DE1248335B

DE1248335B - Procedure for balancing rotors

Info

Publication number: DE1248335B
Application number: DE1960L0046867
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Mertens
Original assignee: Losenhausen Maschinenbau AG
Current assignee: Losenhausen Maschinenbau AG
Priority date: 1960-04-05
Filing date: 1960-04-05
Publication date: 1967-08-24

Description

Verfahren zum Auswuchten von Rotoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten von Rotoren im Auslauf, bei welchem der Antriebsmotor nach dem Hochlaufen vom Wuchtkörper abgekuppelt und nach der Unwuchtmessung ein zweites Mal hochgefahren wird, um bei gleicher Drehzahl von Motor- und Wuchtkörper erneut mit dem Wuchtkörper gekuppelt zu werden, damit der Wuchtkörper durch den Motor abgebremst werden kann.Method for balancing rotors The invention relates to a method for balancing rotors in the run-out, in which the drive motor after starting up decoupled from the balancing body and started up a second time after the unbalance measurement is to with the same speed of the motor and balancing body again with the balancing body to be coupled so that the balancing body can be braked by the motor.

Es kann sich dabei um eine Auswuchtmaschine handeln, bei der die Unwucht mit Hilfe der Resonanzschwingungen bestimmt wird. Dabei wird ein schwingend gelagerter Wuchtkörper bis über seine sich aus der Wuchtkörpermasse und der Federkonstanten der Lagerung ergebende Resonanzdrehzahl angetrieben und läuft dann aus. Wenn der Wuchtkörper in die Resonanzdrehzahl kommt, führt er sehr weite Schwingungen aus. Deren Phasenlage läuft bekanntlich der Erregerkraft, also der durch die Unwucht hervorgerufenen Fliehkraft um genau 90° nach. Wenn man nun ein Stück Kreide od. dgl. in die Nähe des Wuchtkörpers hält, so stößt dieser in der Resonanz jedesmal daran, wenn er seine größte Auslenkung aus der Mittellage hat. Dadurch wird auf dem Wuchtkörper ein mehr oder weniger langer Strich markiert, der 900 gegenüber der Unwucht versetzt ist. Üblicherweise wird der Wuchtkörper dann noch einmal mit entgegengesetztem Drehsinn angetrieben und in der Resonanz wiederum wie vorher die Stelle der größten Auslenkung ermittelt und markiert. Die Unwucht liegt dann in der Mitte zwischen diesen beiden Stellen. It can be a balancing machine in which the Imbalance is determined with the help of the resonance vibrations. One is swinging stored balancing body up to its own from the balancing body mass and the spring constant the bearing resulting resonance speed driven and then runs out. If the When the balancing body reaches the resonance speed, it carries out very wide vibrations. As is well known, the phase position of these runs through the excitation force, i.e. that caused by the imbalance caused centrifugal force by exactly 90 °. If you now a piece of chalk or. Like. Holds in the vicinity of the balancing body, it hits in the resonance every time when it has its greatest deflection from the central position. This will result in a more or less long line marks the balancing body, the 900 opposite the imbalance is offset. Usually, the balancing body is then used again driven in the opposite direction of rotation and in the resonance again as before The point of greatest deflection is determined and marked. The imbalance is then in the middle between these two places.

Es kann sich auch um eine Auswuchtmaschine handeln, bei welcher durch rückwirkungsfreie, z. B. photoelektrische Abtastung des Wuchtkörpers, eine Hilfswechselspannung vorgegebener Phasenlage erzeugt wird, die eine Anzeige der Unwucht nach Größe und Lage gestattet. Dabei kann die Schaltung in an sich bekannter Weise so aufgebaut sein, daß die Unwuchtanzeige von der Frequenz unabhängig wird. Das läßt sich erreichen durch Verwendung eines Verstärkers, der einen mit dem Quadrat der Drehzahl abfallenden Frequenzgang besitzt, und geeigneter phasenverschiebender Glieder (z. B. Kreuzglieder) im Hilfsspannungszweig, welche die frequenzabhängige Phasenverschiebung im Meßspannungszweig kompensieren. Es kann aber auch die Drehzahl des auslaufenden Wuchtkörpers gemessen werden und der Drehzahlmesser eine Arretiervorrichtung für die Unwuchtanzeigeeinrichtung steuern. It can also be a balancing machine with which non-reactive, z. B. photoelectric scanning of the balancing body, an auxiliary AC voltage predetermined phase position is generated, which is an indication of the unbalance according to size and Location permitted. The circuit can be constructed in this way in a manner known per se be that the unbalance display is independent of the frequency. That can be achieved by using an amplifier that has one that decreases with the square of the speed Has frequency response, and suitable phase-shifting elements (e.g. cross elements) in the auxiliary voltage branch, which shows the frequency-dependent phase shift in the measuring voltage branch compensate. But it can also measure the speed of the outgoing balancing body and the tachometer has a locking device for the unbalance indicator steer.

Bei allen solchen im Auslauf messenden Auswuchtmaschinen ergibt sich die Schwierigkeit, daß der Wuchtkörper, besonders wenn es sich um schwere Wuchtkörper handelt, sehr langsam ausläuft und lange braucht, bis er zur Ruhe kommt. In der Regel ist man ja bestrebt, mit möglichst hohen Drehzahlen auszuwuchten. Dadurch wird die Dauer des Auswuchtvorganges in unerwünschter Weise verlängert. Ein Bremsen des freilaufenden Wuchtkörpers ist mit unerwünschtem Aufwand verbunden und birgt in manchen Fällen die Gefahr einer Beschädigung des Wuchtkörpers in sich. Zum Beispiel werden Turbinen und Verdichter hochtourig im Vakuum ausgewuchtet. Man könnte versuchen, zum Bremsen Luft in die Auswuchtkammer zu lassen. Dadurch kann aber eine sehr starke Erhitzung der Schaufeln und eine Verspannung eintreten. With all such balancing machines measuring in the outlet, the result is the difficulty that the balancing body, especially if it is heavy balancing bodies acts, runs out very slowly and takes a long time to calm down. In the As a rule, one strives to balance with the highest possible speeds. Through this the duration of the balancing process is undesirably extended. A braking the free-running balancing body is associated with undesirable expense and harbors in some cases there is a risk of damage to the balancing body. For example turbines and compressors are balanced at high speed in a vacuum. One could try to let air into the balancing chamber to brake. But this can be a very strong one The blades heat up and tension occurs.

Zur Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten ist schon eine Auswuchtmaschine vorgeschlagen worden (deutsches Patent 1 082 066), bei welcher die Unwucht im Auslauf gemessen wird und bei welcher zwischen einem Antriebsmotor und dem Wuchtkörper eine ein Wiedereinkuppeln zulassende Kupplung vorgesehen ist und die Kupplung von drehzahlvergleichenden Mitteln derart steuerbar ist, daß der Wuchtkörper mit dem Antriebsmotor nach Durchführung der Messung erneut gekuppelt wird, sobald die Drehzahlen von Antrieb und Wuchtkörper übereinstimmen, um den Wuchtkörper mit Hilfe des Antriebsmotors stillzusetzen. To avoid the difficulties outlined, a balancing machine is already available been proposed (German patent 1 082 066), in which the imbalance in the outlet is measured and in which between a drive motor and the balancing body a a clutch allowing re-engagement is provided and the clutch of speed comparing Means can be controlled such that the balancing body with the drive motor after implementation the measurement is coupled again as soon as the speeds of the drive and balancing body match in order to shut down the balancing body with the aid of the drive motor.

Mit der Erfindung wird angestrebt, ein schnelles Wiederankuppeln des Motors an den Wuchtkörper auf einfachere Weise zu ermöglichen, wobei das Einkuppeln einerseits bei möglichst synchroner Drehzahl erfolgen soll, andererseits aber keine unangemessen hohen Anforderungen an die Genauigkeit des Einkuppelzeitpunktes und die Geschwindigkeit der Kupplung gestellt werden müssen. The aim of the invention is to achieve a quick recoupling of the motor to allow the balancing body in a simpler way, with the coupling on the one hand should take place at the most synchronous speed possible, but on the other hand none unreasonably high demands on the accuracy of the coupling time and the speed of the clutch must be set.

Nach dem eingangs genannten Verfahren wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Energiezufuhr zum Antriebsmotor beim zweiten Hochlaufen abgeschaltet wird, sobald er die Drehzahl des Wuchtkörpers erreicht. According to the invention, this is achieved by the method mentioned at the outset achieves that the energy supply to the drive motor is switched off during the second run-up is as soon as it reaches the speed of the balancing body.

Auf diese Weise schneiden sich die Drehzahlkurven unter einem flachen Winkel, und die Drehzahlen bleiben für einen vergleichsweise langen Zeitraum ungefähr gleich. In diesem Zeitraum kann das Einkuppeln erfolgen, ohne daß eine unzulässige Beanspruchung der Kupplungsglieder stattfinden würde. In this way, the speed curves intersect under a flat one Angles, and the speeds remain approximate for a comparatively long period of time same. During this period, the clutch can be engaged without an impermissible Stress on the coupling links would take place.

Die Abbildung erläutert das erfindungsgemäße Verfahren an Hand des zeitlichen Drehzahlverlaufes von Antrieb und Wuchtkörper. The figure explains the method according to the invention using the Temporal speed curve of the drive and balancing body.

Für den Wuchtkörper (Kurve 1) und für den Motor (Kurve 2) ist die Drehzahl in Abhängigkeit von der Zeit t bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es ist dabei angenommen, daß der Wuchtkörper in der üblichen Weise einer Drehzahl n0 oberhalb der Meßdrehzahl nM angetrieben wird und im Zeitpunkt t1 von dem Antriebsmotor entkuppelt wird. Das kann mittels eines drehmomentabhängigen Schalters geschehen, der den Kupplungsmechanismus steuert. Das übertragene Drehmoment wird ja um so geringer, je mehr sich die Drehzahl der Nenn-Drehzahl des Motors nähert. Nach dem Auskuppeln läuft der Wuchtkörper langsam aus und erreicht im Zeitpunkt t2 die Meßdrehzahl nM, bei welcher das Meßwerk arretiert oder der Meßwert gespeichert wird. Der Motor ist inzwischen gemäß Kurve 2 fast zum Stillstand gekommen. Nach Durchführung der Messung wird der Motor nicht wieder auf seine volle Drehzahl angetrieben, sondern der Antrieb im Zeitpunkt tS abgeschaltet, in welchem er die Drehzahl des Wuchtkörpers erreicht. Dann steigt die Drehzahl noch geringfügig über die des Wuchtkörpers hinaus, sinkt aber alsbald auf die des Wuchtkörpers zurück, wie in der Abbildung zu sehen ist. For the balancing body (curve 1) and for the motor (curve 2) is the Speed as a function of time t when using the method according to the invention shown. It is assumed that the balancing body in the usual way a speed n0 above the measuring speed nM is driven and at the time t1 is decoupled from the drive motor. This can be done by means of a torque-dependent Switch that controls the clutch mechanism. The transmitted torque becomes the lower the closer the speed approaches the nominal speed of the motor. After disengaging the balancing body slowly runs out and reaches the point in time t2 is the measuring speed nM at which the measuring mechanism stops or the measured value saved will. The engine has now almost come to a standstill according to curve 2. To When the measurement is carried out, the motor is not driven to its full speed again, but the drive is switched off at time tS, in which it increases the speed of the Balancing body reached. Then the speed rises slightly above that of the balancing body but soon sinks back to that of the balancing body, as in the illustration you can see.

In diesem Augenblick t6 wird die Kupplung eingerückt. Jetzt kann der Wuchtkörper mittels des Motors in üblicher Weise abgebremst werden.At this moment t6 the clutch is engaged. Now he can Balancing bodies are braked in the usual way by means of the motor.

Claims

Claim: Method for balancing rotors in the run-out, in which the drive motor is decoupled from the balancing body after running up and is started up a second time after the unbalance measurement, in order to keep the same speed of the motor and balancing body to be coupled again with the balancing body, so the balancing body can be braked by the motor, characterized in that that the energy supply to the drive motor is switched off during the second run-up, as soon as it reaches the speed of the balancing body.

Older Patents Considered: German Patents No. 1 066, 1 096O75.