DD254780A1 - TRANSPORTABLE DEVICE FOR DETERMINING BALANCING OF ROTATING BODIES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine transportable Vorrichtung zur Ermittlung der Groesse und Lage der Unwucht an rotierenden Koerpern. Die Vorrichtung besteht aus einem Hohlkoerper, der auf das Ende des auszuwuchtenden Koerpers befestigt werden kann. Im Innern ist ein weiterer Koerper achsfluchtend auf einer regulierbaren Feder angeordnet. Der Hohlkoerper traegt im Inneren in einem geringen radialen und axialen Abstand vom aeusseren Rand des inneren Koerpers mehrfach, konzentrisch, ringfoermig angeordnete Sensoren. Diese sind ueber bistabile Flipflop mit Leuchtdioden verbunden. Aufgrund der betaetigten Leuchtdioden kann die Lage und Groesse der Unwucht festgestellt werden.The invention relates to a portable device for determining the size and position of the imbalance on rotating bodies. The device consists of a hollow body, which can be fastened to the end of the body to be balanced. Inside, another body is arranged in alignment with the axis on an adjustable spring. The hollow body bears in the interior at a small radial and axial distance from the outer edge of the inner body multiple, concentric, ring-shaped sensors arranged. These are connected via bistable flip flop with LEDs. Due to the actuated LEDs, the location and size of the imbalance can be determined.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der annähernden Größe und Lage der Unwucht an rotierenden Körpern. Sie ist speziell geeignet für rotierende Körper mit im eingebauten Zustand freizugänglichen Enden, insbesondere fliegend gelagerte Wellen. Die Vorrichtung ist für das Nachwuchten komplett montierter Maschinen am Einsatzort geeignet.The invention relates to a device for determining the approximate size and position of the unbalance on rotating bodies. It is especially suitable for rotating bodies with freely accessible ends in the installed state, in particular cantilevered waves. The device is suitable for rebalancing fully assembled machines on site.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Zur Bestimmung von Unwuchten an rotierenden Körpern gibt es bekanntermaßen verschiedene Grundprinzipien.For the determination of imbalances on rotating bodies, there are known to be different basic principles.

So werden die rotierenden Körper in speziellen Vorrichtungen untersucht, wobei über Deformationen oder die Unwucht kompensierende Gegenkräfte deren Bestimmung erfolgt. Werden die rotierenden Körper im montierten Zustand in der eigenen Maschine auf Unwucht untersucht, so erfolgt das über das meßtechnische Erfassen der in den Lagern bzw. mit den Lagern fest verbundenen Maschinenteilen auftretenden Bewegungsgrößen, z. B. durch bekannte Schwingbeschleunigungs- und -Geschwindigkeitsmesser, wobei sowohl elektronische Verstärkungen, wie Resonanzabstimmungen in Verbindung mit Stroboskopgeräten angewendet werden.Thus, the rotating bodies are examined in special devices, with over deformations or the unbalance compensating counter forces of their determination. If the rotating bodies in the assembled state are examined for imbalance in their own machine, then the motion variables occurring in the bearings or with the bearings, which are permanently connected in the bearings or in the bearings, are detected by the measuring technology. By known vibrational acceleration and velocity meters, using both electronic amplifications, such as resonant tuning in conjunction with stroboscopic devices.

Die Mängel dieser Lösungen sind die Notwendigkeit von hochwertigen speziellen Vorrichtungen bzw. Meßmitteln, der Umstand, daß zum Umgang mit der Meßtechnik nur hochqualifizierte Kader befähigt sind. Die bekannten transportablen Vorrichtungen sind nicht immer anwendbar, da die zu untersuchenden Teile in der Maschine abgekapselt sind und eine Demontage der Gehäuse häufig die Lagerung mit lösen (PS 890875).The shortcomings of these solutions are the need for high-quality special devices or measuring means, the fact that only highly qualified squads are capable of dealing with the measurement technique. The known portable devices are not always applicable because the parts to be examined are encapsulated in the machine and disassembly of the housing often solve the storage (PS 890 875).

Für mehrfach zu führende Auswuchtungen sind diese Vorrichtungen auch zu aufwendig in der Anwendung.For multiple leading to balancing these devices are also too expensive in the application.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Mit der Erfindung soll der Aufwand für die Vorrichtung und ihre Anwendung zur Ermittlung der Unwucht gesenkt werden. Weiterhin soll das Anwendungsgebiet auf spezielle Fälle von montierten rotierenden Körpern erweitert werden.With the invention, the cost of the device and its application to determine the imbalance should be reduced. Furthermore, the field of application is to be extended to specific cases of mounted rotating bodies.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine transportable Vorrichtung zu schaffen, die an dem zu untersuchenden Körper unter räumlich beschränkten Verhältnissen die Lage und Größe der Unwucht sichtbar macht.The object of the invention is to provide a transportable device which makes the position and size of the imbalance visible on the body to be examined under spatially limited conditions.

Erfindungsgemäß werden auf den auf Unwucht zu untersuchenden Körper auf dessen Rotationsachse zentriert 2 Körper angebracht, bei denen eine gegenseitige Lageänderung durch unwuchtbedingte Abweichungen der Rotationsachse gegenüber der Ruhelage hervorgerufen wird.According to the invention centering on the body to be examined for imbalance on the axis of rotation 2 bodies attached, in which a mutual change in position caused by unbalance deviations of the axis of rotation relative to the rest position.

— Der eine Körper ist hohl und fest mit dem auf Unwucht zu untersuchenden Körper verbunden und bewegt sich entsprechend den geometrischen Verhältnissen auf den unwuchtbedingten Auslenkungen mit.- The one body is hollow and firmly connected to the body to be examined for imbalance and moves according to the geometric conditions on the unbalance-induced deflections.

Der Körper K2 wird im Ruhestand über eine elastische, bezüglich einer axialen mechanischen Spannung regulierbare Achse zentriert, bezüglich den gemeinsamen Achsen vom zu untersuchenden Körper und K1.The body K2 is retired centered about an elastic, with respect to an axial mechanical tension adjustable axis, with respect to the common axes of the body to be examined and K1.

Im Inneren des Hohlkörpers sind in einem geringen radialen und axialen Abstand vom äußeren Rand des Körpers K2 elektrisch voneinander isoliert, mehrfach konzentrisch ringförmige Sensoren angeordnet. Diese sind mit jeweils zugeordneten außen am Hohlkörper angebrachten Leuchtdioden über stabile Flipflop verbunden. Zur Energieversorgung ist eine Batterie angeordnet Mit dieser Vorrichtung kann auf einfache Art die Lage und relative Größe der Unwucht an der Lage der arbeitenden Leuchtdioden abgelesen werden.Inside the hollow body are electrically insulated from each other in a small radial and axial distance from the outer edge of the body K2, arranged multiple concentric annular sensors. These are connected with respective associated externally mounted on the hollow body light emitting diodes via stable flip-flop. To power a battery is arranged with this device can be easily read the location and relative size of the unbalance in the location of the working light emitting diodes.

Die Vorrichtung wird am zu untersuchenden Körper befestigt und gemeinsam in Umdrehung versetzt.The device is attached to the body to be examined and put together in rotation.

Unterhalb der Resonanzfrequenz kommt es mit zunehmender Drehzahl des Rotationskörpers zunehmend zu einer Unwuchtverstärkung, d.h. zur unwuchtbedingten Auslenkung von K1 addiert sich für den Körper K2 vektoriell die Auslenkung, die durch die Wirkung der Zentrifugalkraft an der Masse von K2 entsteht. Bei gleichen unwuchtbedingten Auslenkungen des Rotationskörpers wird maximale Auslenkung bei der Resonanzfrequenz von K2-S erreicht. In den Betrag der Auslenkung geht die Güte des Schwingsystems K2-S ein.Below the resonant frequency, as the speed of rotation of the rotating body increases, an unbalance gain increases, i. for the unbalanced deflection of K1, the displacement K2 is vectorially added to the body K2, which is caused by the effect of centrifugal force on the mass of K2. At the same unbalanced deflections of the body of revolution maximum deflection at the resonance frequency of K2-S is achieved. In the amount of the deflection is the quality of the vibration system K2-S.

-2- Z54 78Ü-2- Z54 78Ü

Durch das Erfassen, Speichern und Darstellen der maximalen Auslenkung von K1 gegenüber K2 kann nach den bekannten Gesetzen der technischen Mechanik auf die Lage der Unwucht geschlossen werden. Für einfache Schwingsysteme ist dieBy detecting, storing and representing the maximum deflection of K1 with respect to K2, the position of the unbalance can be deduced according to the known laws of technical mechanics. For simple vibration systems is the

Phasenfrequenz bei Resonanz genau — .Phase frequency at resonance exactly -.

Aus der Amplitude bei Resonanz ist auf die Größe der unwuchtbedingten Auslenkung und darüber auf Größe/Ort der z. B.From the amplitude at resonance is on the size of the unbalanced deflection and about size / location of z. B.

anzubringenden Masse zu schließen, die am Rotationskörper die Unwucht kompensiert.To close attached mass, which compensates for the imbalance on the rotary body.

Weiterhin ist durch Auswerten der Auslenkung von K2 gegenüber KI beim Durchfahren der resonanzbestimmten Umgebung der Resonanzfrequenz von K2-S, d. h. das Anwenden der bekannten Auslenkung-Phasen-Beziehung, auf Größe/Ort der die Unwucht beseitigenden Maßnahmen zu schließen.Furthermore, by evaluating the deflection of K2 with respect to KI when passing through the resonance-determined environment of the resonance frequency of K2-S, d. H. applying the known displacement-phase relationship to infer the size / location of the imbalance remedial action.

Durch geeignete Dimensionierung des Schwingsystems K2-S wird erreicht, daß bereits unterhalb seiner Resonanzfrequenz unzulässig hohe unwuchtbedingte Auslenkungen des Rotationskörpers erfaßt und derart ausgewertet werden, daß der den Rotationskörper treibenden Motor abgeschaltet bzw. der von ihm ausgehende Kraft-/Momentenfluß unterbrochen wird.By suitable dimensioning of the oscillating system K2-S is achieved that already below its resonant frequency unacceptably high unbalanced deflections of the rotating body detected and evaluated so that the rotational body driving motor off or the outgoing from it force / Momentenfluß is interrupted.

Zur Arbeit mit der vorgeschlagenen Vorrichtung werden nur für Montagefacharbeiter auswertbare Bedienhinweise benötigt, die im wesentlichen auf Prüfständen für die Vorrichtung geschaffen werden.To work with the proposed device evaluable operating instructions are needed only for assembly workers, which are created essentially on test benches for the device.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt. Ein zylindrischer Hohlkörper K1 ist mit einer Gewindebuchse B zur Befestigung auf dem Wellenstumpf der zu untersuchenden Welle versehen. Im Inneren ist koaxial ein Draht S befestigt, der über eine Federund Schraube Vgespänntwerden kann. Auf diesem DrahtS ist ein Körper K2 in Form einerScheibe befestigt. In einem größeren Abstand von der Achsmitte, als der Radius von K2, sind im Inneren von K1 Sensoren angeordnet. In diesem Beispiel sind 18 Stück ringförmig gleichmäßig verteilt und im Abstand von 1 mm ein weiterer Ring aus 18 Sensoren. Jedem Sensor ist außen am Umfang vom Hohlkörper K1 eine Leuchtdiode zugeordnet. Die Sensoren sind über je eine bistabile Flipflop-Einheit mit den zugehörigen Leuchtdioden verbunden. Die Energieversorgung erfolgt über eine Trockenbatterie.The figure shows the device according to the invention in section. A cylindrical hollow body K1 is provided with a threaded bushing B for attachment to the stub shaft of the shaft to be examined. Inside, a wire S is coaxially fixed, which can be over a spring and screw Vgespänntwerden. On this wire a body K2 is fixed in the form of a disc. At a greater distance from the center of the axis than the radius of K2, sensors are arranged inside K1. In this example, 18 pieces are uniformly distributed in a ring and at a distance of 1 mm another ring of 18 sensors. Each sensor is assigned a light emitting diode outside of the circumference of the hollow body K1. The sensors are connected via a respective bistable flip-flop unit with the associated light-emitting diodes. The energy supply takes place via a dry battery.

Die Funktion wird bei der Anwendung zum Auswuchten der Messerwelle eines Schneidmischers beschrieben. Am austragenden Ende der Messerwelle sind Messerpaare mit einer Mutter befestigt.The function is described in the application for balancing the blade shaft of a cutting mixer. At the discharge end of the knife shaft knife pairs are attached with a nut.

Diese Messer sind laufend nachzuschleifen und dazu zu demontieren. Es entsteht nach jeder Montage somit eine andere Unwucht. Die Messerpaare werden vorher statisch ausgewuchtet. Die verbleibende Unwucht ist aufgrund der hohen Drehzahlen immer noch zu groß. Anstelle der Mutter wird nach einer Montage die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgeschraubt. Die Masse von K2 und die Federkraft sind durch mehrere Tests für den Maschinentyp vorher ermittelt worden. Nach dem Anschalten des Motors erfolgt durch die Unwucht der Messerwelle mit Messerkopf eine Auslenkung von K2 gegenüber dem fest verbundenen K1. Dabei betätigt K2 einen oder mehrere Sensoren. Über die Flipflop-Schaltung werden die zugehörigen Leuchtdioden angeschaltet. Nach dem Stillsetzen der Messerwelle wird an dem entsprechenden Winkelbereich ein Masseausgleich im Messerkopf vorgenommen. Der Schaltkreis bzw. die Schaltkreise in der Vorrichtung werden unterbrochen und der Vorgang der Unwuchtbestimmung nochmals wiederholt.These knives are to be sharpened continuously and dismantled. It creates after each assembly thus a different imbalance. The knife pairs are previously statically balanced. The remaining imbalance is still too high due to the high speeds. Instead of the nut, the device according to the invention is screwed after assembly. The mass of K2 and the spring force have been previously determined by several tests for the machine type. After the motor has been switched on, the imbalance of the blade shaft with cutter head causes a deflection of K2 relative to the fixedly connected K1. K2 actuates one or more sensors. About the flip-flop circuit, the associated LEDs are turned on. After stopping the knife shaft, a mass balance is made in the cutter head at the corresponding angle range. The circuit or circuits in the device are interrupted and the process of unbalance determination repeated again.

Gegebenenfalls muß die Unwuchtkompensation anschließend in Abhängigkeit von der Größe der ursprünglichen Unwucht und der Zweckmäßigkeit der Arbeitsweise korrigiert werden, bis die unwuchtbedingte Auslenkung im zulässigen Bereich bleibt.If necessary, the unbalance compensation must then be corrected as a function of the size of the original unbalance and the expediency of the operation until the unbalance-induced deflection remains within the permissible range.

Claims (2)

Patentansprüche:claims: 1. Transportable Vorrichtung zur Ermittlung der Unwucht an rotierenden Körpern mit einem Hilfsschwingsystem, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlkörper (K 1) mit einer Einrichtung (B) für eine starre achsfluchtende Befestigung am rotierenden Körper und im Inneren mit einem scheibenförmigen Körper (K2) auf einer achsfluchtend verlaufenden regulierbaren Feder S versehen ist, der Hohlkörper (K1) innen in einem geringen radialen und axialen Abstand vom äußeren Rand des Körpers (K2) mehrfach konzentrisch, ringförmig angeordnete Sensoren trägt, die mit jeweils zugeordneten, außen am Hohlkörper (K 1) angebrachten Leuchtdioden über bistabile Flipflop verbunden sind und am Hohlkörper (K 1) eine Trockenbatterie angebracht ist.1. A portable device for determining the imbalance on rotating bodies with an auxiliary oscillating system, characterized in that a hollow body (K 1) with a device (B) for a rigid achsfluchtende attachment to the rotating body and inside with a disc-shaped body (K2) an axially aligning adjustable spring S is provided, the hollow body (K1) internally at a small radial and axial distance from the outer edge of the body (K2) carries multiple concentric, annularly arranged sensors with each associated, outside of the hollow body (K 1) attached LEDs are connected via bistable flip-flop and the hollow body (K 1) a dry cell battery is mounted. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabilen Flipflop-Einheiten zusätzlich mit dem Ein/Ausschalter des Antriebsmotors des zu untersuchenden Körpers verbunden sind.2. Device according to item 1, characterized in that the bistable flip-flop units are additionally connected to the on / off switch of the drive motor of the body to be examined.