Technikartikel
Periodische Schwingungen an der Gelenkwelle von Siebmaschinen im Bergbau: Gabelstellung, Beugewinkel und Zapfenkreuzverschleiß prüfen
Eine Siebmaschine mit Gelenkwellenkupplung beginnt im Takt der Drehzahl zu schwingen, und der erste Verdächtige ist die Gelenkwelle. Manchmal zu Recht: falsche Gabelstellung, ungleiche Beugewinkel und verschlissene Zapfenkreuzlager erzeugen alle drehzahlabhängige Schwingungen. Ein Schwingsieb ist aber konstruktionsbedingt eine Schwingmaschine, und so manche Welle wurde schon getauscht, obwohl die Ursache im Erreger, in den Federn oder im Stahlbau lag. Hier ist die Reihenfolge, die wir vor jeder Ersatzteilbestellung empfehlen.
Ursachen für Gelenkwellenschwingungen: zuerst klären, ob es die Welle ist
Ordnen Sie die Schwingung zuerst einer Drehzahl zu. Messen Sie an Motor- und Erregerlagern, nicht nur am Siebkasten, und vergleichen Sie die dominante Frequenz mit der Gelenkwellendrehzahl. Bei direkt angetriebenem Erreger läuft die Arbeitsschwingung des Siebs mit Wellendrehzahl, eine Spitze bei einfacher Drehfrequenz allein sagt also wenig. Die Tabelle dient als Ausgangspunkt.
| Beobachtung | Zuerst prüfen |
|---|---|
| Starker Anteil bei doppelter Drehfrequenz, schlimmer bei größerem Winkel | Gabelstellung oder ungleiche Beugewinkel |
| Anteil bei einfacher Drehfrequenz, wächst mit der Drehzahl | Unwucht, verbogenes Rohr, Flanschschlag |
| Schläge beim Anfahren, Abschalten oder bei Lastwechsel | Verschlissene Zapfenkreuzlager, Spiel im Schiebestück, lose Flanschschrauben |
| Starke Ausschläge beim Durchfahren der Resonanz im An- oder Auslauf | Normaler Übergang, solange der Längenausgleich nicht anschlägt |
| Schwingung bleibt bei abgekuppelter Welle und allein laufendem Motor | Motor, Grundrahmen oder benachbarte Maschinen |
Typisches Beispiel: Ein Sieb am Frequenzumrichter läuft nur in einem bestimmten Drehzahlband unruhig. Prüfen Sie, bevor Sie die Gelenke verdächtigen, ob Grundrahmen oder Nachbarmaschine in diesem Band eine Resonanz haben; folgt die Schwingung dem Stahlbau statt der Welle, ändern neue Gelenke daran nichts.
Beugewinkel, Gabelstellung und Einbaulage prüfen
Ein einzelnes Kreuzgelenk unter Winkel überträgt die Drehbewegung nicht gleichförmig: Die Abtriebsseite beschleunigt und verzögert zweimal pro Umdrehung, umso stärker, je größer der Winkel. Eine Gelenkwelle mit zwei Gelenken hebt das nur auf, wenn beide Beugewinkel gleich sind und die Gabeln an der Zwischenwelle in einer Ebene liegen. Ist eine der Bedingungen verletzt, entsteht auf der Abtriebsseite eine Drehzahlschwankung, die als Schwingung und zusätzliche Lagerlast sichtbar wird.
Messen Sie beide Winkel in Einbaulage, im Stillstand und möglichst auch im Betrieb, denn der Siebkasten bewegt sich auf seinen Federn und der Winkel am Erreger wandert mit. Prüfen Sie, ob eine echte Z-Anordnung (An- und Abtriebswelle parallel) oder W-Anordnung (beide Wellen symmetrisch geneigt) mit gleichen Winkeln vorliegt und ein räumlicher Winkel so ausgeglichen ist, wie der Wellenhersteller es vorsieht. Die Messung im Detail beschreibt unsere Checkliste zum Beugewinkel von Gelenkwellenkupplungen.
Danach die Gabelstellung. Die meisten Wellen tragen Markierungen auf Schiebehülse und Schiebezapfen, und nach einer Wartung ist das Profil schnell um einige Zähne versetzt wieder zusammengesteckt. Fehlen die Markierungen, peilen Sie entlang der Welle und vergleichen die beiden inneren Gabeln, bevor Sie Schlimmeres vermuten.
Zapfenkreuzlager, Dichtungen, Schiebestück und Flanschschrauben prüfen
Sichern Sie den Antrieb gegen Wiedereinschalten, drehen Sie die Welle von Hand und lassen Sie jemanden die Gelenke beobachten. Radial- oder Axialspiel, rau laufende Nadellager, Rost an den Dichtlippen oder Staub hinter den Dichtungen deuten auf ein Zapfenkreuz am Ende seiner Lebensdauer. Die Nadellager pendeln nur im Bereich des Beugewinkels; bei sehr kleinem Winkel rollen die Nadeln kaum ab, und die Siebschwingung kann Eindrückungen in den Laufbahnen hinterlassen.
Schmieren Sie jedes Lager nach Herstellerplan, bis an allen Dichtungen frisches Fett austritt, sofern die Gelenke nicht lebensdauergeschmiert sind. Prüfen Sie das Schiebestück auf Verschleiß, Passungsrost und trockene Stellen; ein Profil, das unter Drehmoment klemmt, kann der Siebbewegung nicht folgen und drückt Axialkräfte in Gelenke und Erregerlager.
Zum Schluss Flanschschrauben und Flanschflächen. Lose Schrauben lassen den Flansch auf dem Zentrierbund wandern, was genau wie Unwucht aussieht, und Reibspuren auf den Flächen zeigen, dass das bereits passiert ist. Gelängte Schrauben ersetzen Sie und ziehen mit dem vorgeschriebenen Anzugsmoment an.
Länge, Längenausgleich, Wuchtung und kritische Drehzahl
Eine Gelenkwelle am Sieb muss dem Siebkasten folgen, die Einbaulänge braucht daher Reserve in beide Richtungen. Schlägt das Schiebestück an, während das Sieb beim An- oder Auslauf durch die Resonanz schwingt, gibt es einen harten Schlag; wird es zu weit ausgezogen, ist die Überdeckung kurz und der Verschleiß steigt. Vergleichen Sie die Einbaulänge mit der kürzesten und längsten Länge der Welle, bevor Sie die Gelenke beurteilen.
Unwucht zeigt sich vor allem bei einfacher Drehfrequenz und wächst mit der Drehzahl. Ein verbogenes Rohr, ein verlorenes Wuchtgewicht, Materialanbackungen am Rohr oder ein außermittig montierter Flansch können sie verursachen, und ein verschlissenes Schiebestück lässt das Rohr zusätzlich umlaufen. Wurde die Welle repariert, fragen Sie nach, ob sie danach als Ganzes neu gewuchtet wurde.
Lange, schlanke Wellen bei höherer Drehzahl können in die Nähe ihrer biegekritischen Drehzahl kommen, wo jede Unwucht stark verstärkt wird. Steigt die Schwingung in einem schmalen Drehzahlband steil an und fällt darüber wieder ab, ist die kritische Drehzahl ein Kandidat. Abhilfe schaffen meist eine kürzere Welle, ein größeres Rohr oder eine Zwischenlagerung, nicht neue Zapfenkreuze.
Nur Zapfenkreuze tauschen oder die ganze Welle?
Tauschen Sie nur die Zapfenkreuzgarnituren, wenn die Lager verschlissen, die Gabelbohrungen aber rund und unbeschädigt sind, das Schiebestück im zulässigen Bereich liegt und das Rohr gerade ist. Die ganze Welle ersetzen oder überholen sollten Sie bei oval ausgeschlagenen Gabelbohrungen, großem Profilspiel, verbogenem Rohr oder wiederholten Frühausfällen der Kreuze, die meist darauf hindeuten, dass Winkel, Länge oder Wuchtung von Anfang an nicht stimmten.
Für ein Angebot zu Reparatur oder Ersatz gilt: Je vollständiger die Daten, desto weniger Rückfragen. Bitte senden Sie:
- Gesamtlänge: Einbaulänge, kürzeste und längste Länge
- Anschlussflansche: Außendurchmesser, Lochkreis, Anzahl und Größe der Schrauben, Zentrierbund und ggf. Quernut
- Beugewinkel an beiden Enden, im Stillstand und im Betrieb
- Drehzahl, Motorleistung und übertragenes Drehmoment
- Fotos von Typenschild, beiden Gelenken, Schiebestück und Schäden
- Eine Beschreibung oder ein Video, wann die Schwingung auftritt
Unsere Gelenkwellenkupplung ist die SWC-Baureihe von SWC100 bis SWC620 in 14 Baugrößen, mit einem Nenndrehmoment Tn von 1,25 bis 1000 kN·m über die gesamte Baureihe. Bevor wir eine Größe wählen, prüfen wir Drehmoment, Drehzahl, Wellendurchmesser, Passfedernut, Betriebsfaktor, Wellenversatz und Einsatzumgebung; liegt Ihr Antrieb außerhalb dieses Bereichs, sagen wir Ihnen das offen, statt etwas passend zu machen.
FAQ
Lässt sich die Schwingung bei doppelter Drehfrequenz durch Wuchten beseitigen?
Meistens nicht. Dieser Anteil entsteht durch ungleiche Winkel oder falsche Gabelstellung, also durch die Geometrie, und Wuchten ändert die Geometrie nicht. Korrigieren Sie zuerst Winkel und Gabelstellung und wuchten Sie danach, falls ein Anteil bei einfacher Drehfrequenz bleibt.
Wie prüfe ich die Gabelstellung, wenn die Markierungen fehlen?
Peilen Sie entlang der Welle: Bei einer üblichen Z- oder W-Anordnung liegen die beiden Gabeln an der Zwischenwelle in einer Ebene, sofern der Hersteller für einen räumlichen Winkel keinen Versatz vorgegeben hat. Ist das nicht so, ziehen Sie das Schiebestück auseinander, drehen es, bis die Gabeln fluchten, und markieren beide Teile vor dem Zusammenbau.
Warum verschleißen neue Zapfenkreuze an unserem Sieb so schnell?
Wiederholte Frühausfälle deuten auf eine Ursache außerhalb des Kreuzes: zu große oder ungleiche Winkel, ein klemmendes Schiebestück, das Axialkraft in die Lager drückt, versäumte Schmierung oder Staub durch beschädigte Dichtungen. Wer nur Kreuze tauscht, ohne das zu beheben, setzt lediglich die Uhr zurück.
Wenn Ihr Sieb weiter schwingt und Sie eine zweite Meinung zur Geometrie oder eine Ersatzwelle brauchen, schicken Sie uns die Liste oben. Wir fertigen nach Zeichnung oder nach Fotos und gemessenen Maßen der alten Welle, wuchten auf Wunsch und liefern ein Wuchtprotokoll mit; Standardmodelle werden in der Regel in 15–25 Tagen versandt, nicht standardisierte Längen bestätigen wir nach Prüfung der Zeichnung. Zeichnung senden und Angebot anfordern
Benötigen Sie eine technische Auswahl- oder Ersatzprüfung?
Senden Sie Leistung, Drehzahl, Wellendurchmesser, Passfedernut, Einbaumaße, Zeichnungen oder Altteilfotos. Wir prüfen zuerst den Einsatzfall und bestätigen danach Ausführung und Angebot.