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. Vibration measurement, primarily on balancing machines, using electromechanical
Vibration absorption Balancing machines with vibration sensors between the bearing pedestal housing
and oscillation bridge for the oscillating bridge movements due to an imbalance in a test body
during its measurement run have the advantage of a simple structure. The transducer housing
is attached to the bearing stand housing and the relatively small mass
of the measuring body, e.g. B. a moving coil connected to the oscillating bridge. These
The type of transducer is only available if the bearing pedestal housing is sufficiently rigid and free of vibration
permissible so that the reference point on the storage stand is considered to be fixed in space
may be. However, this requirement is no longer given if from the outside
coming vibrations, e.g. B. Floor vibrations, keep the reference point in motion.
That is why one has gone over to the bearing oscillating movements for a long time
due to imbalance in relation to an absolute reference point resting in space as absolute vibrations
to eat. You have this absolute reference point through vibration-isolated
Suspension of the vibration sensor housing and sufficiently deep adjustment of the suspension
created. This absolute vibration measurement has especially at low speeds
the annoying disadvantage that the oscillating system at each bearing bridge at least
by - a new degree of freedom is expanded. By coupling natural frequencies
can thereby a favorable coordination of the bearing bridges on the one hand or the
On the other hand, vibration transducers are spoiled again.
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.In addition, the system becomes susceptible to interfering vibrations,
either from the oscillating bridges or, for example, from - .wind forces
and thus act directly or indirectly on the vibration sensor housing.
It should also be noted that recently - for some rotors - significantly increased accuracy requirements
during balancing. If they are to be taken into account, then
the unbalance measurement must be particularly insensitive to floor vibrations
Be frequency. The otherwise completely sufficient, known vibration sieving alone
a wattmetric measuring instrument is no longer sufficient for this. It is either
It is necessary to set up the machine as a whole with vibration isolation or for machines
conventional design the fixed part of the vibration sensor, as mentioned, against
to insulate the bearing stand housing so that no or only a small part, for example
at most 15% H. the vibrations of the bearing stand housing on the vibration sensor housing
is transmitted. Both
Measures can be taken in the event of unfavorable conditions if the test specimen
cause disturbing vibrations themselves, for example through loose blades or considerable ones
Leading wind resistance to success. Such glitches do not only stimulate them
Bearing bridges to natural vibrations, but also the vibration sensor housing through the coupling
and ultimately also result in "coupling vibrations" between the two.
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. The invention thereby remedy ge create; that the absolute
Vibration measurement is broken down into a relative vibration recording of one
Reference point that is not rigidly connected to the test specimen or its - bearing -
and an absolute vibration recording for the vibrations at the reference point,
where the electrical voltages generated by both types of vibration pickup
before passing on to a measuring device or in a measuring device, e.g. B. wattmetric type;
are superimposed so that the resulting voltage or the display of the measuring device
corresponds to the absolute vibration at the test body or bearing measuring point. The absolute
Vibration absorption is to be carried out in such a way that the vibrations are quasi-rigid
Reference point ~ for the relative vibration absorption are to be measured. Both of them
Types of vibration absorption generated electrical voltages are at a
Measuring device, e.g. B. wattmetrischer type, expediently taking into account the
mutual sensitivities and directions of action superimposed in such a way that the
resulting stress the
at the location of the relative vibration absorption
no longer contains occurring interfering vibrations.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Anordnung
in schematischem Seitenriß. The drawing shows an embodiment of the proposed arrangement
in schematic side elevation.
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. 1 is one of the rotating journals on both sides in the bearing rings2 of the
Balancing machine A recorded test specimen la. The storage consists of support rollers
21 in a holder 22 of the frame arranged on the balancing machine bridge 3
23. The bridge is held by support springs 4 a and 4 so that it is only horizontal
Can perform vibrations perpendicular to the pivot axis 11. The support springs are
fastened in the bearing stand housing 5. The housing 5 is screwed into the grooves of the
Balancing machine bed 6 attached, which in turn with screws in the usual way
is screwed to the foundation 7.
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. The transducer 8 is a relative transducer of conventional design, its housing
84 by means of screws 85 on the bearing stand housing 5 as the above-mentioned quasi more rigid
Reference point is attached. The rod 81 of the moving coil 82 absorbs the vibrations
the bridge 3 due to imbalance of the test body 1. For centric guidance of the
A membrane 86 can be provided in the air gap of the magnet.
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. A relative transducer is used for the absolute absorption of vibrations at the reference point
similar transducer 9 arranged coaxially. The housing 94 of the transducer 9 is of
the screws 85 are held rigidly on the housing 84 of the transducer 8. The housings 84 and
94 are therefore equally subject to the disturbing vibrations emanating from the bearing stand housing 5,
however, only the component actually located in the measuring direction at the scanning location
disturbs. Because of the rigid connection of the housings 84 and 94, the second prevails at the location
Immersion coil 92 has the same parasitic oscillation in the measuring direction as at the location of the first
Moving coil 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. According to the invention, the sensitivity of both detectors should be correct
be coordinated. This can be done in a known manner by using shunt resistors
or voltage sharing happen. But also with regard to its natural frequency
the absolute transducer must be suitably matched. The mass 95 can be used for this,
which is guided through a membrane 96 in the transducer housing 94. The natural vibration
the guided mass 95 must be sufficiently deep below the lowest balancing speed
stay.
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.The result of the relative speed between moving coil 92 and housing
94 or housing 84 resulting voltage U92 at the ends of the winding on the
Moving coil 92 is always proportional to the disturbance oscillation at the location of moving coil 82.
This plunger coil emits a voltage U82 that is proportional to the difference between the
Bearing bridge vibration and the disturbing vibration at the location of the moving coil82. superimposed
both voltages U82 and U92 in
a (not shown) measuring device, e.g. B. wattmetric
Kind, in the ratio of the inverse sensitivities of the vibration sensor, so
one obtains a resulting stress that is free from the stress caused by
the parasitic oscillation was caused.
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. The vibration sensor 9 which compensates for the parasitic vibration needs
not attached to the axial extension of the relative vibration sensor 8
be. Rather, any arrangement can be made, provided that only the
The condition is fulfilled that the combination of the transducer voltages of an absolute vibration measurement
equates from a stationary reference point.