DE857693C - Verfahren und Vorrichtung zur ueberkritischen Wuchtung rotierender, beiderseits federnd gelagerter Koerper - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur ueberkritischen Wuchtung rotierender, beiderseits federnd gelagerter Koerper

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DE857693C
DE857693C DESCH276A DESC000276A DE857693C DE 857693 C DE857693 C DE 857693C DE SCH276 A DESCH276 A DE SCH276A DE SC000276 A DESC000276 A DE SC000276A DE 857693 C DE857693 C DE 857693C
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Germany
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balancing
supercritical
bearings
bearing
compensation
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DESCH276A
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DE1625891U (de
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Klaus Dr-Ing Federn
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Carl Schenck AG
Original Assignee
Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/02Details of balancing machines or devices
    • G01M1/04Adaptation of bearing support assemblies for receiving the body to be tested

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur überkritischen Wuchtung rotierender, beiderseits federnd gelagerter Körper Gegenstand der Erfindung bilden ein Auswuchtverfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, die insbesondere das bei der Wuchtung schwerer Körper und bei der hochtourigen Wuchtung nicht mehr anwendbare Kompensationsverfahren ersetzen, bei Wuchtmaschinen mit elektrischer Anzeige und beiderseits federnd gelagerter Prüfkörper sowie Wuchtung im überkritischen Lauf die Einstellung des elektrischen Rahmens erleichtern sollen.
  • Bekanntlich besteht der elektrische Rahmen aus einer Potentiometerschaltung, die beim georteten Wuchten mit Bezug auf die Stoßmittelpunkte eine gute Trennung der Messung in voneinander unabhängigen Anzeigen für die einzelnen Ausgleichsebenen ergibt.
  • Nach der Erfindung wird der Einfluß der Masse und des Trägheitsmomentes des auszuwuchtenden Körpers dadurch erfaßt, daß bei stillgesetztem Körper auf beide Lagerstellen oder auf beide Ausgleichsebenen je eine zusätzliche Unbalance von bekannter Größe oder eine andere periodisch wirkende Kraft ausgeübt wird und hierbei der Schwingungsausschlag des Körpers unter der Wirkung dieser Kräfte gemessen und durch Vergleich dieser Ausschlagswerte mit den Ausschlagswerten des rotierenden Körpers die beiderseitigen Unwuchten nach Größe und Phasenlage in an sich bekannter Weise bestimmt werden.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung besteht demgemäß in der Anordnung von sogenannten Abstimmschwingern (Unwuchten) oder anderen periodisch wirkenden Kräften, wie elektromagnetischen Kräften, in einer von Wechselstrom durchflossenen Spule an den Lagern des in bekannter Weise schwingend gelagerten Körpers. Es genügt, wenn die Unbalance der Abstimmschwinger etwa l/lo des Meßbereichs für den größten von der Wuchtmaschine aufzunehmenden Körper beträgt bei einem Gewichtsbereich von 1: 25. Gegenüber den bekannten Kompensationsschwingern werden also die Abstimmschwinger gemäß der Erfindung zehnmal leichter; außerdem braucht die Größe ihrer Wirkung nicht durch Verschwenken oder Verschieben geändert zu werden. Für eine Maschine, die Körper von 500 kg bis 10 t umfaßt, kommt etwa ein Schwinger von r kg am Radius 10 cm (I0 000 cm/g) in Frage. Die Lagerkräfte eines solchen Schwingers entsprechen selbst bei 5000 UpM noch den im Motorenbau üblichen Kurbelwellenlagerkräften. Bei der hochtourigen Wuchtung, bis zu 20 000 UpM, brauchen die Abstimmschwinger gemäß der Erfindung nicht mit der Wuchtdrehzahl zu laufen; ihre Drehzahl muß lediglich genügend hoch über der Resonanzdrehzahl des Schwingsystems liegen.
  • Die Gehäuse der Schwinger können fest auf den Lagerbrücken angebracht sein. Der Antrieb erfolgt über Gummikardangelenke oder biegsame Wellen. Um die beiden Schwinger um 180° gegeneinander in der Phase verstellen zu können, werden sie zweckmäßig über ein um 90° schwenkbares Differential auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet.
  • An Hand der Zeichnung sei die Theorie des Verfahrens und die Vorrichtung der Erfindung näher erläutert.
  • In den Abb. I und 2 sind zwei Ausführungsformen schematisch dargestellt.
  • Mit A und B sind die in wesentlich einer Richtung federnden Lagerbrücken bezeichnet, in denen der Auswuchtkörper mit seinem Schwerpunkt S und den Ausgleichsebenen Ea und Eb gelagert ist. Im überkritischen Wuchtlauf treten an den Lagern die Ausschlagamplituden X und Y auf.
  • Zwischen diesen Werten X und Y und den auf die Ausgleichsebenen Ea und Eb bezogenen Unwuchten Ua und Ub des Körpers bestehen die Beziehungen (vgl. Den Hartog, Mechanische Schwingungen, Berlin I936, S. 229 ff.): Ua = X#c11 + Y#c12 Ub = X#c21 + Y#c22 (1) Hierbei bedeuten die Koeffizienten c11...c22: c11 = c/1([I+a]#Yv-b#Yu) c12 = c/1([1 +ai.X-b.X c12 = c/1([1+b)#Yu-a.Yv) (2) c22 = c/1([1+b]#Xu-a.Xu) c = zu Xu#Yv-Xv#Yu Abstand Lager A - Ausgleichsebene Ea Abstand der Ausgleichsebenen Ev - Eb b = @ Lager B - Ausgleichsebene Eb Abstand der Ausgleichsebenen Ev - Eb l' = Abstand der Ausgleichsebenen. a und b können an einem im Maschinenbett schräg liegenden Lineal abgelesen werden. Die Einflußgrößen Xu, Xv, Yu, Yv werden nach der Erfindung durch den Einfluß einer in der Lagerebene wirkenden Schwingerkraft U = I bzw. V 1 auf die Ausschläge in den Lagern sA und B dargestellt (Abb. I), und zwar ist Xu der Ausschlag am Lager A infolge der Schwingerkraft U = 1, in der Lagerebene A wirkend; xv der Ausschlag am Lager A infolge der Schwinger kraft V = I, in der Lagerebene B wirkend; Yu der Ausschlag am Lager B infolge der Schwingerkraft U = 1, in der Lagerebene A wirkend; Yv der Ausschlag am Lager B infolge der Schwingerkraft V = I, in der Lagerebene B wirkend.
  • Die Einflußgrößen Xu .Yv erfassen die Eigenmasse und das Trägheitsmoment des zu wuchtenden Körpers. Sie werden erfindungsgemäß dadurch gemessen, daß vor dem Wuchtlauf bei ruhendem Körper zusätzliche schwinger U und V in den Lagern A ud B etwa in gleicher Phase oder nötigenfalls mit 180° Phasenverschiebung bei Wuchtdrehzahl angetrieben werden und jeweils die Lagerausschläge beobachtet werden.
  • Werden auf einer Maschine Körper verschiedener Abmessungen gewuchtet (Universalmaschine) und ist die Benutzungsdauer dieser Maschine verhältnismäßig stark, so ist die für jeden Körper neu zu erfolgende Berechnung der Koeffizienten cll... c22 und die entsprechende Einstellung der Regelverstärker zu zeitraubend und lästig. Es ist wirtschaftlich günstiger, durch entsprechende konstruktive Maßnahmen die Zwischenrechnung zu umgehen. Eine Möglichkeit hierzu bietet die Anwendung des Erfindungsgedankens in der Ausführungsforrn gemäß Abb. 2.
  • Die beiden Lager werden an einer Traverse (Pendelstange) angelenkt, die parallel zur Wuchtkörperachse schwingt. Die beiden Abstimmschwinger U und V werden nicht an den Lagern selbst angebracht, sondern verschiebbar auf einer Traverse (Abb. 2), so daß sie jeweils in die Ausgleichsebenen Ea und Eb geschoben werden können. Die Anlenkung der Traverse kann zweckmäßig über eine Ühersetzung geschehen, so daß entsprechend kleinere verschiebbare Abstimmschwinger notwendig werden.
  • Die vektorielle Addition der in den Gleichungen (I) vorkommenden Anteile von X und Y kann auf mechanischem Wege dadurch ausgeführt werden, daß die beiden Lagerausschläge auf eine parallel zur Körperachse liegende Pendelstange oder auch auf eine am Meßtisch angeordnete Pendelstange übertragen werden. Längs dieser Pendelstange sind zwei Schwingungsmesser beliebiger Bauart, mechanisch oder elektrisch, verschiebbar angeordnet, die den an ihrem Ort herrschenden Schwingungsausschlag der Pendelstange messen. Wird der Schwingungsmesser A' an eine Stelle zwischen den Lagern geschoben, die dem Koeffizientenverhältnis cl2/cll entspricht, der Schwingungsmesser B' an eine Stelle, die dem Koeffizientenverhältnis c22/c2l entspricht, so mißt der Schwingungsanzeiger A' nur die Größe und Phase der Unwucht Uv, während der Schwingungsmesser B' nur die Unwucht Ub mißt. Die Unwucht Ua hat keine@Einfluß auf den Schwingeungsmesser B' und die Unwucht Ub keinen Einfluß auf die Schwingungsanzeige bei A'.
  • Haben die Schwingungsmesser eine veränderliche Übersetzung oder einen regelbaren Verstärker, bei elektrischer Messung, so können die beiden Schwingungsmesser, wenn ihre richtige Lage ermittelt ist, so eingestellt werden, daß sie die Unwuchten Uv bzw.
  • Ub unmittelbar im richtigen Maßstab abzulesen gestatten.
  • Die notwcndige Berechnung der richtigen Lage der Meßgeräte wird vermieden, wenn die Abstimmschwinger statt in den Lagern selbst an einer parallel zur Körperachse schwingenden Traverse angebracht werden, und zwar so, daß sie genau in den Ausgleichsebenen wirken (Abb. 2). Werden die Meßgeräte jetzt in die zu den beiden Ausgleichsebenen des Körpers gehörenden dynamischen Stoßmittelpunkte Sta a und Sti geschoben, so verschwinden ihre Ausschläge, sobald zur anderen Seite gehörende Abstimmunwucht eingeschaltet wird.
  • Bei dem Abstimmlauf kann gleichzeitig die Übersetzung der Meßgeräte so eingeregelt werden, daß sie direkt die reduzierten Unwuchten nach Größe und Phase richtig anzeigen.
  • Bei extrem unsynimetrisclien Körpern oder Körpern mit sehr großem Trägheitsmoment kann es vorkommen, daß vun den Koeffizienten c12 und C2i einer oder alle beide negativ werden. Bei der Einstellung der Meßgeräte nach dem oben beschriebenen Verfahren, Nullmethode, wird dies ohne weiteres berücksichtigt: Die richtige Lage des Meßgerätes ist dann nicht zwischen den Lagern, sondern außerhalb.
  • Der Wuchtvorgang bei einer solchen Wuchtmaschine ist dann folgender: a) Einlegen des Körpers in die Maschine, Ankuppeln des Phasenindikators, Einstellen der Abstimmschwinger in die Ausgleichsebenen; b) Abstimuilauf: Körper steht still, nur Abstimmschwinger laufen: I. Schwinger U läuft: Meßgerät B' längs der Pendelstange so lange verschieben, bis sein Ausschlag verschwindet: : Meßgerät B' steht im Stoßmittelpunkt zur Ebene Ea, 2. Schwinger V läuft: Meßgerät A' längs der Pendelstange so lange verschieben, bis sein Ausschlag verschwindet : MeßgerätA' steht im Stoßmittelpunkt zur Ebene Eb, Regeln der Übersetzung am Meßgerät B', so daß sein Ausschlag Y gleich V = I wird, 3. Schwinger U läuft: Regeln der Übersetzung am Meßgerät A', so daß sein Ausschlag X gleich U 1 I wird; c) Buchtlauf :. Ablesen der Ausschläge Uv und Ub nach Phase und Größe bei laufendem Körper und stillgesetzten Abstimmschwingern.
  • Statt der vorstehend gezeigten erfindungsgemäßen mechanischen Einstellung des Körpers mit körperlicher Verschicbung von Schwing-ungsaufnehmern und Abstimmschwingern kann diese wEinstellung auch elektrisch durchgeführt werden unter Anwendung der eingangs erwähnten elektrischen Schaltungen mit Tauchspulen als Schwingungsaufnehmer an den schwingenden Lagerbrücken, Überlagerung der von den Tauchspulen erzeugten Weehselspannungen in einem an sich bekannten Verhältnis (Ausschaltung jeweils der Unwuchtwirkung einer Ausgleichsebene) und Zuführung dieser resultierenden Spannung an die Drehspule eines hochempfindlichen Wattmeters.
  • Es können alsdann erfindungsgemäß auch die Abstimmschwinger durch elektrodynamische sogenannte Treibspulen zur Erzeugung wechselnder Kräfte ersetzt werden, die im umgekehrten Sinn wie die Tauchspulen zur Umwandlung der mechanischen Lagerschwingungen in elektrische Spannungen arbeiten und durch einen den erforderlichen Abstimmkräften entsprechenden Wechselstrom betrieben werden. Durch eine diesen Abstimmspulen (elektromagnetische Vorrichtung) vorgeschaltete elektrische Regeleinrichtung können die Lagerstellen in solchem Verhältnis elektrodynamisch erregt werden, daß der Körper trotz seines Stillstehens sich schwingungstechnisch so verhält als ob er überkritisch rotierte und hierbei nur eine Unwucht in einer der beiden Ebenen wirke.
  • Es wird also die bekannte Einstellung des elektrischen Rahmens durch entsprechende Potentiometerschaltung gemäß der Erfindung durch einfachere Mittel ersetzt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur überkritischen Wuchtung rotierender, beiderseits frei federnd gelagerter Körper, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfluß der Masse und des Massenträgheitsmomentes des auszuwuchtenden Körpers dadurch erfaßt wird, daß auf beide Lagerstellen oder vorteilhaft auf die Ausgleichsebenen je eine zusätzliche Unbalance von bekannter Größe oder eine andere periodisch wirkende Kraft ausgeübt wird und hierbei der Ausschlag des stillgesetzten Körpers unter der Wirkung dieser zusätzlichen Kräfte gemessen und durch Vergleich dieser Ausschlagswerte mit den Ausschlagswerten des rotierenden Körpers die beiderseitigen Unwuchten nach Größe und Phasenlage in an sich bekannter Weise bestimmt werden.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch Schwinger oder elektromagnetische Kräfte, die regelbar auf den in an sich bekannter Weise schwingend gelagerten Körper während seiner Ruhelage auf die Lager desselben, vorteilhaft auf seine Ausgleichsebenen, einwirken.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinger bzw. elektromagnetischen Einrichtungen auf einer Traverse verschiebbar angeordnet sind, die an die beiden Lager des auszuwuchtenden Körpers gelenkig angeschlossen ist.
DESCH276A 1949-10-30 1949-10-30 Verfahren und Vorrichtung zur ueberkritischen Wuchtung rotierender, beiderseits federnd gelagerter Koerper Expired DE857693C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19750601A1 (de) * 1997-11-14 1999-05-20 Krauss Maffei Ag Auswuchtvorrichtung und Auswuchtverfahren

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19750601A1 (de) * 1997-11-14 1999-05-20 Krauss Maffei Ag Auswuchtvorrichtung und Auswuchtverfahren

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