DE3040713C2 - Vorrichtung zum Einstellen einer kraftmessenden Auswuchtmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen einer kraftmessenden Auswuchtmaschine mit einer Kompensationseinrichtung zur Beseitigung des neben den Unwuchtwerten im Signal enthaltenen Produkts, das unabhängig von der Unwucht des zu untersuchenden Rotors ist, dessen einer Faktor der Abstand zwischen Rotorachse und Drehachse der Auswuchtmaschine (Exzentrizität) ist und dessen weiterer Faktor die Masse des zu untersuchenden Rotors ist und mit einer die Aufnehmersignale verarbeitenden Einrichtung.

Es gibt in der Auswuchttechnik zahlreiche Aufgaben, bei denen es wünschenswert ist, dem Meßsignal von Aufnehmern an der Maschine ein anderes elektrisches Signal zu überlagern. Zum Beispiel wird das empirische Kalibrieren einer Auswuchtmaschine erleichtert, wenn man den ersten Rotor seiner Art nicht durch Probieren auswuchten muß, sondern durch Überlagerung einer Spannung über das Meßsignal einen nicht ausgewuchteten Rotor scheinbar auswuchtet und damit zu einem Kalibrierrotor macht.

Weiterhin stellt sich oft die Aufgabe, daß Rotoren ausgewuchtet werden müssen, deren endgültige Schaftachse nicht definiert ist, weil sie erst später mit einer anderen Welle vereinigt werden. Hier ist es notwendig, mit einer Hilfswelle zu arbeiten bzw. die Schaftachse auf sonst geeignete Weise zu definieren.

Gerade bei der letzteren Aufgabe treten Fehler auf, wenn .die provisorisch definierte Schaftachse nicht genau zentrisch ist, mit dem provisorischen Sitz des auszuwuchtenden Teils. Ein derartiger systematischer Fehler wird in bekannter Weise durch Überlagerung von elektrischen Spannungen über das Meßsignal eliminiert (DE-AS 1278140). Eine derartige elektrische Kompensation des nicht von der Rotorunwucht herrührenden Meßgrößenanteils ist jedoch nur dann wirtschaftlich einsetzbar, wenn das vom Schwingungsaufnehmer erzeugte Signal in einem großen Rotorgewichtsbereich der Schwerpunktsverlagerung des auszuwuchtenden Rotors proportional ist (wegmessende Maschinen).

Ist jedoch das von den Schwingungsaufnehmern abgegebene Signal direkt der Unwucht proportional, wie bei sogenannten kraftmessenden Auswuchtmaschinen, ergibt sich die Schwierigkeit, eine Kompensationsspannung zur erzeugen, die einerseits groß genug ist, um die größten Signale zu kompensieren, andererseits aber eine so feine Auflösung besitzen muß, daß die Kompensation auch beim leichtesten Rotor genügend genau erfolgen kann. Wird eine Auswuchtmaschine fdr einen größeren Gewichtsbereich gebaut, treten in der Praxis Kompensationsspannungsverhältnisse von etwa 1: 30000 bis 1:100000 auf.

Durch die DE-OS 27 37 524 sind Normierungsrechner bekannt geworden, die es ermöglichen, Werte von einer Meßeinheit in die andere umzuwandeln.

Um nunmehr kraftmessende Auswuchtmaschine^ die wesentlich einfacher und robuster zu bauen sind, und insoweit für den Bedienungsmann erhebliche Vorteile bieten, auch in dem eingangs genannten Bereich verwenden zu können, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die mit durch die Konzeption der Auswuchlmaschinen bedingte Größe der Aufnehmersignale einer problemlosen Verarbeitung zugänglich zu machen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnshmersignale einer Schaltung zugeführt werden, deren Verstärkungsfaktor umgekehrt proportional zur Masse des zu untersuchenden Rotors eingestellt ist, daß die so veränderten Aufnehmersignale der Kompensationseinrichtung zugeführt werden, mit deren Hufe der Einfluß der Exzentrizität in den Signalen eliminiert wird und daß nach der Kompensationseinrichtung eine den Einfluß des Verstärkungsfaktors berücksichtigende Anordnung vorgesehen ist.

Diese elektrische Schaltun-gseinrLjifung ermöglicht somit die Kompensation der Meßergebnisse, unabhängig vom Kompensationsspannungsverhältnis, das eingangs angegeben von 1 : 30000 bis 1 : 100000 ist, durchzuführen.

In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß der Verstärkungsfaktor in Stufen einstellbar ist.

In der nachfolgenden Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Vektordiagramm, bei dem die die Unwucht eines Rotationskörpers beeinflussenden Faktoren, Exzentrizität und Gewicht kompensiert werden, und

Fig. 2 schematisch ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung zur Kompensation der die Unwucht eines Rotationskörpers beeinflussenden Faktoren und zur Anzeige des Unwuchtwertes.

In Fig. 1 wird angenommen, daß eine in eine Richtung Ul wirkende Unwucht in einer Ebene eines auszugleichenden Rotationskörpers sin weiterer Parameter E in einer bestimmten Richtung überlagert ist, der sich aus dem Produkt der Masse des Rotors und dessen Exzentrizität zusammensetzt Würde nunmehr dieses Ergebnis auf einem Vektormesser angezeigt, so ergäbe sich eine Anzeige 1 auf dem Vektormesser, die mit der tatsächlichen Unwucht i/l nicht übereinstimmen würde. Um diese Anzeige 1 in den Ursprung 6 eines. Koordinatensystems zu verlagern, wird eine erste Kompensationsspannung benutzt. Um nunmehr den Einfluß des Parameters E, der sich wie oben dargelegt, aus der Masse des Rotors und dessen Exzentrizität zur

Drehachse der Auswuchtmaschine zusammensetzt, zu beseitigen, wird der zu untersuchende nicht dargestellte Rotor, bei dem es sich beispielsweise um eine Stufe einer mehrstufigen Turbine handeln kann, auf der Aufnahme der Auswuchtmaschine um 180° verdreht unter Beibehaltung der exzentrischen Lage wieder aufgespannt. Damit ergibt sich ein dem Vektordiagramm, bestehend aus Ul, E und Kl, um — 2Ul verschobenes gleiches Vektordiagramm, wobei nunmehr die Anzeige Γ der Anzeige 1 ohne 180° Verdrehung des Rotors entspricht

Nunmehr wird die Anzeige Γ, welche auf einem Vektormesser angezeigt wird, in den Ursprung 6 des Koordinatensystems mit Hilfe einer zweiten Kompensationsspannung K2 gebracht Die tatsächliche Größe der Unwucht Ul ist nnnmp.hr befreit vom Parameter E und befreit von der Exzentrizität, zwangsläufig gleich der Hälfte der zweiten Kompensationsspannung.

In Fig. 2 ist in einem Blockschaltbild schematisch der in Fig. 1 an einem Vektordiagramm erläuterte Vorgang dargestellt Die über eine Leitung 7 von einem an einer kraftmessenden Auswuchtmaschine .angeordneten nicht dargestellten Schwingungsaufnehmer kommende Unwuchtinformation beinhaltet auch die von der Masse des Rotors und dessen Exzentrizität herrührenden Spannungsanteil, der in Abhängigkeit der Rotormasse als fester Parameter vorgegeben ist Dieser Einfluß wird in einer Divisionseinrichiung 8, in welcher der auf der Leitung 7 kommende Spannungswert mit dem Reziprokwert der Rotormasse multipli- ziert wird, beeinflußt

Vorzugsweise wird diese Multiplikation mit dem Reziprokwert der Rotormasse gestuft durchgeführt Anstelle der Multiplikation mit abgestuften Gewichten beipielsweise einer ersten Stufe 0 bis 3> 3 bis 5, 5 bis 10 kg, kann auch eine Multiplikation mit einem dem tatsächlichen Rotorgewicht entsprechenden kontinuierlichen reziproken Spannungswert durchgeführt werden.

Die am Ausgang auf Leitung 9 anstehende Spannung wird einer Kompensationseinrichtung 12 zugeführt, der sowohl die Kompensationsspannung Kl (vergleiche F i g. 1) und die Kompensationsspannung Kl bzw. Hi Kl zugeführt werden, so daß am Ausgang 13 der Kompensationseinrichtung 12 eine von der Exzentrizität befreite Unwuchtspannung einem Verstärker 14 zugeführt werden kann. In diesem Verstärker 14 wird der Einfluß durch die Multiplikation der Unwuchtspannung mit dem Reziprokwert del Rotormasse berücksichtigt. Die derart vorbereitete Unwuchtspannung wird einer Einheit 1$ zugeführt, in der der Radius der Unwucht berücksichtigt wird, und anschließend über einen Verstärker 16 einer Multipliziereinrichtung 17, der gleichzeitig die von einer Referenz 18 für die Unwuchtwinkellage entsprechenden Information zugeführt werden, so daß in einem der Multipliziereinrichtung nachgeschalteten Anzeigegerät 19, hier kann es sich um einen Vektormesser oder ein Digitalanzeigegerät handeln, die Unwucht in dem auszuwuchtenden Rotor nach Größe und Winkel angezeigt wird.

Die die Kompensationsspannungen Kl und Kl liefernden Potentiometer 20,21 für die Horizontal-und Vertikalkomponente der ersten Kompensationsspannung Kl und der weiteren Potentiometer- 22, 23 für die horizontale und vertikale Komponente der zweiten Kompensation}, spannung Kl werden von der Referenz 18 versorgt

Hierzu 2 Djfci.t Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einstellen einer kraftmessenden Auswuchtmaschine mit einer Kompensationseinrichtung zur Beseitigung des neben den Unwuchtwerten im Signal enthaltenen Produkts, das unabhängig von der Unwucht des zu untersuchenden Rotors ist, dessen einer Faktor der Abstand zwischen Rotorachse und Drehachse der Auswuchtmaschine (Exzentrizität) ist und dessen weiterer Faktor die Masse des zu untersuchenden Rotors ist und mit einer die Aufhehmersignale verarbeitenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhehmersignale einer Schalrung zugeführt werden, deren Verstärkungsfaktor umgekehrt proportional zur Masse des zu untersuchenden Rotors eingestellt ist, daß die so veränderten Äiiihehmersignale der Kompensationseinrichtung zugeführt werden, mit deren Hilfe der Einfluß der Exzentrizität in den Signalen eliminiert wird und daß nach der Kompensationseinrichtung eine den Einfluß des Verstärkungsfaktors berücksichtigende Anordnung vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfaktor in Stufen einstellbar ist