Austausch eines alten Getriebemotors: 12 Parameter, die Sie prüfen müssen

Austausch eines alten Getriebemotors: 12 zu prüfende Parameter

Der Austausch eines alten Getriebemotors ist nicht einfach nur die Suche nach einem Gerät mit gleicher Leistung und Übersetzung. Zwei Getriebemotoreinheiten mit der gleichen kW-Zahl können sich dennoch in Ausgangsdrehzahl, zulässigem Drehmoment, Wellendurchmesser, Achshöhe, Bauform, Wellenausrichtung und elektrischen Parametern unterscheiden.

Wenn Informationen bei der Prüfung fehlen, passt das neue Gerät möglicherweise nicht in die Maschine, läuft mit falscher Drehzahl, weist beim Anlauf ein zu geringes Drehmoment auf oder führt zu einer Fehlausrichtung von Zahnrädern, Riemenscheiben und Kupplungen. Vor der Bestellung müssen der Austauschumfang genau definiert und die folgenden 12 Parametergruppen vollständig überprüft werden.

Muss der Motor, das Getriebe oder die gesamte Einheit ausgetauscht werden?

Ein Getriebemotor besteht aus zwei Hauptkomponenten:

• Elektromotor zur Erzeugung der Drehbewegung.

• Getriebe zur Reduzierung der Drehzahl und Übertragung des Drehmoments auf die Abtriebswelle.

• Je nach Zustand des Geräts kann eine der drei Optionen gewählt werden:

Man sollte nicht davon ausgehen, dass ein Motor mit gleicher Leistung direkt an ein altes Getriebe montiert werden kann. Flansche, Antriebswellen, Antriebsritzel oder Adapter können je nach Konstruktion unterschiedlich sein.

1. Modell und Informationen auf dem Typenschild

Der erste Schritt besteht darin, alle noch lesbaren Informationen auf dem Typenschild des Motors und des Getriebes zu notieren:

• Modell

• Leistung

• Spannung

• Frequenz

• Stromstärke

• Motordrehzahl

• Übersetzung

• Abtriebsdrehzahl

• Bauform

• Bremsspannung (falls vorhanden)

• Schutzart

• Betriebsart
  

  

Typenschild DSK Getriebemotor Modell MFG24D-10RS0.75-4, Leistung 0,75 kW, 4-polig, Übersetzung 1/10, Spannung 220/380 V und Baugröße 80.

Es wird empfohlen, das Motortypenschild, das Getriebetypenschild und ein Gesamtbild der Antriebseinheit separat aufzunehmen. Das Gesamtbild hilft dabei, die Motorposition, die Wellenausrichtung, die Fuß- oder Flanschbefestigung sowie den verfügbaren Bauraum zu bestimmen.

Das alte Modell ist eine wichtige Datenquelle, aber nicht die einzige Grundlage. Wenn sich Last, Durchsatz oder Betriebszeiten geändert haben, muss eine Neuberechnung erfolgen, anstatt die alte Konfiguration einfach zu übernehmen.

2. Anwendung und Lastcharakteristik

Es muss bestimmt werden, für welches Gerät der Getriebemotor verwendet wird:

• Förderband

• Schneckenförderer

• Rührwerk

• Beschickungsanlage

• Wickeltrommel

• Verpackungsmaschine

• Hebezeug

• Reversierbetrieb

Anschließend ist die Lastcharakteristik zu bewerten:

• Konstante oder variable Last

• Stoßbelastung vorhanden

• Anlauf unter Leer- oder Volllast

• Gefahr mechanischer Blockaden

• Häufige Drehrichtungsumkehr

• Betriebsstunden pro Tag

• Schalthäufigkeit pro Stunde

Wenn das Altgerät aufgrund von Überlastung ausgefallen ist, kann der Austausch durch das exakt gleiche Modell dazu führen, dass der Fehler erneut auftritt. Es muss geprüft werden, ob die Maschinenlast gestiegen ist, sich das Material geändert hat oder der Betriebszyklus schwerer als ursprünglich ausgelegt ist.

3. Motorleistung

Die Motorleistung wird üblicherweise in kW oder HP angegeben. Beim Austausch sind folgende Punkte zu prüfen:

• Nennleistung

• Stromaufnahme unter Last

• Anlaufstrom

• Überlastzustand

• Tatsächlich benötigte mechanische Leistung der Maschine

Die Leistung sollte nicht automatisch erhöht werden, nur weil der alte Motor schwach läuft. Ein größerer Motor könnte ein Drehmoment übertragen, das die Belastungsgrenzen von Getriebe, Welle, Zahnrädern, Ketten oder Kupplungen überschreitet.

Vor einer Leistungserhöhung müssen andere Ursachen geprüft werden:

• Niedrige Netzspannung

• Bremse nicht vollständig gelöst

• Strombegrenzung durch Frequenzumrichter

• Zu kurze Hochlaufzeit

• Blockierte Last

• Lager- oder Getriebeschaden

• Ungeeignetes Übersetzungsverhältnis

Die richtige Leistung bedeutet nicht automatisch, dass der Antrieb korrekt ausgelegt ist.

4. Motordrehzahl, Polzahl und Frequenz

Zwei Motoren mit gleicher Leistung, aber unterschiedlicher Polzahl haben unterschiedliche Nenndrehzahlen. Dies wirkt sich direkt auf die Ausgangsdrehzahl und das Drehmoment der Getriebeeinheit aus.

Folgende Punkte sind abzugleichen:

• Nenndrehzahl auf dem Typenschild

• Polzahl des Motors

• Frequenz 50 Hz oder 60 Hz

• Direktbetrieb oder Betrieb über Frequenzumrichter

• Tatsächliche Betriebsfrequenz

Die Synchrondrehzahl sollte nicht als Nenndrehzahl verwendet werden. Asynchronmotoren haben einen Schlupf, daher ist die tatsächliche Drehzahl meist niedriger als die Synchrondrehzahl und lastabhängig.

Wenn der alte Motor über einen Frequenzumrichter betrieben wurde, muss die tatsächlich genutzte Maschinendrehzahl ermittelt werden, anstatt nur die Nenndrehzahl vom Typenschild abzulesen.

5. Übersetzungsverhältnis und Ausgangsdrehzahl

Der grundlegende Zusammenhang zwischen Motordrehzahl und Ausgangsdrehzahl lautet:

n₂ = n₁ / i

Dabei gilt:

• n₁: Motordrehzahl, U/min

• n₂: Abtriebsdrehzahl, U/min

• i: Übersetzung

Beispiel: Ein Motor mit einer Drehzahl von 1.400 U/min in Kombination mit einer Übersetzung von 35:

n₂ = 1.400 / 35 = 40 U/min

Dies ist lediglich die theoretische Drehzahl. Die tatsächliche Drehzahl hängt von der Nenndrehzahl des Motors und den Lastbedingungen ab.

Beim Austausch eines alten Getriebemotors sollte die für die Maschine tatsächlich erforderliche Abtriebsdrehzahl priorisiert werden. Bei gleicher Übersetzung führt eine abweichende Motordrehzahl eines neuen Motors auch zu einer Änderung der Abtriebsdrehzahl.

Falls die Übersetzung nicht abgelesen werden kann, ist Folgendes möglich:

• Messung der Abtriebsdrehzahl bei laufender Maschine

• Überprüfung der Maschinenunterlagen oder Zeichnungen

• Bestimmung anhand der Anlagenkapazität

• Drehen der Antriebswelle und Zählen der Umdrehungen an der Abtriebsseite nach sicherer Demontage des Geräts

6. Abtriebsdrehmoment und Betriebsfaktor

Bei gleicher Leistung ist das Drehmoment umso höher, je niedriger die Abtriebsdrehzahl ist.

Wenn die mechanische Leistung an der betrachteten Welle bekannt ist, kann das Drehmoment nach folgender Formel abgeschätzt werden:

T = 9.550 × P / n

Dabei gilt:

• T: Drehmoment, Nm

• P: mechanische Leistung, kW

• n: Drehzahl, U/min

Wird die Motorleistung zur Abschätzung des Drehmoments am Getriebeabtrieb verwendet, muss der Getriebewirkungsgrad berücksichtigt werden.

Neben dem Betriebsdrehmoment müssen folgende Faktoren geprüft werden:

• Anlaufmoment

• Maximales Drehmoment

• Stoßbelastung

• Anzahl der Schaltvorgänge

• Anzahl der Drehrichtungsumkehrungen

• Betriebsdauer

• Erforderlicher Betriebsfaktor (Service Factor)

Ein Getriebe kann im stationären Betrieb ein ausreichendes Drehmoment aufweisen, aber beim Anlaufen, bei Drehrichtungsumkehr oder bei Lastblockaden überlastet werden.

Ein fester Betriebsfaktor sollte nicht für alle Anwendungen pauschal angewendet werden. Die Auswahl muss auf den Lastcharakteristiken, dem Betriebszyklus und der Belastbarkeit des jeweiligen Modells basieren.

7. Getriebetyp und Abtriebswellenausrichtung

Es muss bestimmt werden, welche Konfiguration das alte Getriebe aufweist:

• Stirnradgetriebe

• Parallelwellengetriebe

• Winkelgetriebe

• Vollwelle

• Hohlwelle

• Einseitige Abtriebswelle

• Beidseitige Abtriebswelle

Bei Winkel- oder Parallelwellengetrieben ist die Ausrichtung der Abtriebswelle besonders wichtig. Ein neues Gerät kann zwar hinsichtlich Leistung und Übersetzung korrekt sein, lässt sich jedoch nicht montieren, wenn die Welle in die falsche Richtung zeigt oder der Motor gegen den Maschinenrahmen stößt.

Bei einer Ersatzteilanfrage sollten Fotos des Geräts aus folgenden Perspektiven beigefügt werden:

• Motorseite

• Abtriebswellenseite

• Draufsicht

• Von beiden Seiten des Geräts

• Gesamte Einbausituation an der Maschine

8. Bauform und Einbaulage

Zu den gängigen Konfigurationen gehören:

• Fußmontage

• Flanschmontage

• Aufsteckmontage

• Horizontale Montage

• Vertikale Montage

• Motor oberhalb, unterhalb oder seitlich am Getriebe

Die Einbaulage beeinflusst nicht nur den mechanischen Platzbedarf, sondern wirkt sich auch auf Folgendes aus:

• Ölstand

• Position der Entlüftungsschraube

• Position der Ölablassschraube

• Schmierfähigkeit

• Wellendichtringe

• Wälzlager

Ein Getriebemotor sollte nicht eigenmächtig von horizontaler auf vertikale Montage umgebaut werden, ohne die Schmierkonfiguration des neuen Modells zu prüfen.

Bei Ersatzgeräten muss die Betriebslage bereits bei der Modellauswahl und Bestellung eindeutig festgelegt werden.

9. Abmessungen der Abtriebswelle und Passfedernut

Die Wellenabmessungen bestimmen die Kompatibilität mit vorhandenen Zahnrädern, Riemenscheiben, Kupplungen oder Maschinenwellen.

Bei Vollwellen

Folgendes ist zu messen:

• Wellendurchmesser

• Länge des Wellenzapfens

• Abmessungen der Passfedernut

• Passfederlänge

• Abstand vom Wellenbund bis zum Wellenende

• Gewinde oder Zentrierbohrung, falls vorhanden

Bei Hohlwellen

Folgendes ist zu prüfen:

• Hohlwellendurchmesser

• Einbaulänge

• Abmessungen der Passfedernut

• Durchmesser der Maschinenwelle

• Drehmomentstütze

• Freiraum für die Montage und Demontage

Zwei Wellen mit gleichem Durchmesser, aber unterschiedlicher Länge oder Passfedernut können dennoch inkompatibel mit den vorhandenen Antriebskomponenten sein.

Ein gewaltsamer Einbau oder eine eigenmächtige Bearbeitung der Welle sollte ohne Prüfung der Festigkeit und Drehmomentübertragung vermieden werden.

10. Abmessungen von Fußbefestigung, Flansch und Wellenhöhe

Diese Parameter entscheiden darüber, ob der neue Getriebemotor an der alten Position passt.

Bei Fußmontage

Folgendes ist zu messen:

• Abstand der Befestigungslöcher in Längsrichtung

• Abstand der Befestigungslöcher in Querrichtung

• Lochdurchmesser

• Länge und Breite des Montagefußes

• Höhe von der Montagefläche bis zur Wellenmitte

• Abstand vom Getriebegehäuse bis zum Wellenende

Bei Flanschmontage

Folgendes ist zu messen:

• Außendurchmesser des Flansches

• Durchmesser des Zentrierbundes

• Lochkreisdurchmesser

• Anzahl der Befestigungslöcher

• Lochdurchmesser

• Wellenlänge

• Abstand vom Flansch bis zum Wellenende

Ein ähnliches äußeres Erscheinungsbild bedeutet nicht, dass die Abmessungen identisch sind. Vor der endgültigen Auswahl des Ersatzgeräts sind die Zeichnungen abzugleichen.

Falls das Maschinenfundament angepasst werden muss, sind die Wellenhöhe, die Koaxialität und die strukturelle Steifigkeit sicherzustellen.

11. Spannung, Frequenz und Anschlussart

Folgendes ist gleichzeitig zu prüfen:

• Nennspannung

• Frequenz

• Phasenzahl

• Nennstrom

• Stern- oder Dreieckschaltung

• Nenndrehzahl

• Tatsächliche Netzversorgung im Werk

Die Spannung sollte nicht isoliert von der Frequenz betrachtet werden. Ein Motor mit gleicher Spannung, aber für eine andere Frequenz ausgelegt, kann unterschiedliche Drehzahlen und Betriebsbedingungen aufweisen.

Bei Verwendung eines Frequenzumrichters (VFD) sind zusätzlich folgende Punkte zu prüfen:

• Eingangs- und Ausgangsspannung

• Motornennstrom

• Grundfrequenz

• Betriebsfrequenzbereich

• Steuerungsmodus

• Beschleunigungs- und Verzögerungszeit

Nach dem Austausch des Motors müssen auch die Parameter im Frequenzumrichter gemäß dem Typenschild des neuen Geräts aktualisiert werden.

12. Bremse, Encoder und Betriebsbedingungen

Wenn der alte Getriebemotor über Zubehör verfügt, müssen folgende Punkte genau bestimmt werden:

• Elektromagnetische Bremse

• Bremsenspulenspannung

• Bremsengleichrichter

• Encoder

• Fremdlüfter

• Rücklaufsperre

• Temperaturschalter

• Drehzahlsensor

Gleichzeitig müssen die Betriebsbedingungen überprüft werden:

• Betriebsstunden pro Tag

• Schalthäufigkeit pro Stunde

• Reversierbetrieb erforderlich

• Umgebungstemperatur

• Staub, Feuchtigkeit oder Wasser

• Innen- oder Außenaufstellung

• Direktbetrieb oder über Frequenzumrichter

• Lastsicherung bei Stromausfall erforderlich

Wenn der alte Motor eine Bremse hat, müssen die Bremsenspannung und die Schaltart korrekt bestimmt werden. Wenn der Motor über einen längeren Zeitraum mit niedriger Drehzahl läuft, müssen das Drehmoment und die Kühlleistung überprüft werden.

Prozess zum Austausch eines alten Getriebemotors

Schritt 1: Vollständige Erfassung der Gerätedaten

Folgendes muss klar fotografiert werden:

• Motortypenschild

• Getriebetypenschild

• Gesamtansicht

• Abtriebswelle

• Fußbefestigung oder Flansch

• Zahnrad, Riemenscheibe oder Kupplung

• Einbauposition an der Maschine

Die Gesamtansicht sollte die Ausrichtung des Motors, die Wellenrichtung und den verfügbaren Bauraum zeigen. Das Senden des Typenschildfotos allein reicht oft nicht aus, um die Austauschbarkeit zu prüfen.

Schritt 2: Bestimmung des Austauschgrundes

Ein Getriebemotor kann aus folgenden Gründen ausgetauscht werden:

• Motordefekt (Durchbrennen)

• Getriebeschaden

• Lagerverschleiß

• Ölleckage

• Unzureichendes Drehmoment

• Keine Ersatzteile mehr verfügbar

• Leistungssteigerung

• Maschinenumbau

Wenn die Ursache Überlastung, Fluchtungsfehler, mechanisches Blockieren oder eine schwache Maschinenstruktur ist, muss dies vor der Installation des neuen Geräts behoben werden.

Schritt 3: Messung der tatsächlichen Abmessungen

Die Abmessungen sollten nicht anhand von Bildern geschätzt werden. Folgendes muss direkt gemessen werden:

• Wellendurchmesser und -länge

• Passfederabmessungen

• Abstand der Befestigungslöcher

• Wellenhöhe

• Flanschabmessungen

• Zentrierbund

• Einbauraum

• Platzbedarf für Demontage und Wartung

Falls Maschinenzeichnungen oder Zeichnungen des alten Geräts vorhanden sind, sollten diese zusammen mit den tatsächlichen Messwerten verwendet werden.

Schritt 4: Überprüfung der Parameter vor der Auswahl des neuen Modells

Vor der Festlegung des Ersatz-Getriebemotors müssen folgende Punkte bestätigt werden:

• Leistung

• Spannung und Frequenz

• Motordrehzahl

• Übersetzungsverhältnis

• Abtriebsdrehzahl

• Betriebsdrehmoment

• Anlaufdrehmoment

• Getriebetyp

• Abtriebsrichtung

• Bauform

• Wellenabmessungen

• Bremse und Zubehör

Das neue Gerät muss nicht zwingend in der Form identisch sein, aber die Parameter, die den Betrieb und die Installation beeinflussen, müssen übereinstimmen.

Schritt 5: Überprüfung nach der Installation

Nach der Installation des neuen Getriebemotors müssen folgende Punkte überprüft werden:

• Drehrichtung

• Rundlaufgenauigkeit

• Leerlauf- und Laststrom

• Abtriebsdrehzahl

• Vibrationen

• Geräuschentwicklung

• Temperatur

• Bremsfunktion

• Ölstand

• Dichtheit

Bei Verwendung eines Frequenzumrichters müssen vor dem Lastbetrieb die korrekten Motorparameter eingegeben sowie die geeigneten Hoch- und Bremsrampen eingestellt werden.

Häufig gestellte Fragen

Kann ein Getriebemotor durch ein anderes Modell mit gleicher Leistung ersetzt werden?

Dies ist möglich, jedoch müssen zusätzlich Drehzahl, Drehmoment, Übersetzung, Wellenausrichtung, Bauform, Abmessungen und elektrische Parameter abgeglichen werden.

Ist die Abtriebsdrehzahl bei gleichem Übersetzungsverhältnis immer identisch?

Nicht unbedingt. Die Abtriebsdrehzahl hängt auch von der Nenndrehzahl des Motors und der Betriebsfrequenz ab.

Sollte ein neuer Motor größer als der alte gewählt werden?

Eine Leistungserhöhung sollte nur nach einer Neuberechnung der Last und einer Überprüfung der Drehmomentfestigkeit des Getriebes sowie des gesamten Antriebsstrangs erfolgen.

Was ist zu tun, wenn das Typenschild unleserlich ist?

Es müssen die Abmessungen gemessen, die Anwendung, die Last, die Abtriebsdrehzahl und die Stromversorgung bestimmt werden. Gegebenenfalls können Maschinenzeichnungen herangezogen oder die Drehzahl bei laufendem System gemessen werden.

Kann der Maschinenrahmen angepasst werden, wenn der neue Motor nicht auf den Sockel passt?

Dies ist in einigen Fällen möglich, jedoch müssen die Wellenhöhe, die Ausrichtung, der Wartungsfreiraum und die Steifigkeit des Rahmens überprüft werden.

Müssen Zahnräder oder Kupplungen ausgetauscht werden?

Ein Austausch oder eine Nachbearbeitung ist erforderlich, wenn Wellendurchmesser, Wellenlänge oder Passfedern des neuen Geräts nicht kompatibel sind.

MDriveTech unterstützt beim Austausch alter Getriebemotoren

MDriveTech unterstützt bei der Prüfung und Auswahl von Getriebemotoren sowie Getrieben der Marken DSK, Nara Samyang und NK für Ersatz- oder Modernisierungsprojekte.

Kunden sollten Fotos des Typenschilds, Bilder der Einbausituation, Wellenabmessungen, Abtriebsdrehzahl, Anwendung und Lastbedingungen zur Konfigurationsprüfung vor der Bestellung übermitteln.

Hotline: 0868 789 647
E-Mail: [email protected]

Fazit

Beim Austausch eines alten Getriebemotors sollte die Auswahl nicht allein auf Basis von Leistung oder Übersetzung erfolgen. Das Ersatzgerät muss gleichzeitig Drehzahl, Drehmoment, Betriebsfaktor (Service Factor), Getriebetyp, Einbaulage, Wellenausrichtung, mechanische Abmessungen und elektrische Parameter erfüllen.

Das Messen der tatsächlichen Abmessungen und die Prüfung der Zeichnungen vor der Bestellung helfen, Probleme wie Passungenauigkeiten, falsche Drehzahlen oder unzureichendes Drehmoment zu vermeiden. Wenn der alte Getriebemotor aufgrund von Überlastung oder unsachgemäßer Installation ausgefallen ist, muss die Ursache behoben werden, bevor die neue Einheit in Betrieb genommen wird.