PARALIGN und Machinery Service

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1 PARALIGN und Machinery Service Liebe Leserinnen und Leser, auf den folgenden Seiten stellen wir Ihnen einige exemplarische Messdienstleistungen vor, die wir in den letzten ca. 18 Monaten durchgeführt haben. Neben dem schon lange etablierten und in der Industrie einzigartigen PARALIGN Service legen wir einen speziellen Schwerpunkt auf unsere Leistungen, die wir im Bereich Machinery Service durchgeführt haben. Zusätzlich zum Verkauf unserer Produkte bieten wir mit unserem Machinery Service Team auch unser Know-how um unserer Produkte und unsere Erfahrungen bei anspruchsvollen geometrischen Vermessungen und Befundungen ihrer Anlagen an. Gerne helfen wir auch Ihnen bei diffizilen Ausrichtund Vermessungsproblemen rund um Ihre Anlagen und Aggregate. Uns ist es ein Ansporn, auch neue Fragestellungen mit Ihnen zu diskutieren und gemeinsam Lösungen zu finden, Ihre Produktionsmittel in den optimalen Zustand zu bringen. Schließlich geht es um Anlagenverfügbarkeit und somit um die Produktivität Ihres Unternehmens - insbesondere in der Krisenzeit wichtiger denn je. Nehmen Sie einfach mit uns Kontakt auf, wenn Ihnen das ein oder andere auf den folgenden Seiten vorgestellte Messproblem oder -aufgabe bekannt vorkommt. Vielleicht können wir auch Ihnen bei anspruchsvollen geometrischen Anlagenproblemen weiterhelfen. Unsere Teams im Bereich Machinery Service und PARALIGN Service stehen ihnen bei Fragen gerne zur Verfügung. Weiter Informationen finden Sie auf unserer Homepage: Oder nehmen Sie am besten gleich Kontakt mit uns auf unter: Telefon: info@pruftechnik.com Ihr In dieser Ausgabe finden Sie Berichte zu PARALIGN Service Walzenvermessung in der Druckindustrie PARALIGN in der Verpackungsindustrie Markus Brotsack Vertriebsleiter Deutschland / Österreich PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Machinery Service Energieerzeugung HYDRALIGN - Windkraftanlagen-Service Messen von Turmbewegungen Laser-optische Ebenheitsmessung an einem Turbinenfundament CENTRALIGN Service für eine Dampfturbine Chemische Industrie Laser-optische Online-Vermessung einer Turbinenanlage - Ermittlung von Ausrichtvorgaben Revision eines 5-Maschinenzuges zur Herstellung von Salpetersäure in einem Chemiebetrieb Ebenheitsmessung und Ausrichtung an einem Kolbenkompressor Maschinenbau / Schiffsbau Hochpräzise Flanschvermessung an einem Kran PROPALIGN Ultra - Vermessung der Biegelinie einer Schiffsantriebswelle (28 m) Papierindustrie Müssen Kardanwellen ausgerichtet werden? Ein Unternehmen der PRÜFTECHNIK-Gruppe PRÜFTECHNIK Tel.: +49 (0) Alignment Systems GmbH Fax: +49 (0) Freisinger Str info@pruftechnik.com Ismaning, Deutschland

2 Walzenvermessung in der Druckindustrie Die Vermessung von Walzen gilt als ganz besondere Kunst. Traditionell kommen zum Beispiel das Stichmaß oder Umschlingungsmessungen zum Einsatz. Mit dem Stichmaß wird die Distanz zwischen zwei Walzen mit einer Messuhr an einem Teleskopstab verglichen, bei Umschlingungsmessungen wird die Distanz mit einem Maßband bestimmt. Weiter werden optische Verfahren wie Theodolit oder Lasertracker zur Vermessung von Walzen verwendet. Allen erwähnten Verfahren ist gemeinsam, dass sie erhebliche Erfahrung erfordern und sehr zweitaufwändig sind. Neuer Ansatz der Vermessung von Walzen mit Technologie aus der Luftund Raumfahrt in PARALIGN In Abbildung 2 ist das Messgerät gezeigt. Es beinhaltet drei sogenannte Ringlaserkreisel in blauer Farbe dargestellt. Abbildung 1: Druckmaschine für Zeitungen. Deutlich ist deren kompakter Aufbau erkennbar. Die zu vermessenden Walzen befinden sich hinter Einhausungen. Abbildung 2: das PARALIGN Messgerät. Die drei Ringlaserkreisel sind in blauer Farbe dargestellt. Jeder Kreisel misst den Winkel um seine eigene Drehachse. Die Messwertaufnahme findet intern im Messgerät statt. Jeder der Kreisel misst den Drehwinkel um seine eigene Achse, die in rot eingezeichnet ist. Die drei Achsen der Kreisel sind senkrecht zueinander angeordnet, und bilden dadurch ein Rechtssystem. Dies ermöglicht die Bestimmung von Relativpositionen im Raum. Im Gegensatz zu allen herkömmlichen Messmethoden werden die Messdaten intern im PARALIGN generiert. Es wird deshalb zu oder zwischen den Messobjekten keine freie Sichtverbindung benötigt. Für andere optische Messmethoden ist eine freie Sichtlinie unerlässlich, wie zum Beispiel beim Einsatz eines Theodoliten. 2

3 Zeitungsdruckmaschine Abbildung 2 zeigt eine Druckmaschine für Zeitungen. Man erkennt deren kompakten Aufbau, der den Einsatz traditioneller Messtechnik erschwert, ja teilweise unmöglich macht. In Abbildung 3 ist das Messgerät während der Messung einer Walze zu sehen. PARALIGN wird auf der Walzenoberfläche aufgesetzt und anschließend ein Sweep durchgeführt. Ein Bündel von Messpunkten wird für jede Walze aufgezeichnet und anschließend durch einen mathematischen Algorithmus in einer Software ausgewertet. Ausgangssituation Vor dem Einsatz von PARALIGN kam es zu Bahnverläufen, so dass das bedruckte Papier nicht mehr zentriert in den Falzapparat hineinlief. Durch den Bahnverlauf war das Papier zusätzlich erhöhten Spannungen unterworfen, so dass es vermehrt zu Papierabrissen kam. Jeder Papierabriss bedeutet einen Anlagenstillstand, der die Verfügbarkeit der Druckmaschine reduziert. Um die Ursache der beschriebenen Probleme zu ermitteln, war für den Druckereileiter eine Überprüfung des Ausrichtzustandes der Anlage wichtig. In vergleichsweise kurzer Zeit konnte mit PARALIGN die gesamte Druckmaschine vermessen und dokumentiert werden: innerhalb von zehn Stunden wurden drei Druckwerke mit sechs H-Türmen vermessen. Das PARALIGN Protokoll in Abbildung 4 auf der folgenden Seite zeigt ein Druckwerk zusammen mit den Walzen und dem Falzapparat darüber. Man erkennt die Ursache für die beobachteten Probleme: es ist eine Verschiebung sowohl des H-Turmes im ersten Stock als auch der Walzen darüber in der Nähe des Falzapparates zu erkennen - relativ zum als Referenz gesetzten Druckzylinder. Abbildung 3: der Einsatz von PARALIGN bei der Vermessung einer Walze im Bereich der Abrollung einer Zeitungsdruckmaschine. Das Messgerät wird auf der Walze aufgesetzt und anschließend ein Stück über deren Oberfläche bewegt. Der Einsatz der neuen Technologie im PARALIGN verkürzt die Messzeit drastisch und stellt die gleiche Genauigkeit für jede zu messende Walze sicher, ganz gleich ob diese frei zugänglich oder sich in einem eingehausten Bereich befindet. 3

4 Qualitätsprobleme nach PARALIGN Service deutlich reduziert Durch die PARALIGN Messung konnte zum ersten Mal überhaupt seit Aufstellung der Anlage ein kompletter Einblick in die Druckmaschine gewonnen werden. Dies erfolgte während eines Routinestillstands. Die Versätze wurden anhand des Protokolles korrigiert. Als Konsequenz läuft das Papier nun symmetrisch in den Falzapparat hinein. Die Papierabrisse sind seitdem deutlich reduziert. PRÜFTECHNIK Alignment Systems stellt das PARALIGN System vom 12. bis 15. Oktober auf der IFRA Expo in Wien vor. Matthias Ecker, Dipl.-Phys. PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Abbildung 4: PARALIGN Protokoll eines Druckwerkes. Der Standpunkt des Betrachters ist die Bedienerseite, die in grüner Farbe gekennzeichnet ist. Die Antriebsseite ist in roter Farbe dargestellt. Die blaue Walze steht senkrecht zur Zeichenoberfläche. Sie ist als Referenz gesetzt. Das obere Druckwerk ist um ca. 0,5 mm zum unteren versetzt. Die Walzen ganz oben im Bild sind im Durchschnitt um einen Millimeter zur Referenzwalze versetzt. PARALIGN ist ein eingetragenes Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. 4

5 PARALIGN in der Verpackungsindustrie Folie kann ein Grundmaterial zur Herstellung von Verpackung zum Beispiel im Lebensmittelbereich sein. Diese kann dabei sowohl als Flachfolie als auch als Blasfolie erzeugt werden. Damit ein fertiges Produkt entsteht, wird die Folie im darauffolgenden Produktionsschritt zum Beispiel mit einer Flexodruckmaschine bedruckt. PARALIGN ist in der gesamten Prozesskette der Verpackungsindustrie ein Standard zur Vermessung der Walzen geworden. Exemplarisch wird im Folgenden ein Beispiel der Vermessung einer Folienextrusionsanlage mit PARALIGN beschrieben. Abbildung 1: PARALIGN im Einsatz. Was hier spielerisch leicht mit dem neuartigen Messgerät aussieht, ist mit traditionellen Messmethoden nur unter erheblichem Zeitaufwand realisierbar. Die Zugänglichkeit für eine Vermessung mit Theodolit oder Stichmaß ist in der Verpackungsindustrie oft nicht leicht: die Produktionsanlagen sind auf mehrere Stockwerke verteilt, was die Zeit für deren Vermessung erheblich verlängert. Folienextrusionsanlage Abbildung 1 zeigt im Hintergrund einen Teil einer Folienextrusionsanlage. Diese erstreckt sich über mehrere Stockwerke und umfasst auch Trocknungseinheiten. In den komplett eingehausten Trocknungsbereichen ist der Einsatz herkömmlicher optischer Messtechnik praktisch unmöglich. Der Einsatz der neuen Technologie im PARALIGN verkürzt die Messzeit drastisch und stellt die gleiche Genauigkeit für jede zu messende Walze sicher, ganz gleich ob diese frei zugänglich oder sich in einem eingehausten Bereich befindet. Ausgangssituation Innerhalb der Folienextrusionsanlage kam es zu Bahnverläufen, die ein Wickeln der Folie teilweise unmöglich machten. In der Folge wies die Folie an den Haspeln sogenannte Baumringe auf, gleichbedeutend mit einem erheblichen Anstieg der Ausschussproduktion. Durch die Fehlausrichtung traten darüber hinaus Folienabrisse auf. Jeder Folienabriss verursacht durch den damit verbundenen Anlagenstillstand immense Kosten. Würde man mit einem herkömmlichen Verfahren die Anlage komplett vermessen, so bedürfte dies mehrerer Tage. Abbildung 2: PARALIGN Protokoll. Der Standpunkt des Betrachters ist die Bedienerseite, dargestellt durch grüne Walzen. Die Antriebsseite ist rot gekennzeichnet. Die blaue Walze steht senkrecht zur Zeichenoberfläche. Sie ist als Referenz gesetzt. 5

6 In der folgenden Abbildung 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt der vermessenen Walzen um das Abquetschwalzenpaar gezeigt (IST-Zustand vor der Ausrichtung). Für den Anlagenbereich um die Abquetschwalze wäre die Messung zudem mit Genauigkeitseinbußen verbunden, weil man dort nur unter Einsatz zusätzlicher Messmimik arbeiten kann. Mit PARALIGN konnte die gesamte Extrusionsanlage innerhalb von sechs Stunden komplett vermessen und dokumentiert werden. Das PARALIGN Protokoll in Abbildung 2 zeigt die Ausrichtsituation der Anlage: das Abquetschwalzenpaar links oben im Bild zusammen mit den Leitwalzen daneben bis hin zu beiden Aufrollungen unten rechts. Abbildung 3: PARALIGN Protokoll des Anlagenbereiches um das Abquetschwalzenpaar. Die angegebenen Werte beziehen sich auf die als Referenz gesetzte Zugwalze. Die Größenordnung der dargestellten Versätze ist keine Seltenheit, sondern vielmehr an der Tagesordnung. Abbildung 4 zeigt das Protokoll nach der Ausrichtung der Anlage: Verbesserungen nach dem Einsatz von PARALIGN Durch die PARALIGN Dienstleistung konnte die gesamte Anlage in vergleichsweise kurzer Zeit vermessen werden. Die Versätze wurden anhand des Protokolls korrigiert. Nachdem die ermittelten Fehlstellungen korrigiert waren, traten die beobachteten Qualitätsprobleme nicht mehr auf. Die Ausschussproduktion wurde deutlich reduziert. PRÜFTECHNIK Alignment Systems stellt das PARALIGN System auf der ICE, der International Converting Exhibition vom November in München aus. Abbildung 4: PARALIGN Protokoll um das Abquetschwalzenpaar nach der Ausrichtung. Die ursprünglichen Versätze sind deutlich reduziert. Weitere Korrekturen waren zum Teil durch bauliche Gegebenheiten nicht ausführbar. Es sind deshalb theoretisch weitere Verbesserungen der Ausrichtposition möglich. PARALIGN ist ein eingetragenes Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. Matthias Ecker, Dipl.-Phys. PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 6

7 HYDRALIGN - Windkraftanlagen-Service Messen von Turmbewegungen Betonfundamente von Windkraftanlagen (WKA) sind durch die hohen Türme und dem daraus resultierenden langen Hebelarm extrem hohen Momenten ausgesetzt. Zur Überwachung dieser Bewegungen bei unterschiedlichen Windstärken und richtungen kann idealerweise das HYDRALIGN Messsystem eingesetzt werden. HYDRALIGN Messsystem HYDRALIGN ist ein hydrostatisches Mehrpunktmesssystem zur permanenten Online-Überwachung. Mit HYDRALIGN kann man Höhenänderungen basierend auf dem Prinzip einer Schlauchwasserwaage messen. Mehrere Drucksensoren werden dauerhaft an der Fundamentierung oder am Turm der Windkraftanlage installiert. Vorzugsweise werden dabei vier Sensoren entsprechend der Himmelsrichtungen positioniert. Bei auftretenden Neigungen des Fundaments bzw. des Turms verändert sich der hydrostatische Druck in den Sensoren. Diese Druckänderung ist proportional zur Höhenänderung. Neigungen können frühzeitig erkannt und Gegenmaßnahmen dadurch rechtzeitig eingeleitet werden. Der Aufbau des HYDRALIGN Messsystems ist modular: es besteht aus Messwerteeinheit und Sensoren, und gewährleistet eine optimale Systemanpassung an die jeweilige Messaufgabe vor Ort. Die Sensoren werden hierzu am Messobjekt, zum Beispiel am Turm der Windkraftanlage, installiert und über ein Schlauchsystem untereinander verbunden. Abbildung 1: Windkraftanlagen (WKA) PC-Software Über die HYDRALIGN PC-Software erfolgt die Konfiguration und Auswertung der Messdaten. Die Bewegungen des Messobjektes können in 2D- und 3D-Ansichten visualisiert werden. Abbildung 2: Techniker beim Befüllen und Entlüften der Anlage. Im Bild ist der Ausgleichsbehälter (links) und ein Sensor (rechts) zu sehen. 7

8 Eine Echtzeitanalyse ist ebenfalls möglich. Die 3D-Ansicht, die als Videosequenz abgespielt werden kann, eignet sich sehr gut zur Visualisierung der Turmbewegungen bei unterschiedlichsten Windverhältnissen und ist äußerst hilfreich bei der Fehlerdiagnose. Alarmmeldungen Die Messwerteeinheit verfügt weiterhin über einen potentialfreien Kontakt. Dieser ist programmierbar und kann für Alarmmeldungen bei Grenzwertüberschreitungen genutzt werden. Abbildung 3: 3D-Ansicht zu Beginn der Messung Kommunikation Die industrietaugliche Messwerteeinheit sammelt autark Messdaten, die via Ethernet oder IP-Schnittstelle abgerufen werden können. Diese Art der Kommunikation bietet die Möglichkeit, über vorhandene Verbindungen die Messdaten direkt in der Leitwarte des Windparks abzurufen. Wenn eine Anbindung über ein GSM-Modem erfolgt, ist der Datenaustausch praktisch überall möglich. Abbildung 4: 3D-Ansicht am Folgetag unter anderen Windverhältnissen HYDRALIGN ist ein eingetragenes Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. Dirk Guenther Service-Spezialist PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 8

9 Laseroptische Ebenheitsmessung an einem Turbinenfundament Das innovative laser-optische Messverfahren von PRÜFTECHNIK Alignment Systems ermöglicht es, die Ebenheit und Nivellierung von Anlagenfundamenten auch ohne Demontage von Maschinen zu vermessen. Bei der Neuinstallation gehört die Bestimmung der Ebenheit und der Nivellierung des Fundaments zum Standard. Die Vermessung und die Ausrichtung des Maschinenbettes werden in der Regel vor der Montage der Anlagen durchgeführt, das heißt bei freier Sicht über das komplette Fundament (Abbildung 1). Oftmals wird angenommen, dass danach keine weiteren Änderungen am Fundament mehr möglich sind. Setzungen im Boden, Erdbeben oder Fehler bei der Herstellung des Fundaments können jedoch zu erheblichen Fundamentbewegungen führen. Dies wiederum führt zu Ausrichtungsfehlern an der Anlage und damit zu frühzeitigen Schäden an Kupplungen, Getrieben und Dichtungen. In solchen Fällen ist es notwendig, das Fundament neu zu vermessen. Nun ist aber die Anlage auf dem Fundament installiert und es gibt keine freie Sicht von einem Punkt über das gesamte Fundament. Das innovative Messsystem LEVALIGN Ultra in Kombination mit der leistungsstarken PC-Software ALIGNMENT CENTER, ermöglicht es, eine schnelle und präzise Vermessung des Fundaments durchzuführen, ohne die darauf stehende Anlage entfernen zu müssen. Bewerkstelligt wird dies durch die sogenannte Splice Funktion, die mehrere Messungen miteinander verbinden kann. Problemstellung an einer 30-MW-Gasturbine Mehrere Kupplungs- und Getriebeschäden innerhalb kurzer Zeit führten dazu, dass der Kunde sich für eine detaillierte Analyse entschloss, um das Problem zu beseitigen und weitere teure Reparaturen zu vermeiden. Der Kunde kam auf den Machinery Service zu und berichtete von seiner Vermutung, dass der Rahmen der Turbinenanlage sich möglicherweise verändert hat. Eine ideale Aufgabenstellung für LEVALIGN Ultra. Zuerst wurden mehrere Messpunkte definiert, die aufgrund der montierten Turbine keine Sichtverbindung zueinander haben. Die vom Kunden geforderte Genauigkeit betrug 0,5 mm auf 10 m und die maximale Toleranz über alle Messstellen wurde mit ±1 mm angegeben. Mit der Splice Funktion des LEVALIGN Ultra Systems wurden nun Teile des Rahmens vermessen, obwohl keine Sichtverbindung zu allen Messpunkten vorlag. Einzige Bedingung dabei war, dass es bei den Teilmessungen mindestens drei gemeinsame Messpunkte gibt. Abbildung 1: Ebenheitsmessung mit dem LEVALIGN Laser bei freier Sicht über das Fundament. Bei einer montierten Maschine ist die diagonale Sichtlinie versperrt. In einem solchen Fall ist es nicht möglich, alle Messpunkte in einer Messung zu erfassen. Die Splice-Funktion ermöglicht jedoch eine Zusammenfassung aller Messwerte. 9

10 In der PC-Software ALIGNMENT CENTER konnten anschließend die beiden Teilmessungen zu einem gesamten Messergebnis zusammengeführt werden. Die Messung ergab einen maximalen Höhenunterschied von ca. 3 mm zwischen allen gemessenen Punkten. Somit war der Toleranzbereich um ca. 1 mm überschritten. Der Rahmen wurde dementsprechend nochmals ausgerichtet und das Betonfundament auf Bewegung und Bodensenkung untersucht. Nach der erneuten Ausrichtung läuft die Maschine nun deutlich ruhiger, was sich auch durch spätere Schwingungsmessungen bestätigt hat. Abbildung 2: Fundament vor der erneuten Ausrichtung Bernardo Quintana-Rüedlinger, Dipl.- Ing. Leiter Machinery Service PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Abbildung 3: Fundament nach der Ausrichtung LEVALIGN Ultra ist ein eingetragenes Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. 10

11 CENTRALIGN Service für eine Dampfturbine Dampfturbinen sind mit die wichtigsten Anlagen in der Energieerzeugung. Mehr als die Hälfte der gesamten weltweiten Elektrizität wird mit Dampfturbinen erzeugt. Dampfturbinen gibt es für einen großen Leistungsbereich. Typische Leistungen für kleinere Industrieanwendungen sind 2 3 MW, bis hin zu 1 GW für große Kohlen- oder Kernkraftwerke. Die Effizienz und der reibungslose Betrieb von Dampfturbinen hängt stark von möglichst geringen Abständen zwischen den Turbinenkomponenten und dem Rotor ab. Die Ausrichtung des Rotors zu den restlichen internen Turbinenkomponenten ist somit äußerst wichtig und sollte nicht nur bei der Installation einer Neuanlage, sondern auch bei jeder Generalüberholung der Anlagen sorgfältig durchgeführt werden. Das CENTRALIGN Ultra Messsystem von PRÜFTECHNIK Alignment Systems ist ganz speziell für diese Aufgabe entwickelt worden und wird schon seit Jahren weltweit zur Ausrichtung von Turbinenschalen zum Rotor eingesetzt. Abbildung 1: das CENTRALIGN Ultra System Abbildung 2: der Rotor der Turbine (Läufer) Dieses Messverfahren spart immens viel Zeit, relativ zu herkömmlichen Methoden, wie der Klavierdrahtmethode oder der Installation einer Lehrwelle. Zudem liefert das laser-optische Messverfahren von CENTRALIGN Ultra wiederholbar unschlagbare Genauigkeiten. Details und Einsatzmöglichkeiten CENTRALIGN Ultra wird eingesetzt, um eine Ausrichtung von internen Anlagenelementen, wie zum Beispiel von Lagerschalen, Turbinengehäusen, Leitschaufeln und inneren Halbschalen möglichst präzise bewerkstelligen zu können. Die Kombination aus einem genauen und stabilen Laser und einem stationären Kontrollsensor, zusätzlich zum mobilen Messsensor, sichert höchste Genauigkeit. Der Laser ist auf Distanzen bis zu 40 m mit maximaler Präzision ausgelegt. Auflösung des Sensors ist 1 µm. Dabei können die Turbinendurchmesser zwischen 120 mm und 4,5 m betragen. Problemstellung Bei einer geplanten Instandhaltung einer 20-MW-Dampfturbine sollten die Turbinenhalbschalen zum Rotor ausgerichtet werden. Das PRÜFTECHNIK Machinery Service Team wurde beauftragt, die Vermessung der Anlage durchzuführen. Das Gehäuse der Turbine wurde geöffnet. Der Rotor wurde entnommen und zu einem externen Partner gebracht, der die Laufschaufeln repariert bzw. ersetzt und eine Auswuchtung durchführt. Parallel dazu wurden an der Turbinenanlage die Leitschaufeln und Dichtungen entfernt und durch neue ersetzt. Nachdem alle neuen und überholten Komponenten wieder an der Turbine montiert waren, kam das CENTRALIGN Ultra Messsystem zum Einsatz. 11

12 Abbildung 3: Installation der neuen Statorkomponenten Abbildung 5: der montierte und justierte Präzisionslaser Abbildung 4: ein Statorelement der Turbine Der Laser und der Kontrollsensor wurden außerhalb der Turbine montiert und justiert. Nach der Justage musste sichergestellt werden, dass sich die beiden Komponenten nicht mehr bewegen. Dabei fungierte der Laserstrahl als Referenzlinie für die folgende Messung. Jedes einzelne Turbinenelement wurde nun vermessen. Mit den von PRÜFTECHNIK entwickelten und patentierten Sensorspannvorrichtungen wurde der Mittelpunkt jeder Halbschalen ermittelt. Nach Aufnahme aller Messpunkte konnten zwei Halbschalen als Referenz definiert werden. Auf dem ROTALIGN Ultra Computer wurden alle horizontalen und vertikalen Abweichungen relativ zu diesen Referenzen (in der Regel sind dies die Ölabstreifer oder Lager) grafisch dargestellt. Aus diesen Abweichungen konnten im Handumdrehen die Korrekturmaßnahmen für verschiedenste Lagerungen der Halbschalen errechnet werden. Die Mechaniker und Techniker vor Ort konnten sofort die entsprechenden Maßnahmen zur Lagekorrektur der Elemente einleiten. Abbildung 6: Justierung der Messvorrichtung zur Vermessung der Halbschalen. Deutlich zu erkennen ist die stabile, patentierte Spannvorrichtung und der Messsensor. Die Vorteile von CENTRALIGN Ultra: Präzision durch Lasertechnik (1 µm Auflösung) langwierige Installation und Justage von Klavierdraht oder Lehrwelle entfallen einzelne Segmente können nach Aufnahme der ersten Messdaten bereits bearbeitet werden, da kein Draht bzw. Lehrwelle die Entnahme der Halbschalen behindern (immense Zeiteinsparung) Laserlicht unterliegt nicht der Gravitation (Durchhang!) Messdaten liegen sofort in elektronischer Form vor und können mit leistungsstarker PC-Software ALIGNMENT CENTER analysiert und weiterverarbeitet werden 12

13 Abbildung 7: vertikale (oben) und horizontale Messergebnisse (unten) in der leistungsfähigen PC-Software ALIGNMENT CENTER. Abbildung 8: die ausgerichtete Dampfturbine Bernardo Quintana-Rüedlinger, Dipl.- Ing. Leiter Machinery Service PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH CENTRALIGN Ultra ist ein eingetragenes Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. 13

14 Laser-optische Online-Vermessung einer Turbinenanlage - Ermittlung von Ausrichtvorgaben Eine häufige Aufgabenstellung bei großen Industrieanlagen ist die Ermittlung des thermischen Wachstums bei gekoppelten Systemen, um den idealen Betriebszustand der Anlage garantieren zu können. Dies beeinflusst maßgeblich die Effizienz der Energieübertragung und die Lebensdauer der Komponenten der Anlage. Zudem ist es von immenser Bedeutung, bei wichtigen und nicht redundant vorhandenen Anlagenteilen eine dauerhafte Online-Überwachung zu installieren. Damit werden eventuelle Fundament- oder Anlagenbewegungen detektiert und es können frühzeitig entsprechende Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden. PRÜFTECHNIK Alignment Systems bietet seit vielen Jahren für diese Anwendungen ein optimiertes Messsystem, das PERMALIGN (siehe Abbildungen 1 und 3). Häufig eingesetzt wird das PERMALIGN System an Kompressoren, Dampf-, Gas- und Wasserturbinen sowie Windkraftanlagen. Speziell für die Chemie-, Öl- und Gasindustrie steht auch eine Version mit Explosionsschutz zur Verfügung. Konkrete Aufgabenstellung In einem Chemiebetrieb sollte ein Maschinenzug vermessen werden. Der Anlagenzug besteht aus vier Komponenten: einer Dampfturbine, zwei Kompressoren (zwei Stufen) und einem Expander (siehe Abbildung 2). An dieser Anlage traten wiederholt Lagerschäden auf. Außerdem wurde ein Ansteigen der Schwingungswerte diagnostiziert. Die Ursachen hiefür wurden in der Ausrichtung beziehungsweise im thermischen Wachstum der einzelnen Maschinen vermutet. Eine ideale Aufgabenstellung für das PERMALIGN in Kombination mit dem ROTALIGN Ultra Wellenausrichtsystem und unser Machinery Service Team. Eingesetzte Messsysteme 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 Metern mit Abbildung 1: PERMALIGN Monitor 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. Es können bis zu 16 PERMALIGN Monitore gleichzeitig an einen PC angeschlossen werden, um aussagekräftige Ausrichtdiagramme zu erstellen und um vollständige Details der aktuellen und gespeicherten Ausrichtzustände aufzulisten auch über lange Zeiträume hinweg. Abbildung 2: Turbinen-Kompressoranlage (4-Maschinen-Zug) 14

15 ROTALIGN Ultra, das konkurrenzlose High-End-Wellenausrichtsystem, ist ideal geeignet, um die vertikalen und horizontalen Ausrichtwerte erfassen und simultan einstellen zu können. Es wurde zur Vermessung der Wellenfluchtung an den Kupplungen verwendet. Durch die Kombination des ROTALIGN Ultra Wellenausrichtsystems und des Online- Überwachungssystems PERMALIGN wurde durch unseren Machinery Service eine komplette Bestandsaufnahme des Ausrichtzustandes und der Verlagerung des Maschinenzuges im kalten und heißen Zustand durchgeführt. Aufgrund dieser Daten konnte die Turbinenanlage optimiert und somit eine länger Betriebsdauer und Leistung erzielt werden. Unser Serviceeinsatz Der Machinery Service von PRÜFTECHNIK bietet einen innovativen, einfachen und schnellen Weg, um genaue Maschinenausrichtvorgaben auf Basis des tatsächlichen Verhaltens der Maschine im kalten beziehungsweise im heißen Zustand zu erhalten. Zudem können auch eventuelle versteckte Problemquellen wie Fundamentabsetzungen oder Krafteinwirkung durch Rohrleitungen aufgedeckt werden. Aus diesem Grund wurde eine PERMALIGN Messung an der Turbinenanlage durchgeführt. Die Anlage durfte während der Installation nicht abgeschaltet werden, da sonst der gesamte Produktionsprozess des Betriebs zum Erliegen gekommen wäre. Unser Serviceteam installierte daher das Messsystem unter erschwerten Bedingungen bei laufender Anlage. Anschließend wurde die Maschine heruntergefahren und abgestellt. Damit erfolgte die Messung der Maschinenbewegungen während der Abkühlphase. Nach dem Abkühlen wurde die Anlage wieder angefahren und nun wurden die Messdaten während des Anlagenanlaufs, d.h. während der Aufheizphase, aufgenommen. Auf diese Weise konnten Ausrichtvorgaben Abbildung 3: PERMALIGN Prisma ermittelt werden. Die Vorgabewerte wurden im ROTALIGN Ultra gespeichert und die Anlage entsprechend ausgerichtet. Zur Kontrolle ließ man die PERMALIGN Sensorik montiert und konnte somit die Verlagerungen aufzeichnen und mit den Erwartungswerten vergleichen. Abbildung 4: montierte PERMALIGN Monitore 15

16 Abbildung 5: Vorgabewerte laut Spezifikation Abbildung 6: PERMALIGN Ergebnisse: Verlagerung nach der Abkühlphase. Diese Werte dienen zur Ermittlung von neuen Vorgabewerten. Ergebnis Durch die Ausrichtung mit den neuen Kupplungsvorgaben konnte nach Erreichen der Betriebstemperatur der Turbinenanlage in der vertikalen Richtung eine gute Ausrichtung erzielt werden. Die Schwingungswerte konnten ebenfalls drastisch reduziert werden. Der Kunde hat somit einen bezüglich des thermischen Wachstums optimiert ausgerichteten Maschinenzug. Dies wird sich merklich positiv auf die Energieeffizienz der gesamten Anlage und die Lebensdauer der Komponenten auswirken. PERMALIGN und ROTALIGN Ultra sind eingetragene Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. Bernardo Quintana-Rüedlinger, Dipl.- Ing. Leiter Machinery Service PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 16

17 Revision eines 5-Maschinenzuges zur Herstellung von Salpetersäure in einem Chemiebetrieb In diesem Chemiebetrieb wird vorrangig Düngemittel und Salpetersäure hergestellt. Für die Produktion von Salpetersäure stehen dort zwei Turbinenanlagen zur Verfügung. Für eine der beiden Anlagen war im April 2009 eine größere Revision vorgesehen. Deswegen wurde von Seiten der technischen Abteilung des Betriebes um Unterstützung bei diesen Arbeiten durch den PRÜFTECHNIK Alignment Systems Machinery Service gebeten. Aufgabenstellung Bei dieser Revision sollte unter anderem die Ausrichtung des gesamten Maschinenstranges kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden. Der gesamte Maschinenstrang wurde bisher noch nie komplett vermessen, sondern nur zu Teilen. Für diese Messaufgabe bietet sich das laser-optische Wellenausrichtsystem ROTALIGN Ultra hervorragend an. Aufbau der Anlage Die genannte Turbinenanlage wurde 1984 in Betrieb genommen. Es handelt sich um einen 5-Maschinenzug bestehend aus Dampfturbine, NO-Verdichter, Abbildung 1: Teil des Maschinenzuges, links NO-Verdichter und rechts die Dampfturbine. Getriebe, Luftverdichter und Expander (Restgasturbine). Zwischen allen Aggregaten sind Bogenzahnkupplungen eingebaut. Bogenzahnkupplungen zeichnen sich durch eine flexible Verbindung zwischen sich drehenden Teilen, sowie Ausgleich von Radial- und Winkelverlagerungen und Aufnahme von Axialgleitungen aus. Vorgaben Folgende Randbedingungen wurden vom Anlagenbetreiber vorgegeben: thermisches Wachstum der einzelnen Maschinen und maximal zulässige Toleranzen. Beides kann problemlos im ROTALIGN Ultra berücksichtigt werden. Abbildung 2: Darstellung des Maschinenzuges in der Set-up Ansicht des ROTALIGN Ultra 17

18 Aufnahme des IST-Zustandes Zu Beginn der Revisionsarbeiten wurde der IST-Zustand der Ausrichtung aufgenommen (Abbildung 3). Sensor und Laser konnten sehr gut mit der Kettenspannvorrichtung auf den Wellen montiert werden. Die Übertragung der Messdaten vom Sensor zum ROTALIGN Ultra erfolgte kabellos mit Hilfe eines RF-Moduls. Dadurch war man während der Messung nicht durch Kabelverbindungen eingeschränkt, da der Maschinenzug nur durch einen Hilfsantrieb in eine Richtung gedreht werden konnte. An allen vier Kupplungen wurden zur Überprüfung der Reproduzierbarkeit der Messdaten zwei Messungen durchgeführt. Dieser Ausrichtzustand wurde anschließend mit dem Anlagenbetreiber besprochen. Es wurden hierzu mit Hilfe der ALIGNMENT CENTER PC-Software verschiedene Möglichkeiten zur Optierung der Ausrichtung aufgezeigt. Die bestehenden Anschlüsse und Befestigungen der Aggregate, hauptsächlich der Dampfturbine und des Expanders, schränkten die Bewegungsmöglichkeiten und somit die Verbesserung des Ausrichtzustandes stark ein. Zwei Wochen später war die erneute Montage des Maschinenzuges geplant. Auch jetzt wurde vor Beginn der Ausrichtarbeiten zunächst der gesamte Maschinenzug vermessen. Optimierung der Ausrichtung Mit Hilfe dieses Ergebnisses und der Bewegenfunktion des ROTALIGN Ultra (simultanes Korrigieren in horizontaler und vertikaler Richtung in Echtzeit) konnte die Ausrichtung des Maschinenzuges Stück für Stück optimiert werden (Abbildung 4). Die ALIGNMENT CENTER PC-Software leistete bei der Analyse der Messdaten sehr hilfreiche Dienste. Verschiedene Möglichkeiten der Ausrichtung mit unterschiedlichen Festpunkten können durchgespielt werden. Somit konnten die Einschränkungen in der Bewegung durch die bestehenden Anschlüsse der Aggregate im Vorfeld gut getestet werden. Es wurde ein guter Kompromiss bezüglich der Ausrichtung gefunden, ohne die Anschlüsse der Aggregate zu ändern, denn dies hätte einen erheblichen Mehraufwand mit noch längerer Stillstandszeit der Turbinenanlage zur Folge gehabt. Abbildung 3: Ausrichtung des Maschinenzuges nach Anlagenstopp Dirk Guenther Service-Spezialist PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Abbildung 4: Ausrichtung bei Revisionsende (Darstellung vergrößert) ROTALIGN Ultra ist ein eingetragenes Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. 18

19 Ebenheitsmessung und Ausrichtung an einem Kolbenkompressor Um die Lebensdauer von Lagern und die Funktion von Kurbelwellen auf lange Zeit sicherzustellen, muss der Rahmen eines Kolbenkompressors stabil in Position bleiben, das heißt die Bohrungen der Hauptlager müssen zueinander fluchten. Dabei sollte nicht nur bei der Installation die Geometrie des Kolbenkompressorrahmens vermessen werden, sondern auch in regelmäßigen Zeitabständen eine Überprüfung der Position durchgeführt werden. Geometrische Besonderheiten Die Flansche des unteren und des oberen Kolbenkompressorgehäuses sind präzise gefertigt und sehr eben. Zudem haben diese Flanschflächen eine enge Toleranz zu den Bohrungsmittelpunkten der Kompressorlager, in denen die Kurbelwelle montiert ist. Bei der Installation oder einer Revision der Anlage stellt also die Ebenheit der Flansche sicher, dass die Bohrungen für die Lagerschalen in Fluchtung sind. Problemstellung Bei einer geplanten Revision eines Kolbenkompressors sollte die Ebenheit des Kompressorgehäuses vermessen werden. Die Toleranzen waren wie folgt vorgegeben: maximale Höhendifferenz zweier benachbarter Messpunkte: 0,05 mm maximale Höhendifferenz über alle Messpunkte: 0,2 mm Abbildung 1: Ebenheitsmessung mit LEVALIGN Ultra an einem Kolbenkompressor Die Vermessung der Flächenebenheit ist eine ideale Aufgabenstellung für LEVALIGN Ultra. Vorbereitend wurde eine Kippfußmessung durchgeführt. Der gemessene Kippfuß lag mit maximal 0,03 mm im akzeptablen Toleranzbereich für diese Anlage. Abbildung 2: Aufnahme von Messpunkten mit kabelloser Datenübertragung an den ROTALIGN Ultra Computer 19

20 Abbildung 3: LEVALIGN Ultra Messergebnisse vor der erneuten Ausrichtung Anschließend wurden jeweils links und rechts an den Lagerstellen der Kurbelwelle 12 Messpunkte definiert und vermessen. Bei der Messung mit LEVALIGN Ultra wurde eine Verdrillung des Rahmens außerhalb der zulässigen Toleranz festgestellt. Die maximale Differenz zweier Messstellen betrug ca mm (Abbildung 3). Da sich dieses Ergebnis nicht mit den positiven Ergebnissen aus den Kippfußmessungen deckte, wurden die Messergebnisse mit einer alternativen Messmethode überprüft (Neigungsmessung mit INCLINEO). Aber auch hier konnte die gleiche Verdrillung des Rahmens nachgewiesen werden (Abbildung 4). Der Verdichter wurde aufgrund der Messergebnisse neu ausgerichtet. Anschließend wurde nochmals eine Kippfußmessung durchgeführt und danach die Ebenheit mit LEVALIGN Ultra vermessen (Abbildung 5). Mit einer maximalen Differenz zweier Messpunkte von ca. 0,15 mm lag man nun innerhalb der vorgegebenen Toleranz und die Anlage konnte wieder ruhigen Gewissens in Betrieb genommen werden. Abbildung 4: INCLINEO Messergebnisse vor der erneuten Ausrichtung Bernardo Quintana-Rüedlinger, Dipl.- Ing. Leiter Machinery Service PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Abbildung 5: LEVALIGN Ultra Messergebnisse nach der Ausrichtung LEVALIGN Ultra und INCLINEO sind eingetragene Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. 20

21 Hochpräzise Flanschvermessung an einem Kran Das Drehgestell eines Krans ist eines der wichtigsten Bauelemente. Der Kranflansch dient als Drehebene und -scheibe und ist das Tragfundament des Kranträgers. Eine präzise Bestimmung der Flanschebenheit ist somit sehr wichtig. Um den Verschleiß möglichst gering zu halten, gelten hier sehr enge Ebenheitstoleranzen von 0,2 mm. Das bedeutet, jeder Punkt des Kranflansches muss innerhalb von zwei parallelen Flächen im Abstand von 0,2 mm liegen. Warum INCLINEO? Neben der Forderung nach höchster Präzision sollte die Flanschebenheitsmessung schnell und unkompliziert erfolgen. Eine Aufgabe für INCLINEO, das PRÜFTECHNIK System zur Neigungsmessung. Wie die Bezeichnung des Systems schon vermuten lässt, wird die Ebenheit mit dem INCLINEO nicht durch Höhenmessung, sondern durch die Änderung des Neigungswinkels bestimmt. Die Ebenheit des Kranflansches mit einem Durchmesser von ca. 2,5 m und einer Profilbreite von 10 cm sollte vermessen werden. Flanschvermessung Der Innen- und Außendurchmesser betrug 2340 mm bzw mm. Die zu messende Fläche des Flansches wurde in zwei Ringe aufgeteilt. Es wurden jeweils 16 Punkte pro Ring gemessen. Mit INCLINEO wurde in jedem Ring die Neigung der Segmente zwischen den Punkten bestimmt. Um den Bezug zwischen Innen- und Außenring herzustellen, mussten auch Quermessungen durchgeführt werden. Die an den verschiedenen Stellen der Flanschoberfläche aufgenommenen Messdaten wurden kabellos an einen Laptop übertragen. Mithilfe der PRÜFTECHNIK Software ALIGNMENT CENTER wurden die Messwerte verarbeitet. Das Ergebnis kann in 3D Darstellung aufgezeigt und mittels vielfältiger Funktionalitäten der Software ausgewertet werden. Die einzelnen Messwerte der verschiedenen Oberflächensegmente spiegeln damit das Profil des vermessenen Kranflansches wider. Mit dem INCLINEO lassen sich Neigungsmessungen mit einer Genauigkeit besser als 0,01 mm/m durchführen. Misst man eine Reihe von Winkeländerungen entlang eines Elements oder innerhalb einer Fläche überlappend, so kann man die Ebenheit des Objektes bestimmen. Abbildung 1: INCLINEO misst die Neigung zwischen dem äußeren und dem inneren Ring 21

22 Der Messvorgang in der ALIGNMENT CENTER Software Fazit Die Aufnahme der Messwerte und deren Auswertung dauerten insgesamt nur ca. 45 Minuten. Das INCLINEO Messsystem bietet weitere Vorteile wie z.b. einfache Handhabung, Unabhängigkeit von der Umgebungsluft und temperatur sowie drahtlose Datenübertragung zum PC oder Laptop. INCLINEO ist in der Tat eine kostengünstige Lösung, die die Anforderung bestens erfüllt. Abbildung 2: Eingabe der Flanschabmessungen Volker Strack, Dipl.-Ing. PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Abbildung 3: Aufnahme der Messpunkte mithilfe von INCLINEO Gianluca Canu, Dipl.-Ing. PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH Abbildung 4: Auswertung der Ergebnisse als 3D Darstellung INCLINEO ist ein eingetragenes Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. 22

23 PROPALIGN Ultra Vermessung der Biegelinie einer Schiffsantriebswelle (28 m) Der Bau von immer größeren Schiffen stellt auch neue Anforderungen an die Schiffsantriebe. Die Struktur der Schiffe wird mit zunehmender Größe flexibler, da die Wandstärke nicht im selben Maße zunimmt wie die Länge. Stärkere Antriebe erfordern andererseits immer steifere Propellerwellen. Dadurch wird der Aufbau der Antriebe immer kritischer und das Gesamtsystem immer empfindlicher. Eine schlechte Anordnung der Antriebsteile, wie zum Beispiel von Zwischenlager und Hauptmotorlager, zieht Schäden am Schiff nach sich. Dies wiederum bedeutet Stillstandzeiten durch Werftaufenthalte, mit den daraus resultierenden wirtschaftlichen Schäden. Biegelinie der Antriebswelle In einer neuen Fähre mit zwei Antriebswellen sollte die Biegelinie der einen Antriebswelle vermessen werden. Für diese Messaufgabe setzte das Machinery Service Team von PRÜFTECHNIK Alignment Systems das Messsystem PROPALIGN Ultra ein. Mit diesem System kann gleichzeitig die vertikale und die horizontale Geradheit der Welle gemessen werden. Die Messergebnisse werden mit den theoretischen Berechnungen der Biegelinie verglichen, die bereits für genau dieses Schiff und diesen Antrieb existieren. Wenn in einem solchen Fall unakzeptable Abweichungen zwischen den Messergebnissen und den theoretischen Werten bestehen, können die ermittelten Daten in ein Biegelinienprogramm eingefügt werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel überprüft werden, ob der IST-Zustand ein möglicher Betriebszustand ist. Ein solcher Fall kann zum Beispiel nach einem Grundkontakt Abbildung 1: Halterungen mit Laser (links) und Sensor (rechts) und zwei INCLINEO Neigungsmessern auf der Antriebswelle des Schiffs auftreten. Auf diese Weise kann auch eine optimale Positionierung der Wellenlager für möglichst viele Betriebsarten ermitteln werden. Durch die optimale Positionierung der Wellenlager sollen Lagerlasten, Verwindungen und Durchbiegung der Antriebswelle sowie Schrägsitz der Welle im Lager minimiert und somit im zulässigen Arbeitsbereich gehalten werden. Messvorbereitung Als Vorbereitung werden geeignete Messpunkte defniniert und diese mit den Abmessungen der Welle in einer Messvorlage angelegt (Abbildung 2). Wichtige Messpunkte sind vor und hinter jedem Lager, vor und hinter jeder Kupplung, mittig zwischen zwei Lagern, so dicht wie möglich am Stevenrohr und so dicht wie möglich am Getriebeabgang. Laser und Sensor werden dabei auf spezielle Halterungen montiert, welche direkt auf die Antriebswelle aufgesetzt werden (Abbildung 1). Der Laser wird hierbei immer am Stevenrohr positioniert. Auf der Halterung werden zusätzlich zwei hochpräzise Neigungsmessgeräte (INCLINEO) angebracht, welche den relativen Winkel zwischen Laser und Sensor aufnehmen, damit dieser im Ergebnis kompensiert werden kann. Nach der Aufnahme allere Messpunkte kann das Ergebnis sofort im ROTALIGN Ultra Computer abgerufen werden. Natürlich ist es auch möglich, über die ALIGNMENT CENTER PC-Software professionelle Protokolle zu erstellen und elektronisch oder in Papierform auszugeben. 23

24 Ergebnis In dem vorliegenden Fall wurden relativ hohe Werte von ca. 12 mm in vertikaler und ca. 8 mm in horizontaler Richtung gemessen (Abbildung 3). Derzeit werden die Messdaten in einem Programm zur Berechnung und Beurteilung der Biegelinie verwendet. Falls dieser IST- Zustand für die Antriebswelle nicht akzeptabel ist, wird eine Lösung gesucht, die den Messungen so nahe wie möglich kommt. Auf diese Weise kann das Schiff mit den geringsten Veränderungen wieder in Betrieb genommen werden. Abbildung 2: Messvorlage mit bezeichneten Messpunkten Abbildung 3: Ergebnisansicht im ROTALIGN Ultra Computer ROTALIGN Ultra und INCLINEO sind eingetragene Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. Dirk Guenther Service-Spezialist PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH 24

25 Müssen Kardanwellen ausgerichtet werden? Oftmals stellt sich die berechtigte Frage, ob Kardanwellen ausgerichtet werden müssen? Die sind doch dafür konstruiert, um Versätze auszugleichen? Dies ist nur zum Teil richtig. Kardanwellen können nur Parallelversätze ausgleichen, größere Winkelversätze zwischen den ab- und angetriebenen Wellen können sie nicht aufnehmen. Die Folgen sind beispielsweise erhöhte Schwingungen. Daher müssen Kardanwellen ausgerichtet werden. Schmiermittelzirkulation Eine Kardanwelle ist so konstruiert, dass sie sowohl horizontale als auch vertikale Parallelversätze ausgleichen kann. Hierbei sollte ein Beugungswinkel ß (horizontal und/oder vertikal) von mindestens 4-6 erreicht werden, um für eine ausreichende Schmiermittelzirkulation in den Kreuzgelenken zu sorgen. Abbildung 2 zeigt die Halteplatte der eigens für Kardanwellen entwickelten Spannvorrichtungen. Sie ermöglicht eine parallel versetzte Sensormontage. Abbildung 1: um eine ausreichende Schmierung der Gelenke zu garantieren, brauchen Kardanwellen beim Ausrichten einen Mindestversatz. Ausrichten wie genau? Eine genaue Ausrichtung verlängert die Standzeiten der Aggregate und vermeidet einen frühzeitigen Maschinenausfall. Der maximale Winkelfehler der ab- und angetriebenen Wellen zueinander soll so die Ausrichtempfehlung der PRÜFTECHNIK den Wert 0,25 nicht überschreiten (ß1 ß2 < 0,25 ). Ausrichttechnik Um zwei mit einer Kardanwelle gekuppelte Aggregate mit Hilfe eines laseroptischen Systems auszurichten, benötigt man eine spezielle Spannvorrichtung. Diese wird, nach der Demontage der Kardanwelle mit einer Halteplatte am Kupplungsflansch der stationären Maschine montiert. Winkelversätze können dazu führen, dass die angetriebene Welle im Betrieb ungleichmäßig rotiert. Dies wiederum kann Schwingungen, Regelungsfehler oder sogar Schäden an Getrieben und an elektronisch geregelten Synchron- oder Asynchronmotoren verursachen. Weitere Lebensdauer-Einschränkungen entstehen in Folge der durch Fehlausrichtung hervorgerufenen ungleichmäßigen Belastungen der Lager. stationäre Maschine Halteplatte Lasersender Empfänger bewegliche Maschine 25

26 Die spezielle Spannvorrichtung ermöglicht es, die Drehachse der stationären Maschine (in diesem Fall der Walze) scheinbar gegenüber der Drehachse der zu bewegenden Maschine (Motor) zu platzieren. Abbildung 3: die Halteplatte mit der drehbaren Sensorhalterung. Nach dem Montieren und Justieren der Sensorik (Laser und Empfänger) können die beiden Drehachsen vermessen und eine eventuell vorhandene Fehlausrichtung korrigiert werden. ROTALIGN Ultra hat für diese Anwendung eigens den Kupplungstyp Kardanwelle und bewertet das Messergebnis nach der 0,25 -Toleranztabelle (entspricht 4,36 mrad). Das Programm im ROTALIGN Ultra setzt dabei ein Maschinenfußpaar am Motor fest, da für die Winkelkorrekturen nur ein Fußpaar bewegt werden muss. Das Ausrichten der Maschine wird mit dem Bewege- Modus zum Kinderspiel, da die vertikalen und horizontalen Bewegungen der Maschine online angezeigt werden. Durch den Einsatz einer Funkverbindung zur Sensorik ist die Bewegungsfreiheit des Bedieners nicht eingeschränkt. Interesse? Gern bieten wir Ihnen das Ausrichten von Kardanwellen auch als Service-Dienstleistung an. Abbildung 4: ROTALIGN Ultra verfügt über ein spezielles Programm zum Ausrichten von Kardanwellen. Abbildung 5: im Anzeigebildschirm können Maschinenbewegungen live verfolgt werden. Hans Lenz Service-Spezialist PRÜFTECHNIK Alignment Systems GmbH ROTALIGN Ultra ist ein eingetragenes Warenzeichen der PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG. Abbildung 6: die Ergebnisansicht im ROTALIGN Ultra zeigt den vertikalen und horizontalen Versatz. 26

27 Kontakte auf einen Blick Ole Holstein, Dipl.-Ing Breitenburg/Nordoe Tel: / ole.holstein@pruftechnik.com Marco Boëtius, Dipl.-Ing Dresden Tel: 0351 / marco.boetius@pruftechnik.com Michael Stachelhaus Schermbeck Tel: / michael.stachelhaus@pruftechnik.com Alexander Schalk, Dipl.-Wirtschaftsing Ismaning Tel: 089 / alexander.schalk@pruftechnik.com Thomas Andres, Dipl.-Wirtschaftsing Sinsheim Tel / thomas.andres@pruftechnik.com Ihre persönlichen Ansprechpartner im Innendienst Volker Strack, Dipl.-Ing. Treffling 162 A-9871 Seeboden Tel: +43(0) volker.strack@pruftechnik.com Marion Lang Vertriebsassistentin Tel. 089 / Hans Lenz Technischer Support Tel. 089 / Stephanie Simon Vertriebsassistentin Tel. 089 / Andrea Stehbeck PARALIGN / Machinery Service Tel. 089 / Rainer Weihrauch Technischer Support Tel. 089 / Markus Brotsack, Dipl.-Phy./MBA Vertriebsleiter Deutschland/ Österreich Ismaning Tel: 089 / markus.brotsack@pruftechnik.com 27

28 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 Oktober IFRA Halle B, Stand 315 Wien Oktober MAINTAIN 2009 M,O,C München Kabellose Datenübertragung Großer, hintergrundbeleuchteter Farbbildschirm Hintergrundbeleuchtete alphanumerische Tastatur Li-Ionen-Hochleistungsakku USB für PC, Drucker und Tastatur Intuitive Benutzerführung mit integrierter Hilfefunktion 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 ALIGNMENT SYSTEMS CONDITION MONITORING A L I G N M E N T S Y S T E M S C O N D I T I O N M O N I T O R I N G Sinnvoll investieren Mit Sicherheit beim besseren Partner! PRÜFTECHNIK seit fast vier Jahrzehnten kompetenter Partner in der Instandhaltungslandschaft und Erfinder des laseroptischen Wellenausrichtens. Brauchen Sie noch mehr Sicherheit? Endgültig überzeugen wird Sie die Vielzahl unserer professionellen Messsysteme, sowie umfangreiche Dienstleistungen für die laseroptische Wellenausrichtung, Geometrieerfassung und schwingungsbasierte Zustandsdiagnose von Maschinen und Anlagen. Investieren Sie in Sicherheit, investieren Sie in PRÜFTECHNIK! OPTALIGN KEEPS THE WORLD ROTATING THE INVENTORS OF LASER SHAFT ALIGNMENT Für messbare Erfolge in der Instandhaltung