DE950334C - Method and device for balancing circulating bodies - Google Patents

Description

Verfahren und Einrichtung zum Auswuchten von Umlaufkörpern Neben den Maschinen, in denen die Umlaufkörper in einem besonderen Rahmen nach dem Wechselpendelverfahren mit mechanisch gebundenen Pendelpunkten ausgewuchtet werden, sind auch Maschinen entwickelt worden, bei denen der Körper mit beiderseits freigegebenen Lagern in horizontaler Richtung schwingen kann, wobei aus den Ausschlägen an beiden Lagerstellen auf die Unwuchten geschlossen wird. Die Beziehungen zwischen den Unwuchten U, in der linken Ausgleichsebene, U2 in der rechten Ausgleichsebene und den Ausschlägen ## am linken und Vr am rechten Lager lauten folgendermaßen : #1 =αr2/#. ##-α#2/#.#r, zwei -L #i - ari J Hierin kennzeichnen αt1 und art die Schwingungsausschläge in den linken und rechten Lagerstellen des Umlaufkörpers, die dann entstehen, wenn man eine Einheitsunwucht beim Winkel oO in der linken Ausgleichsebene (EL) einsetzt. Dasselbe gilt für al2 und ar2 bei einer Einheitsunwucht in der rechten Ausgleichsebene ER ; 1 ist -die Determinante all ar2 ar1 Die Gleichungen sagen aus, daß man für jede der beiden Ausgleichsebenen die Unwucht nach Größe und Richtung erhält, wenn man einen bestimmten Bruchteil des linksseitigen Lagerausschlages und einen bestimmten Bruchteil des rechtsseitigen Lagerausschlages vektoriell zusammennimmt.Method and device for balancing recirculating bodies In addition to the Machines in which the recirculating units are in a special framework according to the alternating pendulum process machines that are balanced with mechanically bound pendulum points are also machines have been developed in which the body is in can swing in the horizontal direction, with the deflections at both bearing points is concluded on the imbalances. The relationships between the unbalances U, in the left compensation level, U2 in the right compensation level and the deflections ## on the left and Vr on the right bearing are as follows: # 1 = αr2 / #. ## - α # 2 /#.# r, two -L #i - ari J Here αt1 and art denote the oscillation amplitudes in the left and right bearings of the recirculating unit, which then arise if a unit unbalance is used at angle oO in the left compensation plane (EL). The same applies to al2 and ar2 in the case of a unit imbalance in the right compensation plane ER; 1 is -the determinant all ar2 ar1 The equations state that one for each of the two compensation planes receives the unbalance according to size and direction, if one a certain fraction of the left-hand bearing deflection and a certain one Fraction of the right-hand bearing deflection vectorially together.

Das Wuchten mit beiderseits freigegebenen Lagern ist, insbesondere bei höheren Drehzahlen und schwereren Körpern, dem Wuchten mit zwangsmäßig gebundenen Pendelpunkten überlegen. Der Wuchtvorgang läuft jedoch auf ein umständliches Probieren hinaus, solange die obengenannten Beziehungen bei der Auswertung nicht berücksichtigt werden. Die nachträgliche vektorielle Addition der Lagerausschläge ist ziemlich umständlich. Das Wuchten mit beiderseits freigegebenen Lagern hat daher nur in den Fällen praktische Bedeutung erlangt, in denen elektrische Schwingungsaufnahmegeräte zur Verfügung standen. In diesen Fällen läßt sich nämlich die vektorielle Addition auf elektrischem Wege leicht durchführen, so daß das Meßergebnis, d. h. Größe und Winkellage der Unwucht, in der Ausgleichsebene unmittelbar abgelesen werden kann. Balancing with both sides released bearings is, in particular at higher speeds and heavier bodies, balancing with forcibly bound Superior to pendulum points. The balancing process, however, is a laborious trial as long as the above-mentioned relationships are not taken into account in the evaluation will. The subsequent vectorial addition of the bearing deflections is quite good laborious. Balancing with bearings released on both sides therefore only takes place in the Cases of practical importance in which electrical vibration recording devices were available. In these cases the vector addition easily perform electrically so that the measurement result, d. H. Size and Angular position of the unbalance, can be read directly in the compensation plane.

Nach einem bekannten Verfahren werden einstellbare Bruchteile der von den Schwingungen an der einen Ahnahmestelle erzeugten Wechseispannung zu der von den Schwingungen an der anderen Abnahmestelle erzeugten Wechselspannung überlagert und dabei die eingestellten Bruchteile derartig bemessen, daß die resultierende Spannung bei einer Unwucht in einer der Ausgleichsebenen gleich Null wird. Bei dieser Einstellung ist der Ausschlag an einem die resultierende Spannung messenden Instrument proportional zur Unwucht in einer zweiten Ausgleichs ebene. Hierbei können in den Stromkreis der einen Schwingungsaufnahmespule ein fester und in den Stromkreis der anderen Schwingungsaufnahmespule ein regelbarer Widerstand und gegebenenfalls ein Phasenschieber eingeschaltet und die beiden Widerstände zur Bildung der resultierenden Spannung in Reihe geschaltet sein. According to a known method, adjustable fractions of the alternating voltage generated by the vibrations at the one receiving point to the superimposed alternating voltage generated by the vibrations at the other tapping point and the adjusted fractions are dimensioned in such a way that the resulting Voltage in the event of an imbalance in one of the compensation planes equals zero. At this Setting is the deflection on an instrument that measures the resulting voltage proportional to the imbalance in a second compensation level. Here, in the Circuit of a vibration pickup coil a solid and into the circuit of the Another vibration pick-up coil a controllable resistor and possibly a Phase shifter switched on and the two resistors to form the resulting Voltage must be connected in series.

Die Nachteile dieses Überlagerungsverfahrens liegen darin, daß zur Einstellung auf die Ausgleichsebenen die Ohmschen Widerstände im Stromkreis geändert werden müssen, wodurch Anderungen in der Empfindlichkeit und, was noch unerwünschter ist, Änderungen in der elektrischen Phasenverschiebung eintreten. Besonders nachteilig ist eine derartige Widerstandsschaltung, wenn zusätzliche Integrier- und Siebglieder im Stromkreis verwendet werden. Je nach der Einstellung der Widerstände wird der Gesamtwiderstand des Kreises weitgehend verändert und damit auch die Phasenanzeige erheblichen, nicht mehr zulässigen Schwankungen unterworfen. Bei der Verwendung von Tauchspulenaufnehmern in Verbindung mit Oszillographen sind aber Integrier- und Siebglieder nicht zu umgehen. Auch bei der Verwendung von Wattmetern als Anzeigegeräte ist die Einstellung eines Spannungsbruchteiles durch Widerstände unvorteilhaft und gibt zu erheblichen Empfindlichkeitseinbußen Anlaß. Derartige Empfindlichkeitseinbußen können die Anwendung des bekannten Verfahrens vollständig verbieten, sobald im Interesse erhöhter Betriebstüchtigkeit auf einen Verstärker verzichtet werden muß. Bei den neuzeitlichen elektrodynamischen Auswuchtmaschinen werden in dieser Absicht Wattmeter als Anzeigegeräte verwendet, denen die Spannungen der Schwingungsaufnehmer unmittelbar zugeführt werden. Wegen des geringen eigenen Widerstandes von nur wenigen Ohm eines solchen Anzeigeinstrumentes fällt jeder zusätzliche Widerstand erheblich ins Gewicht. The disadvantages of this overlay method are that for Setting on the compensation levels changed the ohmic resistances in the circuit need to be, causing changes in sensitivity and what is even more undesirable changes in the electrical phase shift occur. Particularly disadvantageous is such a resistance circuit, if additional integrating and filtering elements used in the circuit. Depending on the setting of the resistors, the Total resistance of the circuit largely changed and with it the phase display subject to considerable, no longer permissible fluctuations. When using of moving coil transducers in connection with oscilloscopes are integrat- and sieve members not to bypass. Even when using wattmeters as display devices the setting of a voltage fraction by resistors is disadvantageous and gives rise to considerable loss of sensitivity. Such loss of sensitivity can completely prohibit the use of the known procedure as soon as in the interest an amplifier must be dispensed with for increased operational efficiency. Both Modern electrodynamic balancing machines are using wattmeters for this purpose used as display devices to which the voltages of the vibration transducer directly are fed. Because of the low own resistance of only a few ohms one With such display instruments, any additional resistance is of considerable importance.

Die Verwendung einstellbarer Widerstände im Tauchspulensfromkreis hat aber noch einen weiteren Nachteil. Da die auftretenden Ströme in der Größenordnung von einigen Mikroampere liegen, können am Schleifkontakt des Regelwiderstandes sehr leicht Kontaktstörungen auftreten, die die Betriebssicherheit der Meßanlage herabsetzen und zu Fehlmessungen Anlaß geben. Gerade bei den zur Verfügung stehenden kleinen Spannungen der Tauchspule ist es sehr schwierig, einwandfrei arbeitende Schleifkontakte zu schaffen. The use of adjustable resistors in the moving coil form circuit but has another disadvantage. Since the currents occurring in the order of magnitude of a few microamperes can be very much due to the sliding contact of the rheostat Contact disturbances easily occur, which reduce the operational reliability of the measuring system and give rise to incorrect measurements. Especially with the small ones available With the tension of the plunger coil it is very difficult to have properly working sliding contacts to accomplish.

Ein Verfahren, bei dem die Stromkreise nicht durch Kontakte unterbrochen werden, bietet daher große Vorteile. Es wird durch die Erfindung verwirklicht. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zum Auswuchten von Umlaufkörpern in zwei Schwinglagern, mit dem die von zwei elektrischen Spannungsgebern erzeugten, die Schwingungsausschläge in zwei Ebenen, insbesondere an den Lagern, abbildenden Wechselspannungen in einem Meßkreis durch Anderung der von dem einen Spannung geber an den Meßkreis abgegebenen Wechselspannung kompensiert werden. Die vektorielle Addition entsprechend den eingangs angegebenen Gleichungen geschieht nun nicht dadurch, daß von den abgegebenen Spannungen Bruchteile mit Hilfe von Widerständen abgegriffen werden, sondern daß die die mechanischen Schwingungen in Wechselspannung überführenden elektrischen Geräte (die elektrischen Schwingungsaufnehmer) in ihrer Empfindlichkeit einstellbar sind. Das Kennzeichen der Erfindung besteht demnach darin, daß die Meßspannung durch Änderung der Empfindlichkeit des Spannungsgebers, d. h. durch Anderung der von ihm bei einer vorgegebenen, in ihn eingeleiteten Stellgröße erzeugten Spannung eingestellt wird. A process in which the circuits are not interrupted by contacts therefore offers great advantages. It is realized by the invention. she relates to a method for balancing recirculating bodies in two oscillating bearings, with which the oscillations generated by two electrical voltage transducers in two planes, especially on the bearings, mapping alternating voltages in one Measuring circuit by changing the output from the one voltage transmitter to the measuring circuit AC voltage can be compensated. The vectorial addition according to the initially given equations does not happen because of the voltages delivered Fractions are tapped with the help of resistors, but that the mechanical Vibrations in electrical devices that transfer alternating voltage (the electrical Vibration sensors) are adjustable in their sensitivity. The license plate of the invention is therefore that the measurement voltage by changing the sensitivity the voltage generator, d. H. by changing the one specified by him in The voltage generated by the manipulated variable initiated by it is adjusted.

Die Empfindlichkeit entspricht von vornherein jeweils den Koeffizienten der Gleichungen. Bei Verwendung von Tauchspulenelektromagneten als Spannungsgeber wird die Erregerstromstärke des einen Tauchspulenelektromagneten geändert. Dieses vereinfachte Verfahren setzt allerdings voraus, daß die Koeffizienten in den angeführten Gleichungen mit genügender Genauigkeit als reelle Zahlen angesehen werden können. Bei hinreichender Entfernung von der Resonanz und kleiner Dämpfung trifft dies praktisch immer zu.The sensitivity corresponds to the coefficients from the outset of the equations. When using moving coil electromagnets as voltage transmitters the excitation current of one moving coil electromagnet is changed. This Simplified procedure assumes, however, that the coefficients in the specified Equations regarded as real numbers with sufficient accuracy can be. With a sufficient distance from the resonance and small damping this is practically always the case.

Durch die Erfindung wird noch ein zweiter Weg zur Lösung derselben Aufgabe vorgeschlagen, der bei Einrichtungen zum Auswuchten von umlaufenden Körpern in zwei Schwinglagern und mit zwei die Schwingungsausschläge in zwei Ebenen, insbesondere an den Lagern abbildenden, in Reihe mit einem Meßinstrument und einem Phasenschieber geschalteten Spannungsgebern, deren einer eine einstellbare Spannung an den Meßkreis zu geben vermag, beschritten werden kann. Diese Lösung besteht darin, daß durch eine Einstellvorrichtung für das Verhältnis der Schwingungsamplitude am Umlaufkörper und der in den Spannungsgeber eingeleiteten Stellgröße z. B. eine einstellbare Hebelübersetzung zwischen dem Umlaufkörper und dem Spannungsgeber vorgesehen ist. The invention provides a second way of solving the same Task proposed in the case of devices for balancing rotating bodies in two oscillating bearings and with two the oscillation deflections in two planes, in particular imaging on the bearings, in series with a measuring instrument and a phase shifter switched voltage transducers, one of which sends an adjustable voltage to the measuring circuit able to give, can be entered. This solution is that through an adjustment device for the ratio of the vibration amplitude on the recirculating body and the manipulated variable introduced into the voltage transmitter z. B. an adjustable leverage is provided between the recirculating body and the voltage generator.

Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Meßanordnung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. An embodiment of such a measuring arrangement is in Drawing shown schematically.

Der Wuchtkörper I ist in den beiden Lagern 2 L und 2 R gelagert und wird oberhalb der Eigenschwingungszahl der Maschine, d. h. im überkritischen Lauf, angetrieben. Die Schwingungsausschläge der beiden Lager werden Schwingungsaufnehmern 3 L und 3 R zugeführt. Die Schwingungsaufnehmer bestehen in diesem Fall beispielsweise aus fremderregten elektrodynamischen Aufnahmegeräten. Das Anzeigeinstrument 4 liegt im Stromkreis in Reihe mit den Tauchspulen der beiden Aufnahmegeräte. Die Elektromagneten der Schwingungsaufnehmer werden mit Gleichstrom gespeist. The balancing body I is stored in the two bearings 2 L and 2 R and is above the natural frequency of the machine, i.e. H. in supercritical run, driven. The vibration deflections of the two bearings become vibration sensors 3 L and 3 R supplied. The vibration sensors exist in this case, for example from externally excited electrodynamic recording devices. The display instrument 4 lies in the circuit in series with the moving coils of the two recording devices. The electromagnets the vibration sensors are fed with direct current.

Mit dem Umschalter 5 können die Elektromagneten wechselweise an vorbereitete Spannungsregulierungssysteme ,6L oder 6R gelegt werden, je nachdem ob die Unwucht in der linken oder in der rechten Ausgleichsebene gemessen werden soll. Der erforderliche Gleichstrom wird von der Batterie 7 geliefert. Das Arbeiten an den mit derartigen Meßanordnungen versehenen Maschinen geht in der Weise vor sich, daß die Erregerstromstärken gemäß den Koeffizienten der oben angeführten Gleichungen mit Hilfe der Spannungsteilersysteme eingestellt werden. Das bedeutet allerdings nicht, daß jeweils die Gleichungen ausgewertet werden und die Einstellung dementsprechend vorzunehmen ist, was in Sonderfällen geschehen kann. Diese Einstellung läßt sich ähnlich wie bei den eingangs geschilderten bekannten Einrichtungen versuchsmäßig ermitteln. Bei Verwendung eines mit einer künstlichen Unwucht in nur einer Ebene behafteten Körpers wird die Erregerstromstärke so lange verstellt, bis das Meßgerät auf Null zeigt; bei dieser Einstellung ist dann der Anschlag des Gerätes bei gleichartigen Körpern der Unwucht in einer zweiten Ausgleichsebene proportional.With the changeover switch 5, the electromagnets can alternately be switched to prepared Voltage regulation systems, 6L or 6R can be placed, depending on whether the imbalance should be measured in the left or right compensation plane. The required DC power is supplied from the battery 7. Working on those with such Machines provided with measuring arrangements works in such a way that the excitation currents according to the coefficients of the equations given above with the help of the voltage divider systems can be set. However, this does not mean that the equations are evaluated in each case and the setting is to be made accordingly, what in special cases can happen. This setting can be made in a similar way to the ones described above determine known facilities experimentally. When using one with a artificial imbalance in only one plane afflicted body becomes the excitation current strength adjusted until the measuring device points to zero; at this setting is then the stop of the device with similar bodies of the unbalance in a second Compensation level proportional.

Das Verhältnis der abgegebenen Spannung des Schwingungsaufnehmers zum mechanischen Schwingungsausschlag an den Lagerstellen läßt sich auch mechanisch einstellen, und zwar beispielsweise durch Einschaltung eines Zwischen hebels mit veränderlicher Übersetzung zwischen schwingendem Lager und elektrischem Schwingungsaufnehmer. Beispielsweise kann durch Verschiebung des Schwingungsaufnehmers längs diesem Zwischenhebel der Anteil des von der Lagerstelle her wirkenden mechanischen Schwingungsausschlages auf den Schwingungsaufnehmer und damit die Empfindlichkeit ebenso wie bei dem erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel beliebig eingestellt werden. The ratio of the voltage output by the vibration sensor mechanical oscillation at the bearing points can also be achieved mechanically set, for example by engaging an intermediate lever with variable translation between vibrating bearing and electrical vibration sensor. For example, by moving the vibration sensor along this intermediate lever the proportion of the mechanical oscillation deflection acting from the bearing point on the vibration sensor and thus the sensitivity as well as with the first described Embodiment can be set arbitrarily.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Auswuchten von Umlaufkörpern in zwei Schwinglagern, mit dem die von zwei elektrischen Spannungsgebern erzeugten, die Schwingungsausschläge in zwei Ebenen, insbesondere an den Lagern abbildenden Wechselspannungen in einem Meßkreis durch Änderung der von dem einen Spannungsgeber an den Meßkreis abgegebenen Wechselspannung kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspannung durch Änderung der Empfindlichkeit des Spannungsgebers, d. h. durch Anderung der von ihm bei einer vorgegebenen, in ihn eingeleiteten Stellgröße erzeugten Spannung, eingestellt wird. PATENT CLAIMS: I. Method for balancing recirculating bodies in two oscillating bearings with which the generated by two electrical voltage generators, depicting the oscillation deflections in two planes, especially on the bearings AC voltages in a measuring circuit by changing the voltage from one voltage transmitter AC voltage delivered to the measuring circuit are compensated, characterized in that that the measuring voltage by changing the sensitivity of the voltage transmitter, d. H. by changing the manipulated variable introduced by him for a given parameter generated voltage. 2. Verfahren nach Anspruch I in Anwendung auf eine Auswuchteinrichtung mit Tauchspulenelektromagneten als Spannungsgebern, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungsstromstärke des einen Tauchspulenelektromagneten geändert wird. 2. The method according to claim I applied to a balancing device with moving coil electromagnets as voltage generators, characterized in that the excitation current of one moving coil electromagnet is changed. 3. Einrichtung zum Auswuchten von umlaufenden Körpern in zwei Schwinglagern und mit zwei die Schwingungsausschläge in zwei Ebenen, insbesondere an den Lagern abbildenden, in Reihe mit einem Meßinstrument und einem Phasenschieber geschalteten Spannungsgebern, deren einer eine einstellbare Spannung an den Meßkreis zu geben vermag, gekennzeichnet durch eine Einstellvorrichtung für das Verhältnis der Schwingungsamplitude am Umlaufkörper und der in den Spannungsgeber eingeleiteten Stellgröße, z. B. eine einstellbare Hebelübersetzung zwischen dem Umlaufkörper und dem Spannungsgeber. 3. Device for balancing rotating bodies in two oscillating bearings and with two the oscillation amplitudes in two planes, especially at the bearings imaging, connected in series with a measuring instrument and a phase shifter Voltage sensors, one of which is to give an adjustable voltage to the measuring circuit capable, characterized by an adjustment device for the ratio of the oscillation amplitude on the recirculating unit and the manipulated variable introduced into the voltage generator, e.g. Legs adjustable leverage between the recirculating body and the voltage transmitter. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 I65 024, 2 289 074; B 1 a e s s, »Uber den Massenausgleich rasch umlaufender Körper«, ZAMM, Bd. 6, I926, S. 429 bis 448. References contemplated: U.S. Patents No. 2 I65 024, 2,289,074; B 1 a e s s, "On the mass balance of rapidly rotating bodies", ZAMM, Vol. 6, 1926, pp. 429 to 448.