DE2802367A1

DE2802367A1 - Lagerstaender zum auswuchten von rotoren

Info

Publication number: DE2802367A1
Application number: DE19782802367
Authority: DE
Inventors: Alois Kneib; Harald Schoenfeld; Hans Trippel
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1978-01-20
Filing date: 1978-01-20
Publication date: 1979-07-26
Also published as: DE2802367B2; FR2415295A1; GB1595510A; JPS5536786A; DE7801587U1; JPS6217687B2; FR2415295B1; IT1110934B; IT7919318A0

Description

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Lagerständer zum Auswuchten von Rotoren

Die Erfindung betrifft eine Auswuchtmaschine mit auf einem Maschinenbett angeordneten Lagerständern zur Lagerung von auszuwuchtenden Rotoren bestehend aus je einer eine Lagerung für den Rotor tragenden Schwingbrücke und je einem Grundkörper, und auf diesem zusätzlich angeordnetem parallel zur Längsachse der Lageriänder verlaufenden Träger für Bearbeitungseinheiten.

Die bisherigen Auswuchtmaschinen zum Auswuchten von Rotoren benutzen Lagerständer, bei denen die Lagerung für den Rotr auf einer Schwingbrücke angeordnet ist, die sich über Federn gegen einen Grundkörper abstützt. Derartige Lagerständer sind nur mit einem beachtlichen Aufwand bedienbar, insbesondere dann, wenn schwere Rotoren ausgewuchtet werden sollen, wie Läufer von Elektrogeneratoren, Gelenkwellen oder Kurbelwellen, da die Lagerung über der Mitte des Grundkörpers angeordnet ist. Aufgrund dieser Tatsache muß ein zusätzlicher freier Raum über der Lagerung vorgesehen sein, damit mittels Kran od. ähnl. Greifwerkzeugen der auszuwuchtende Körper in die Lagerung von obenher eingelagert werden kann.

Auch bei der Unwuchtbeseitigung ergeben sich beachtliche Schwierigkeiten, da die Bearbeitungseinheiten wie Schweißgeräte, Bohrer oder Fräser nicht in Reichweite des die Unwuchtbeseitigung durchführenden Bedienenden angeordnet sein können. Auch sind die Bearbeitungswerkzeuge nicht verschiebbar senkrecht zur Längsachse der Rotoren, deshalb kann ihre Position nur zwischen den Lagerständern verändert werden.

Unabhängig von den Schwierigkeiten der Be- und Entladung eines Lagerständers mit schweren Rotoren tritt insbesondere bei langgestreckten Rotoren darüberhinaus die Gefahr einer bleibenden Deformation durch Auftreten der biegekritischen Drehzahl auf. Hierbei ist die Größe der biegekritischen Drehzahlen unabhängig von der Konstruktion der Lagerständer, wobei jedoch nur eine biegekritische Drehzahl von einem zur Messung verwen-

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deten Schwingungsaufnehmer aufgenommen werden kann, während die andere hierzu senkrecht wirkende biegekritische Drehzahl Schaden anrichten kann, da sie erstens bei einer niedereren Drehzahl auftritt und zum anderen vom Schwingungsaufnehmer nicht erkannt werden kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Bedienung einer Auswuchtmaschine einfach und sicher zu gestalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsachse der Lagerung für den Rotor parallel zum Grundkörper aus dessen Mitte verschoben ist. Durch Verschieben der Längsachse der Lagerung aus der Mitte des Grundkörpers wird der besondere Vorteil erreicht, daß die Beladung der Auswuchtmaschine mit auszuwuchtenden Rotoren direkt vor dem Bedisnungsrnann geschieht bzw. daß der Bedienungsmann selbst, insbesondere bei leichten Gelenkwellen, in allernächster Körpernähe die Bedienung durchführen kann, ohne eine zusätzliche weitere Bewegung, die vom Körper wegführt, durchführen zu müssen.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Längsachse der Laganng für den Rotor über dem Grundkörper angeordnet ist. Durch die Anordnung der Längsachse der Lagerung für den Rotor über dem Grundkörper, wird insbesondere bei Bedienung eines Lagerständers mit Greifwerkzeugen eine Justierung des einzelnen zu lagernden auszuwuchtenden Rotors beachtlich erleichtert.

In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Längsachse der Lagerung für den Rotor im weamt-

liehen über einer vertikalen Endfläche des Grundkörpers angeordnet ist. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß eine derartige Lagerung auch für sehr hohe Rotordrehzahlen, wie sie beispielsweise zum Auswuchten von Gelenkwellen verwendet werden, benutzt werden kann.

In noch weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß die Längsachse der Lagerung für den Rotor

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vor einer vertikalen Endfläche des Grundkörpers angeordnet ist. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für eine Anwendung bei niedrigtouriger Auswuchtung unter Beibehalt aller bereits oben genannten Vorteile der leichten Bedienbarkeit. In Ausgestaltung des Erfindungsgedankens insbesondere für das Auswuchten von Gelenkwellen wird vorgeschlagen, daß die Längsachse der Lagaung für den Rotor parallel zum Grundkörper aus dessen Mitte verschoben ist, daß die Schwingbrückenmasse wesentlich größer als die Rotormasse ist und daß die Abstützung der Schwingbrücken über parallel angeordnete Blattfedern erfolgt. Durch diese erfinderische Kombination wird erreicht, daß zufolge der näher zum Bedienenden gerückten Lagerung das Be- und Entladen sicherer vonstatten geht und daß durch die große Schwingbrückenmasse die durch die verschiedenen Steifigkeiten der Blattfedern in verschiedenen Richtungen hervorgerufenen Differenzen der biegekritischen Frequenzen des zu untersuchenden Rotors in verschiedenen Richtungen soweit reduziert werden, so daß auch die bei einer höheren Drehzahl liegende biegekritische Resonanz bereits dann erkennbar wird, wenn die bei einer niedereren Drehzahl liegende bi^ekritische Resonanz noch nicht ihr Maximum erreicht hat.

In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes, insbesondere beim Auswuchten von Rotoren, deren Achslängen untereinander sehr stark variieren, wird vorgeschlagen, daß der Träger senkrecht zur Längsachse des Lagerständers parallel verschiebbar ist. Der Vorteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß die Bearbeitungseinheiten ohne jede Schwierigkeit in den Arbeitsbereich zwischen den Lagerständern gebracht werden können, und auch außerhalb der Lagerständer bedarfsweise positioniert werden können* hiermit ist es auch möglich, einen Freiraum für das Beladen der Auswuchtmaschine mit Hebezeugen zu schaffen.

Anhand der nachfolgenden Zeichnung wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Lagerständers einer Auswuchtmaschine,

Fig. 2 eine Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Lagerständers einer Auswuchtmaschine,

Fig. 3 eine Auswuchtmaschine mit zwei erfindurgsgemäßen Lagerotändern zum Auswuchten von Gelenkwellen und einen erfindunsgemäßen Träger mit Bearbeitungseinheiten,

Fig. 4 und 5 eine erfindungsgemäße Anordnung zwa.er verschiedener Bearbeitungseinheiten.

Gemäß Fig. 1 trägt ein Grundkörper 1, der auf einem Maschinenbett 2 angeordnet ist, über parallel angeordnete Blattfedern und 4 eine Schwingbrücke 7, wobei die Blattfedern 3 und 4 mit dem Grundkörper 1 und der Schwingbrücke 7 fest verbunden sind. Auf der Schwingbrücke 7 ist eine Lagerung 6 für den zu untersuchenden Rotor angeordnet, wobei die Längsachse 9 der Lagerung θ parallel zum Grundkörper aus dessen Mitte 1G verschoben ist. Bei Rotation eines zu untersuchenden Rotors um die Längsachse 9 der Lagerung 8 werden dessen Schwingungen über einen Schwingungsauf räumer 11 in elektrische Spannungen umgewandelt und zur Bestimmung der Unwucht weiterverarbeitet. Der Schwirgjngsaufnehmer 11 nimmt hierbei lediglich Schwingungen in Richtung seiner Längsachse auf, alle Schwingungen quer hierzu werden unterdrückt.

Die in Fig, 2 dargestellte Anordnung eines erfindungsgemäßen Lagerständers einer Auswuchtmaschine zeichnet sich durch eine Verschiebung der Lagerung für den zu untersuchenden Rotor über eine vertikale Endfläche 15 des Grundkörpers 1 hinaus aus. Die Schwingungen, die durch einen Rotor 16 auf die Schwingbrücke 7 übertragen werden, werden durch einen Schwingungsaufnehmer 18, der im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Absalut-Schwingungsaufnehmer 11, als Relativaufnehmer ausgebildet ist, aufgenommen und weiterverarbeitet. Wie aus den beiden Figuren ersichtlich, kann jede Art von Schwingungs-

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aufnehmern zum Umsetzen der mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen verwendet werden, so daß eine Einschränkung auf die Art der dargestellten Schwingungsaufnehmer nicht gegeben ist.

In Fig. 2 ist eine Rollenlagerung 20 zum Tragen des Rotors eingesetzt, die sich insbesondere zur Auswuchtung von Rotoren 16 mit eigenen Lagerzapfen eignet. Auch hier ist die Längsachse 9 der Rollenlagerung 20 parallel aus der Mitte 10 des Grundkörpers 1 verschoben.

Die in Fig. 1 dargestellte Lagerung 8 läßt sich, wie in Fig. näher erläutert, auch zum Auswuchten von Rotoren verwenden, die selbst keine Lagerfläche besitzen.

Gemäß Fig. 3 werden die Grundkörper 1 zweier erfindunjsgemäßer Lagerständer auf einem Maschinenbett 2 verschiebbar angeordnet, wobei über Blattfeder 3, 4 die Schwingbrücken 7 schwingbar mit den Grundkörpern 1 verbunden sind. In den Lagerungen 8 ist jeweils eine Wuchtspindel 30 angeordnet, von denen eine von einem nicht dargestellten Motor der Auswuchtmaschine angetrieben wird. Beide Lagerungen 8 tragen Halterungen 31, die mit dem zu untersuchenden Rotor, im vorliegenden Falle einer Gelenkwelle 32, verbunden werden.

Auf dem Maschinenbett 2 stützt sich darüber hinaus ein Träger 40 ab, der in je einer Führung 41 senkrecht zur Längsachse 9 der Gelenkwelle 32 verschoben wird. Dabei sind die Führungen über Halterungen 42, 43 am Maschinenbett 2 gemäß Fig. 3 so angeordnet, daß die Halterung 43 außerhalb des rechten Grundkörpers 1 liegt. Damit wird es mit einer solchen Einrichtung möglich, auch kurze Gelenkwellen auszuwuchten. Besteht der Bedarf extrem lange Rotoren auszuwuchten, so kann jedoch die Halterung 43 auch links des rechten Grundkörpers 1 angeordnet sein, wobei der Träger 40 als frei auskragender Träger beliebig verlängerbar ausgebildet werden kann.

Auf dem Träger 40 sind, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt,

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Bearbeitungseinheiten angeordnet. So stellt Fig. 4 eins Schweißeinrichtung 45 dar, die über eins Lagerung 46 längs des Trägers 40 bewegt werden kann und die durch Bewegen des Trägers 40 in oder entgegengesetzt Pfeilrichtung 47 in die durch die Achse bestimmte Arbeitslage gebracht werden kann. In Fig. 5 ist eine Bohrmaschine 48 als Bearbeitungseinheit vorgesehen, die sowohl durch Bewegung in und entgegen der Pfeilrichtung 47 in den Bereich der durch die Achse 9 dargestellten Bearbeitungsebene gebracht werden kann.

Wie bereits beschrieben, nimmt für jeden Lagerständer getrennt ein Schwingungsaufnehmer 11 oder 18 die Schwingungen der mit Unwucht behafteten Gelenkwelle 32 auf.

Blattfedern, die, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, parallel zueinander angeordnet sind, sind in Richtung der Schwingungsaufnehmer weich, so daß die Schwingungen des zu untersuchenden Rotors aufgenommen werden können, hingegen in senkrechter Richtung hierzu starr. Aufgrund dieser Konfiguration treten insbesondere bei einem langgestreckten Rotationskörper, als Gelenkwelle 32 dargestellt, zwei biegekritische Frequenzen auf und zwar eine biegekritische Frequenz in Richtung des Schwingungsaufnehmers und eine biegekritische Frequenz in senkrechter Richtung hierzu. Der Schwingungsaufnehmer kann jedoch nur die in seiner Richtung schwingende Biegekritische aufnehmen und zur Anzeige bzw. Weiterverarbeitung bringen. Die senkrecht hierzu auftretende biegekritische Resonanzschwingung tritt bereits bei einer niedereren Drehzahl auf, ohne daß sie zur Anzeige gebracht werden kann. Die hieraus resultierende Gefahr besteht darin, daß der zu untersuchende Rotor bereits bei dieser kritischen Drehzahl zu Schaden Anlaß gibt, ohne.daß sich die Bedienungsperson hierauf einstellen kann. Besitzt jede der beiden Schwingbrücken 7 eine wesentlich größere Masse als das anteilige Rotorgewicht, so wird die kritische Resonanzfrequenz in Meßrichtung zu einer niedrigeren Drehzahl reduziert und somit auch 'ihre Differenz zur niedrigeren kritischen Frequenz in senkrechter Richtung zur Meßrichtung reduziert. Damit wird erreicht, daß bereits

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vor Auftreten der niedrigeren kritischen Frequenz auch die in Fleßrichtung wirkende höhere kritische Frequenz eindeutig bemerkbar wird, beispielsweise durch Auswanderung der Unwuchtanzeige aus einer vorher eingenommenen Lage, so daß die Auswuchtdrehzahl rechtzeitig begrenzt werden kann unter Vermeidung eines Schadensereignisses.

Insbesondere bei flach-bauenden Auswuchtmaschinen kann die Schwingbrücke 7 auch so im Grundkörper 1 integriert sein, daß der Grundkörper 1 selbst U-förmig ausgestaltet ist und innerhalb dieser U-Form die Längsachse der Lagerung zur Mitte 10 des Grundkörpers verschoben wird.

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Claims

Patentansprüche

Auswuchtmaschine mit auf einem Maschinenbett angeordneten Lagerständern zur Lagerung von auszuwuchtenden Rotoren, bestehend aus je einer eine Lagerung für den Rotor tragenden Schwingbrücke und je einem Grundkörper, und auf diesem zusätzlich angeordnetem parallel zur Längsachse der Lagerständer verlaufenden Träger für Bearbeitungseinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (93 der Lagerung (8) für den Rotor parallel zum Grundkörper (13 aus dessen Mitte verschoben ist.
2. Auswuchtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (9) der Lagerung (8) für den Rotor über dem Grundkörper (1) angeordnet ist.
3. Auswuchtmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (9) der Lagerung (8) für den Rotor im wesentlichen über einer vertikalen Endfläche C1BD des Grundkörpers (13 angeordnet ist.
4. Auswuchtmaschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse C9) der Lagerung (8) für den Rotor vor einer vertikalen Endfläche (15) des Grundkörpers

(13 angeordnet is t.
5. Auswuchtmaschine mit auf einem Maschinenbett angeordneten Lagerständern zur Lagerung von auszuwuchtenden Rotoren, bestehend aus je einer eine Lagerung für den Rotor tragenden

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Schwingbrücke und je einem Grundkörper, und auf diesem zusätzlich angeordnetem parallel zur Längsachse der Lagerständer verlaufenden Träger für Bearbeitungseinheiten, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (9) der Lagerung C8) für den Rotor parallel zum Grundkörper (13 aus dessen Mitte [10) verschoben ist, daß die Schwingbrückenmasse wesentlich größer als die Rotormassd ist und daß die Abstützung der Schwingbrücke [7] über parallel angeordnete Blattfedern [3, 4) erfolgt.

G. Auswuchtmaschine mit auf einem Maschinenbett angeordneten Lagerständern zur Lagerung von auszuwuchtenden Rotoren, bestehend aus je einer eine Lagerung für den Rotor tragenden Schwingbrücke und je einem Grundkörper, und auf diesem zusätzlich angeordnetem parallel zur Längsachse der Lagerständer verlaufenden Träger für Bearbeitungseinheiten, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (403 senkrecht zur Längsachse (93 der Lagerständer parallel verschiebbar ist.