DE3040713A1

DE3040713A1 - Verfahren und vorrichtung zum einstellen einer auswuchtmaschine

Info

Publication number: DE3040713A1
Application number: DE19803040713
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. 6101 Roßdorf Giers; Paul Dipl.-Ing. 6101 Bickenbach Holdinghausen
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1982-05-13
Also published as: JPH0222327B2; GB2087081B; JPS57118134A; GB2087081A; US4424711A; DE3040713C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen einer Auswuchtmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen einer Auswuchtmaschine, auf die auf dieser Maschine zu untersuchenden Rotoren.

Es gibt in der Auswuchttechnik zahlreiche Aufgaben, bei denen es wünschenswert ist, dem Meßsignal von Aufnehmern an der Maschine ein anderes elektrisches Signal zu überlagern. Z.B. wird das empirische Kalibrieren einer Auswuchtmaschine erleichtert, wenn man den ersten Rotor seiner Art nicht durch Probieren auswuchten muß, sondern durch Überlagerung einer Spannung über das Meßsignal einen nicht ausgewuchteten Rotor scheinbar auswuchtet und damit zu einem Kalibrierrotor macht.

Weiterhin stellt sich oft die Aufgabe, daß Rotoren ausgewuchtet werden müssen, deren endgültige Schaftachse nicht definiert ist, weil sie erst später mit einer anderen Welle vereinigt werden. Hier ist es notwendig, mit einer Hilfswelle zu arbeiten bzw. die Schaftachse auf sonst geeignete Weise zu definieren.

Gerade bei der letzteren Aufgabe treten Fehler auf, wenn die provisorisch definierte Schaftachse nicht genau zentrisch ist, mit dem provisorischen Sitz des auszuwuchtenden Teils. Ein derartiger systematischer Fehler wird in bekannter Weise durch Überlagerung von elektrischen Spannungen über das Meßsignal eliminiert (DE-AS 12 7B 140). Eine derartige elektrische Kompensation des nicht von der Rotorunwucht herrührenden MeßgröBenanteils ist jedoch nur dann wirtschaftlich einsetzbar, wenn das vom Schwingungsaufnehmer erzeugte Signal in einem großen Rotorgewichtsbereich der Schwerpunktsverlagerung des auszuwuchtenden Rotors proportional ist Cwegmessende Maschinen).

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Ist jedoch das von den Schwingungsaufnehmern abgegebene Signal direkt der Unwucht proportional, wie bei sogenannten kraftmessenden Auswuchtmaschinen, ergibt sich die Schwierigkeit, eine Kcmpensatinnsspannung zu erzeugen, die einerseits groß genug ist, um die größten Signale zu kompensieren, andererseits aber eine so feine Auflösung besitzen muß, daß die Kompensation auch beim leichtesten Rotor genügend genau erfolgen kann. Wird eine Auswuchtmaschine für einen größeren Gewichtsbereich gebaut, treten in der Praxis Kompensationsspannungsverhältnisse von etwa 1:30.000 bis 1:100.000 auf. Um nunmehr kraftmessende Auswuchtmaschinen, die wesentlich einfacher und robuster zu bauen sind, und insoweit für den Bedienungsmann erhebliche Vorteile bieten, auch in dem eit,gangs genannten Bereich verwenden zu können, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die mit durch die Konzeption der Auswuchtmaschinen bedingte Größe der Aufnehmersignale einer problemlosen Verarbeitung zugänglich zu machen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei kraftmessenden Auswuchtmaschinen vor einer Verarbeitung der Aufnehmersignale, die neben den Unwuchtwerten ein Produkt enthalten, das unabhängig von der Unwucht ist, dessen einer Faktor der Abstand zwischen Rotorachse und Drehachse der Auswuchtmaschine (Exzentrizität) ist, und ein weiterer Faktor mindestens ein die Aufnehmersignale beeinflussender vorgegebener Parameter ist, mindestens der vorgegebene Parameter für die nachfolgende Verarbeitung wirkungslos gemacht wird.

HierQ_ulun wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in überraschend einfacher Weise gelöst, und zwar dadurch, daß das Rotorgewicht als vorgegebener Parameter vor der Kompensation die Aufnehmersignale abschwächt.

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In Ausgestaltung des erfinderischen Verfahrens wird vorgeschlagen, daß bei der Auswertung des Meßsignals der Einfluß des wirkungslos gemachten Parameters berücksichtigt wird. Dies kann durch Verschiebung des Skalenwerts entsprechend der Abschwächung bewirkt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer die Aufnehmersignale verarbeitenden Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Aufnehmersignale einer Schaltung zugeführt werden, deren Verstärkungsfaktor umgekehrt proportional zumindestens einem vorgegebenen Parameter eingestellt ist, daß die so veränderten Aufnehmersignale einer Kompensationseinrichtung zugeführt werden, mit deren Hilfe der Einfluß der Exzentrizität in den Signalen eliminiert wird. Diese elektrische Schaltungseinrichtung ermöglicht somit dia Kompensation der Meßergebnisse, unabhängig vom Kompensationsspannungsverhältnis, das eingangs angegeben von 1:3G.OOO bis 1: 100.000 ist, durchzuführen.

In Ausgestaltung dieser Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß nach der Kompensationseinrichtung eine den Einfluß des Verstärkungsfaktors berücksichtigende Anordnung vorgesehen ist. In noch weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß der Verstärkungsfaktor in Stufen einstellbar ist.

In der nachfolgenden Zeichnung wird die Erfindung näher ff Flaut» et, Fe z§ igen j

Fig. 1 ein Vektordiagramm, bei dem die die Unwucht eines Rotationskörpers beeinflussenden Faktoren, Exzentrizität und Gewicht kompensiert werden, und

Fig. 2 schematisch ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung zur Kompensation der die Unwucht eines

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Rotationskörpers beeinflussenden Faktoren und zur Anzeige des Unwuchtwertes.

In Fig· 1 wird angenommen, daß eine in eine Richtung U1 wirkende Unwucht in einer Ebene eines auszugleichenden Rotationskörpers ein weiterer Parameter E in einer bestimmten Richtung überlagert ist, der sich aus dem Produkt der Masse des Rotors und dessen Exzentrizität zusammensetzt. Würde nunmehr dieses Ergebnis auf einem Vektormesser angezeigt, so ergäbe sich eine Anzeige 1 auf dem Vektormesser, die mit der tatsächlichen Unwucht U1 nicht übereinstimmen würde. Um diese Anzeige 1 in den Ursprung 6 eines Koordinatensystems zu verlagern, wird eine erste Kompensationsapannung benutzt. Um nunmehr den Einfluß des Parameters E, der sich wie oben dargelegt, aus der Masse des Rotors und dessen Exzentrizität zur Drehachse der Auswuchtmaschine zusammensetzt, zu beseitigen, wird der zu untersuchende nicht dargestellte Rotor, bei dem es sich beispielsweise um eine Stufe einer mehrstufigen Turbine handeln kann, auf der Aufnahme der Auswuchtmaschine um 180° verdreht unter Beibehaltung der exzentrischen Lage wieder aufgespannt. Damit ergibt sich ein dem Vektordiagramm, bestehend aus U1, E und K1, um -2U1 verschobenes gleiches Vektordiagramm, wobei nunmehr die Anzeige 1 ' der Anzeige 1 ohne 180° Verdrehung des Rotors entspricht.

Nunmehr wird die Anzeige V, welche auf einem Vektormesser angezblgc wird, in den Ursprung 6 des Koordinatensystems mit Hilfe einer zweiten Kompensationsspannung K2 gebracht. Die tatsächliche Größe der Unwucht U1 ist nunmehr, befreit vom Parameter E und befreit von der Exzentrizität, zwangsläufig gleich der Hälfte der zweiten Kompensationsspannung.

ORICSfNAL INSPECTED

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In Fig. 2 ist in einem Blockschaltbild schematisch der in Fig. 1 an einem Vektordiagramm erläuterte Vorgang dargestellt. Die über eine Leitung 7 von einem an einer kraftmessenden Auswuchtmaschine angeordneten nicht dargestellten Schwingungsaufnehmer kommende Unwuchtinformation beinhaltet auch die von der Masse des Rotors und dessen Exzentrizität herrührenden Spannungsanteil, der in Abhängigkeit der Rotormasse als fester Parameter vorgegeben ist. Dieser Einfluß wird in einer Divisionseinrichtung Θ, in welcher der auf der Leitung 7 kommende Spannungswert mit dem Reziprokwert der Rotormasse multipliziert wird, beeinflußt. Vorzugsweise wird diese Multiplikation mit dem Reziprokwert der Rotormasse gestuft durchgeführt. Anstelle der Multiplikation mit abgestuften Gewichten beispielsweise einer ersten Stufe 0 bis 3, 3 bis 5, 5 bis 1G kg, kann auch eine Multiplikation mit einem dem tatsächlichen Rotorgewicht entsprechenden kontinuierlichen reziproken Spannungswert durchgeführt werden.

Die am Ausgang auf Leitung 9 anstehende Spannung wird einer Kompensationseinrichtung 12 zugeführt, der sowohl die Kompensationsspannung K.1 [vergleiche Fig. 1) und die Kompensationsspannung K2 bzw. 1/2 K.2 zugeführt werden, so daß am Ausgang 13 der Kompensationseinrichtung 12 eine von der Exzentrizität befreite Unwuchtspannung einem Verstärker 14 zugeführt werden kann. In diesem Verstärker wird der Einfluß durch die Multiplikation der Unwuchtspannung mit dem Reziprokwert der Rotormasse berücksichtigt. Die derart vorbereitete Unwuchtspannung wird einer Einheit zugeführt, in der der Radius der Unwucht berücksichtigt wird, und anschließend über einen Verstärker 16 einer Multipliziereinrichtung 17, der gleichzeitig die von einer Referenz 18 für die Unwuchtwinkellage entsprechenden Information zugeführt werden, so daß in einem der Multipliziereinrichtung nachgeschalteten Anzeigegerät 19, hier kann es sich um einen Vektormesser oder ein Digitalanzeigegerät handeln, die Unwucht in dem auszuwuchtenden Rotor

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nach Größe und Winkel angezeigt wird.

Die die Kompensationsspannungen K1 und K2 liefernden Potentiometer 20, 21 für die Horizontal- und Vertikalkomponente der ersten Koinpensationsspannung K.1 und der weiteren Potentiometer 22, 23 für die horizontale und vertikale Komponente der zweiten Kompensationsspannung K2 werden von der Referenz 18 versorgt.

ORIGINAL INSPECTED

Leerseite

Claims

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CARL SCHENCK AG
24.10.19ΘΟ

Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen einer Auswuchtmaschine

Patentansprüche:

Verfahren zum Einstellen einer Auswuchtmaschine, auf die auf dieser Maschine zu untersuchenden Rotoren, dadurch gekennzeichnet, daß bei kraftmessenden Auswuchtmaschinen vor einer Verarbeitung der Aufnehmersignale, die neben den Unwuchtwerten ein Produkt enthalten, das unabhängig von der Unwucht ist, dessen einer Faktor der Abstand zwischen Rotorachse und Drehachse der Auswuchtmaschine (Exzentrizität) ist, und ein weiterer Faktor mindestens ein die Aufnehmersignale beeinflussender vorgegebener Parameter ist, mindestens der vorgegebene Parameter für die nachfolgende Verarbeitung wirkungslos gemacht wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fleßergebnis der Einfluß des wirkungslos gemachten Parameters berücksichtigt wird.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2 mit einer die Aufnehmersignale verarbeitenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnehmersignale einer Schaltung zugeführt werden, deren Verstärkungsfaktor umgekehrt proportional zumindestens einem vorgegebenen Parameter eingestellt ist, daß die so veränderten Aufnehmersignale einer Kompsnsationseinrichtung zugeführt werden, mit deren

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Hilfe der Einfluß der Exzentrizität in den Signalen eliminiert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Kompenaationseinrichtung eine den Einfluß des Verstärkungsfaktors berücksichtigende Anordnung vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verstärkungsfaktor in Stufen einstellbar ist.

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