mit der DIM Taste geht s zurück zum Hauptbildschirm. Eingabe der maximalen Toleranzwerte in der ALIGNMENT CENTER Software ROTALIGN Ultra und OPTALIGN smart sind eingetragene Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. Michael Stachelhaus, PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 6

7 Seminare Produkt-Seminare in Ismaning ROTALIGN Ultra 13./ / Generelle Seminarinhalte: Ausrichten von Maschinenwellen Grundlagen des Wellenausrichtens Voraussetzungen und Vorbereitungen für eine optimale Maschinenausrichtung OPTALIGN smart 18./ Funktion des laseroptischen Messverfahrens Montage und Bedienung des Ausrichtsystems Interpretation der Messergebnisse ROTALIGN PRO 16./ Berücksichtigung von Kupplungsvorgaben, Toleranzen oder thermischem Wachstum Praktische Messungen an Übungsmaschinen OPTALIGN PLUS 15./ / Kippfußuntersuchung und Ausrichten von Vertikalmaschinen Sonderfälle mit praktischen Übungen smartalign Auf Anfrage Bearbeiten und Verwalten von Ausrichtergebnissen mit den PC-Programmen ALIGNMENT CENTER und ALIGNMENT REPORTER Produkt-Seminare bei Ihnen im Haus Gerne führen wir Schulungen und Seminare auch bei Ihnen im Unternehmen durch. Fragen Sie dazu einfach unseren zuständigen Vertriebsingenieur. 7

8 ROTALIGN Ultra Die Plattform für professionelles laseroptisches Ausrichten Termine auf einen Blick ROTALIGN Ultra setzt neue Maßstäbe beim Wellen- und geometrischen Ausrichten. Überzeugen Sie sich von der revolutionierenden Leistung dieser einzigartigen Plattform Juni ZELLCHEMING Expo Halle 9, Stand 942 Wiesbaden Mai ACHEMA 2009 Stand N31 Frankfurt Kabellose Datenübertragung Großer, hintergrundbeleuchteter Farbbildschirm Hintergrundbeleuchtete alphanumerische Tastatur Li-Ionen-Hochleistungsakku USB für PC, Drucker und Tastatur Intuitive Benutzerführung mit integrierter Hilfefunktion Oktober MAINTAIN 2009 M,O,C München November ICE Europe 2009 Halle 3, Stand 3-F07 München PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Freisinger Str Ismaning, Deutschland Tel.: +49 (0) Fax.: +49 (0) Ein Unternehmen der PRÜFTECHNIK-Gruppe 8