Laserausrichtung lohnt sich

Laserausrichtung lohnt sich

Einem Unternehmen wurde vorgeschlagen, Lasersysteme zum Ausrichten anzuschaffen. Es sollte für die Ausrichtung aller Transmissionswellen zwischen Motoren, Pumpen, Mixern, Ventilatoren, Kompressoren usw. eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass sie korrekt ausgerichtet sind.

Bisher wurden zur Ausrichtung Richtscheite eingesetzt. Diese Methode ist verhältnismäßig ungenau, da sie auf dem menschlichen Augenmaß basiert. Eine Welle kann auf vier Arten von der idealen Ausrichtung abweichen, horizontaler and vertikaler Versatz, bei denen die Achsen zwar parallel, aber nicht in Linie sind und horizontale und vertikale Winkligkeit, die beiden Wellen differieren in einem bestimmten Winkel. Mit einem Richtscheit ist es extrem schwierig, alle vier Positionen innerhalb bestimmter Toleranzen zu justieren. Der typische Einstellfehler der Wellen bei dieser Methode liegt bei 0,5 mm.  Eine Ausrichtung mit Lasersystemen reduziert den Versatz auf weniger als 0,1 mm und den Winkelfehler auf weniger als 0,1mm / 100mm (die Winkligkeit wird als Verhältnis von Abstand der Wellen zu Wellendurchmesser angegeben).

Der Bericht zeigt auch, dass eine Verbesserung der Ausrichtung auch Einsparungen im Wartungsbudget und im Gesamtstromverbrauch der Fabrik nach sich ziehen.


Einsparungen an Energiekosten: Zweigbetrieb

An der Pumpe MP421 wurde ein Laserausrichtsystem getestet. Der Stromverbrauch des Motors wurde mit 12,2 Ampère gemessen. Der Verbrauch fiel nach der Ausrichtung auf 11,8 Ampère, ein um 3,28 % reduzierter Stromverbrauch, d. h. eine Einsparung 0,288 kW oder auf ein Jahr umgerechnet von £ 77,58 (Zahlen von 2002).
 
Die im Zweigbetrieb möglichen Einsparungen werden unten aufgelistet. Es wurde eine Verminderung des Stromverbrauchs aller Maschinen von nur 1 % angenommen, da es sich dabei um das absolute Minimum handelt. Wie am Beispiel oben gezeigt wurde, können in einigen Fällen Einsparungen bis zu 3,28 % und eventuell höher erreicht werden.
  

Strom in kW

Maschinen Anzahl Minimum Maximum
Pumpen 30 5 50
Ventilatoren 5 6 30
Kompressoren 4 - 250

 

Fabrikgröße (Zweigbetrieb) 1180 kW
Stromkosten £0.0308
Maschinen-Betriebszeit 24 x 365 = 8760 Stunden pro Jahr
Gesamtstromkosten in einem Jahr 1180 x 0.0308 x 8760 = £318,373.44
Stromersparnis 11.8 kW
Stromkostenersparnis​ £3,183.73 (€4400)


Es wurde ebenfalls angenommen, dass alle Pumpen einen Stromverbrauch von 5 kW haben. Diese Annahme liegt unter dem tatsächlichen Wert, da die Pumpen Leistungswerte von 5 - 50 kW besitzen. Es wurde ebenfalls angenommen, dass alle Ventilatoren einen Stromverbrauch von 6 kW haben. Diese Annahmen beschränken die möglichen Einsparungen auf das absolute Minimum.

HINWEIS: Die Stromeinsparung für den Motor von MP421 wurde folgendermaßen berechnet: Leistung =  3 x Stromstärke x Spannung


Einsparungen an Reparaturkosten: Zweigbetrieb

Diese Kostenreduzierung setzt sich aus den eingesparten Ersatzteilkosten und der reduzierten Arbeitsleistung für Reparaturen zusammen. Im Normalfall kann die Lebensdauer eines Lagers um den Faktor Acht verlängert werden, und alle Kupplungen, Wellen und Dichtungen profitieren ebenfalls von der reduzierten Beanspruchung der Welle.

Ausrichtung mit dem Richtscheit

Anzahl der Maschinen im Zweigbetrieb 39
Durchschnittliche Reparaturkosten pro Maschine £250
Aktuelle MTBF 6 Monate
Aktuelle Reparaturkosten £19,500 jährlich

Ausrichtung mit Lasersystem

Erreichbare MTBF 20 months
Mögliche Reparaturkosten £5,850 per year
Eine jährliche Einsparung von​  £19,500 - £5,850 = £13,650 (€18,800)


Die aktuelle und erreichbare MTBF und die oben genannten durchschnittlichen Reparaturkosten sind einem Bericht der Prüftechnik Laser Alignment entnommen. Die erreichbare Zeit mag im Vergleich zu den aktuellen 6 Monaten sehr lang erscheinen, also nehmen wir auch hier das Minimum an.  Es ist zu beachten, dass bereits eine Erweiterung der MTBF um nur einen Monat auf  7 Monate, jährliche Reparaturkosten von £ 16714 ergibt, d. h. eine Einsparung von £ 2786.


Einsparungen an Lohnkosten: Zweigbetrieb

Hier werden nur die Lohnkosten der Arbeitszeiten aufgeführt, die durch die verkürzten Ausrichtzeiten der Wellen eingespart werden.

Ausrichtung mit dem Richtscheit

Ausrichtzeit 1 Stunde
Anzahl der ausgerichteten Maschinen 39
Anzahl der Ausrichtungen pro Jahr   1.5 mal pro Jahr
Gesamtzahl der Ausrichtungen pro Jahr 58.5
Gesamtstunden der Ausrichtungen pro Jahr 58.5 Stunden
Durchschnittliche Lohnkosten £23 pro Stunde
Erforderliche Techniker pro Ausrichtteam 2
Kosten pro Team £46 pro Stunde
Die Gesamtlohnkosten pro Jahr betragen £2691

Ausrichtung mit Lasersystem

Ausrichtzeit 1 Stunde
Anzahl der ausgerichteten Maschinen 39
Anzahl der Ausrichtungen pro Jahr Einmal jährlich
Gesamtzahl der Ausrichtungen pro Jahr 39
Gesamtstunden der Ausrichtungen pro Jahr 39 Stunden
Durchschnittliche Lohnkosten £23 pro Stunde
Erforderliche Techniker pro Ausrichtteam 2
Kosten pro Team £46 pro Stunde
Die Gesamtlohnkosten pro Jahr betragen £1794
Gesamtersparnis pro Jahr £2691 - £1794 = £897  

Ausrichtung mit Messuhren

Als eine mögliche Alternative können Messuhren in Betracht gezogen werden, da sie genauer sind, als Richtscheite und viel billiger als Lasersysteme.  Dagegen spricht, dass die Ausrichtungen 4 Stunden in Anspruch nehmen und die Lohnkosten für die Ausrichtung bereits £ 7176 betragen würden. Messuhren sind auch nicht so genau wie Lasersysteme und erzielen daher auch nicht die großen Einsparungen an Reparatur- und Energiekosten.


Einsparungen: Nur im Zweigbetrieb

Lohnkosten £897
Energiekosten £3,183.73
Reparaturkosten £2,786
Insgesamt​ £6,866.73 (€9500)

Hierbei handelt es sich um die absolute Mindesteinsparung im Zweigbetrieb. Die Energieeinsparungen könnten dreimal so hoch sein, da gezeigt wurde dass Einsparungen bis zu 3,28 % erzielt werden können, in diesem Fall wurde mit einem Wert von 1 % gerechnet.

Die Einsparungen für Lohnkosten können bis zu £ 13650 betragen, falls die durchschnittliche Ausfallzeit (Mean Time Between Failure) auf die angenommenen 20 Monate ausgedehnt wird, und nicht wie bei diesen Berechnungen mit 7 Monaten. Das Laser-Ausrichtsystem kann auch im gesamten Unternehmen eingesetzt werden, und nicht nur im Zweigbetrieb. Der Zweigbetrieb verbrauchte zwischen September 2000 und August 2001 nur 41 % des Gesamtstroms der Produktionsanlage. Falls ähnliche Einsparungen im Gesamtbetrieb erzielt werden können, würde die Stromeinsparung 2,5 mal so groß sein. Auch die Einsparungen an Reparatur- und Lohnkosten würden entsprechend steigen.
 
Ebenfalls nicht in diese Berechnungen einbezogen, sind die Ersparnisse durch eine erhöhte Produktivität, da sich auch die Ausfallzeiten reduzieren. Auch der Einfluss auf die Umwelt durch den reduzierten Stromverbrauch sollte berücksichtigt werden, da alle diese Maßnahmen dazu beitragen, dass das Unternehmen seine Umweltziele erreicht.


In einem Jahr amortisiert

Aus dieser Sicht kann sicher gesagt werden, dass die Kosten für das Easy-Laser® Ausrichtsystem sich innerhalb eines Jahres mühelos amortisieren, und dass es sich in den nächsten Jahren mehrfach bezahlt machen wird.

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