DE1127599B - Schwingungsmessung, vornehmlich an Auswuchtmaschinen, mittels elektromechanischer Schwingungs-aufnahme - Google Patents

Description

• Schwingungsmessung, vornehmlich an Auswuchtmaschinen, mittels elektromechanischer Schwingungsaufnahme Auswuchtmaschinen mit Schwingungsaufnehmern zwischen Lagerständergehäuse und Schwingungsbrücke für die Schwingbrückenbewegungen zufolge Unwucht eines Prüfkörpers während seines Meßlaufs haben den Vorteil eines einfachen Aufbaus. Das Aufnehmergehäuse ist dabei am Lagerständergehäuse befestigt und die verhältnismäßig kleine Masse des Maßkörpers, z. B. einer Tauchspule, mit der Schwingbrücke -verbunden. Diese Art Aufnehmer ist aber nur bei genügend steifen und schwingungsfreien Lagerständergehäusen zulässig, damit der Bezugspunkt am Lagerständer als fest im Raume liegend betrachtet werden darf. Diese Voraussetzung ist jedoch dann nicht mehr gegeben, wenn von außen kommende Schwingungen, z. B. Bodenschwingungen, den Bezugspunkt in Bewegung halten. Deshalb ist man bereits seit längerer Zeit dazu übergegangen, die Lagerschwingbewegungen zufolge Unwucht gegenüber einem im Raume ruhenden, absoluten Bezugspunkt als Absolutschwingungen zu messen. Diesen absoluten Bezugspunkt hat man sich durch schwingungsisolierte Aufhängung des Schwingungsaufnehmergehäuses und genügend tiefe Abstimmung der Aulhängung geschaffen. Diese Absolutschwingungsmessung hat insbesondere bei niedrigen Drehzahlen den störenden Nachteil, daß das schwingendeSystem an jederLagerbrücke zumindest um - einen neuen Freiheitsgrad erweitert wird. Durch die Koppelung von Eigenfrequenzen kann dadurch eine an sich günstige Abstimmung der Lagerbrücken einerseits oder der Schwingungsaufnehmer andererseits wieder verdorben werden.
• Darüber hinaus wird das System anfällig gegenüber Störschwingungen, die entweder von den Schwingbrücken oder beispielsweise von - .Windkräften ausgehen und damit unrnittelbar oder mittelbar auf die Schwingungsaufnehmergehäuse wirken. Zu beachten ist ferner, daß neuerdihgs -für manche Rotoren-wesentlicht erhöhte Genauigkeitsanforderungen beim Auswuchten gestellt werden. Wenn ihnen Rechnung getragen werden soll, dann muß die Unwuchtmessung insbesondere unempfindlich gegen Bodenschwingungen gleicher Frequenz sein. Die sonst- yöllig ausreichende, bekannte Schwingungssiebung allein durch ein wattmetrisches Meßinstrument genügt hierfür nicht mehr. Es ist entweder nötig, die Maschine als Ganzes schwingungsisoliert aufzustellen oder bei Maschinen üblicher Bauart den feststehenden Teil der Schwingungsaufnehmer, wie erwähnt, gegen das Lagerständergehäuse zu isolieren, damit keine oder nur ein geringer Teil beispielsweise höchstens 15 v. H. der Schwingungen des Lagerständergehäuses auf das Schwingungsaufnehmergehäuse übertragen wird. Beide Maßnahmen können bei ungünstigen Verhältnissen, wenn die Prüfkörper selbst Störschwingungen verursachen, etwa durch lose Schaufeln oder erheblichen Windwiderstand zum Erfolg führen. Solche Störimpulse regen närnlich nicht nur die Lagerbrücken zu Eigenschwinggen an, sondern durch die Koppelung auch die Schwingungsaufnehmergehäuse und haben schließlich auch » Koppelschwingungen« zwischen beiden zur Folge.
• Durch die Erfindung wird dadurch Abhilfe ge schaffen; daß die absolute Schwingungsmessung aufgegliedert wird in eine relative Schwingungsaufnanme von einem Bezugspunkt aus, der nicht starr mit dem Prüfkörper oder seiner- Lagerung - verbunden- ist, und eine absolute Schwuingungsaufnahme für die Schwingungen am Bezugspunkt, wobei die von beiden Arten der Schwinguagsaufnahme erzeugten elektrischen Spannungen vor Weitergabe an ein -Meßgerät oder in einem Meßgerät, z. B. wattmetrischer Art; so überlagert werden, daß die resultierende-Spannung bzw. die Anzeige des Meßgerätes der Absolutschwingung am Prüfkörper oder Lagermeßpunkt entspricht. Die absolute Schwingungsaufnahme ist so vorzunehmen, daß damit die Schwingungen am quasistarren Bezugspunkt ~ für die relative Schwingungsaufnahme zu messen sind. Die von beiden Arten der Schwingungsaufnahme erzeugten elektrischen Spannungen werden an einem Meßgerät, z. B. wattmetrischer Art, zweckmäßigerweise unter Berücksichtigung der beiderseitigen Empfindlichkeiten und Wirkungsrichtungen derart überlagert, daß die resultierende Spannung die am Ort der relativen Schwingungsaufuahme auftretenden Störschwingungen nicht mehr enthält.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Anordnung in schematischem Seitenriß.
• 1 ist der eine Umlaufzapfen eines beiderseits in Lageringen2 der Auswuchtm as chine A aufgenommenen Prüfkörpers la. Die Lagerung besteht aus Tragrollen 21 in einem Halter 22 des auf der Auswuchtmaschinenbrücke 3 angeordneten Gestells 23. Die Brücke wird von Stützfedern 4 a und 4 so gehalten, daß sie lediglich horizontale Schwingungen senkrecht zur Drehzapfenachse 11 ausführen kann. Die Stützfedern sind im Lagerständergehäuse 5 befestigt. Das Gehäuse 5 ist durch Schrauben in Nuten des Auswuchtmaschinenbettes 6 befestigt, das seinerseits mit Schrauben in üblicher Weise mit dem Fundament 7 verschraubt ist.
• Der Aufnehmer 8 ist einRelativaufnehmer üblicher Bauart, dessen Gehäuse 84 mittels Schrauben 85 am Lagerständergehäuse 5 als obenerwähnter quasi starrer Bezugspunkt befestigt ist. Die Stange 81 der Tauchspule 82 nimmt die Schwingungen der Brücke 3 zufolge Unwucht des Prüfkörpers 1 auf. Zur zentrischen Führung der Tauchspulenstange 81 im Luftspalt des Magneten kann eine Membran 86 vorgesehen sein.
• Für die absolute Schwingungsaufnahme am Bezugspunkt ist ein dem Relativaufnehmer ähnlicher Aufnehmer 9 koaxial angeordnet. Das Gehäuse 94 des Aufnehmers 9 wird von den Schrauben 85 starr am Gehäuse 84 des Aufnehmers 8 gehalten. Die Gehäuse 84 und 94 unterliegen also den vom Lagerständergehäuse 5 ausgehenden Störschwingungen gleichermaßen, wobei jedoch nur die in der Meß, richtung am Abtastort liegende Komponente wirklich stört. Wegen der starren Verbindung der Gehäuse 84 und 94 herrscht am Ort der zweiten Tauchpule 92 die gleiche Störschwingung in der Meßrichtung wie am Ort der ersten Tauchspule 82.
• Erfindungsgemäß soll die Empfindlichkeit beider Auffiehmer richtig aufeinander abgestimmt sein. Dies kann in bekannter Weise durch Nebenschlußwiderstände oder Spannungsteilung geschehen. Aber auch hinsichtlich seiner Eigenschwingungszahl muß der Absolutaufnehmer günstig abgestimmt sein. Hierfür kann die Masse 95 dienen, die durch eine Membran 96 im Aufnehmergehäuse 94 geführt ist. Die Eigenschwingung der geführten Masse 95 muß genügend tief unter der niedrigsten Auswuchtdrehzabl bleiben.
• Die aus der Relativgeschwindigkeit zwischen Tauchspule 92 und Gehäuse 94 bzw. Gehäuse 84 sich ergebende Spannung U92 an den Enden der Wicklung auf der Tauchspule 92 ist stets proportional der Störschwingung am Ort der Tauchspule 82. Diese Tauchspule gibt eine Spannung U82 ab, die proportional der Differenz aus der Lagerbrückenschwingung und der Störschwingung am Ort der Tauchspule82 ist. überlagert man beide Spannungen U82 und U92 in einem (nicht gezeichneten) Meßgerät, z. B. wattmetrischer Art, im Verhältnis der umgekehrten Empfmdlichkeiten der Schwingungsaufnehmer, so erhält man eine resultierende Spannung, die frei von der Spannung ist, die durch die Störschwingung hervorgerufen wurde.
• Der die Störschwingung kompensierende Schwingungsaufnehmer 9 braucht nicht in axialer Verlängerung des relativen Schwingungsaufnehmers 8 angebracht zu sein. Es kann vielmehr eine beliebige Anordnung getroffen werden, sofern nur die Bedingung erfüllt ist, daß die Kombination der Aufnehmerspannungen einer Absolutschwingungsmessung von einem ruhenden Bezugspunkt aus gleichkommt.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Absolutschwingungsmessung, vornehmlich zum Zwecke des Auswuchtens, mittels elektromechanischer Schwingungsaufuahme am Prüfkörper oder seiner Lagerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Absolutschwingungsmessung aufgegliedert wird in eine relative Schwingungsaufnahme von einem Bezugspunkt aus, der nicht starr mit dem Prüfkörper oder seiner Lagerung verbunden ist, z. B. vom Lagerungsgehäuse (5) einer tiefabgestimmten Auswuchtmaschine aus, und eine absolute Schwingungsaufnahme für die Schwingungen am Bezugspunkt, wobei die von beiden Arten der Schwngungsaufnahme erzeugten elektrischen Spannungen vor Weitergabe an ein Meßgerät oder in einem Meßgerät, z. B. wattmetrischer Art, so überlagert werden, daß die resultierende Spannung bzw. die Anzeige des Meßgerätes der Absolutschwingung am Prüfkörper oder Lagermeßpunkt entspricht.
2. 2. Einrichtung zur Schwingungsmessung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei mit ge meinsamer Wirkungsrichttmg angeordnete Schwingungsaufnehmer (8,9) für relative und absolute Schwingungsaufnahme, die starr miteinander und einem Bezugsort, z. B. mit einemPrüikörperlagerständer (5) verbunden sind.
3. 3. Einrichtung zur Schwingungsmessung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Führungsmembranen (86, 96) für jeden durch Schwingungen bewegten Aufnehmerteil (82, 92).
4. 4. Einrichtung zur Schwingungsmessung für die absolute Schwingungsaufnahme nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Hilfsmasse (95), die zusammen mit der Membranftihrung (96) od. dgl. schwingungsmäßig so abgestimmt ist, daß die Eigenschwingung der Hilfsmasse genügend tief unter der niedrigsten Auswuchtdrehzahl des Prüfkörpers bleibt. ~~~~~~~ In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1070404.