DD254780A1 - Transportable vorrichtung zur ermittlung der unwucht an rotierenden koerpern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine transportable Vorrichtung zur Ermittlung der Groesse und Lage der Unwucht an rotierenden Koerpern. Die Vorrichtung besteht aus einem Hohlkoerper, der auf das Ende des auszuwuchtenden Koerpers befestigt werden kann. Im Innern ist ein weiterer Koerper achsfluchtend auf einer regulierbaren Feder angeordnet. Der Hohlkoerper traegt im Inneren in einem geringen radialen und axialen Abstand vom aeusseren Rand des inneren Koerpers mehrfach, konzentrisch, ringfoermig angeordnete Sensoren. Diese sind ueber bistabile Flipflop mit Leuchtdioden verbunden. Aufgrund der betaetigten Leuchtdioden kann die Lage und Groesse der Unwucht festgestellt werden.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der annähernden Größe und Lage der Unwucht an rotierenden Körpern. Sie ist speziell geeignet für rotierende Körper mit im eingebauten Zustand freizugänglichen Enden, insbesondere fliegend gelagerte Wellen. Die Vorrichtung ist für das Nachwuchten komplett montierter Maschinen am Einsatzort geeignet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Bestimmung von Unwuchten an rotierenden Körpern gibt es bekanntermaßen verschiedene Grundprinzipien.

So werden die rotierenden Körper in speziellen Vorrichtungen untersucht, wobei über Deformationen oder die Unwucht kompensierende Gegenkräfte deren Bestimmung erfolgt. Werden die rotierenden Körper im montierten Zustand in der eigenen Maschine auf Unwucht untersucht, so erfolgt das über das meßtechnische Erfassen der in den Lagern bzw. mit den Lagern fest verbundenen Maschinenteilen auftretenden Bewegungsgrößen, z. B. durch bekannte Schwingbeschleunigungs- und -Geschwindigkeitsmesser, wobei sowohl elektronische Verstärkungen, wie Resonanzabstimmungen in Verbindung mit Stroboskopgeräten angewendet werden.

Die Mängel dieser Lösungen sind die Notwendigkeit von hochwertigen speziellen Vorrichtungen bzw. Meßmitteln, der Umstand, daß zum Umgang mit der Meßtechnik nur hochqualifizierte Kader befähigt sind. Die bekannten transportablen Vorrichtungen sind nicht immer anwendbar, da die zu untersuchenden Teile in der Maschine abgekapselt sind und eine Demontage der Gehäuse häufig die Lagerung mit lösen (PS 890875).

Für mehrfach zu führende Auswuchtungen sind diese Vorrichtungen auch zu aufwendig in der Anwendung.

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung soll der Aufwand für die Vorrichtung und ihre Anwendung zur Ermittlung der Unwucht gesenkt werden. Weiterhin soll das Anwendungsgebiet auf spezielle Fälle von montierten rotierenden Körpern erweitert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine transportable Vorrichtung zu schaffen, die an dem zu untersuchenden Körper unter räumlich beschränkten Verhältnissen die Lage und Größe der Unwucht sichtbar macht.

Erfindungsgemäß werden auf den auf Unwucht zu untersuchenden Körper auf dessen Rotationsachse zentriert 2 Körper angebracht, bei denen eine gegenseitige Lageänderung durch unwuchtbedingte Abweichungen der Rotationsachse gegenüber der Ruhelage hervorgerufen wird.

— Der eine Körper ist hohl und fest mit dem auf Unwucht zu untersuchenden Körper verbunden und bewegt sich entsprechend den geometrischen Verhältnissen auf den unwuchtbedingten Auslenkungen mit.

Der Körper K2 wird im Ruhestand über eine elastische, bezüglich einer axialen mechanischen Spannung regulierbare Achse zentriert, bezüglich den gemeinsamen Achsen vom zu untersuchenden Körper und K1.

Im Inneren des Hohlkörpers sind in einem geringen radialen und axialen Abstand vom äußeren Rand des Körpers K2 elektrisch voneinander isoliert, mehrfach konzentrisch ringförmige Sensoren angeordnet. Diese sind mit jeweils zugeordneten außen am Hohlkörper angebrachten Leuchtdioden über stabile Flipflop verbunden. Zur Energieversorgung ist eine Batterie angeordnet Mit dieser Vorrichtung kann auf einfache Art die Lage und relative Größe der Unwucht an der Lage der arbeitenden Leuchtdioden abgelesen werden.

Die Vorrichtung wird am zu untersuchenden Körper befestigt und gemeinsam in Umdrehung versetzt.

Unterhalb der Resonanzfrequenz kommt es mit zunehmender Drehzahl des Rotationskörpers zunehmend zu einer Unwuchtverstärkung, d.h. zur unwuchtbedingten Auslenkung von K1 addiert sich für den Körper K2 vektoriell die Auslenkung, die durch die Wirkung der Zentrifugalkraft an der Masse von K2 entsteht. Bei gleichen unwuchtbedingten Auslenkungen des Rotationskörpers wird maximale Auslenkung bei der Resonanzfrequenz von K2-S erreicht. In den Betrag der Auslenkung geht die Güte des Schwingsystems K2-S ein.

-2- Z54 78Ü

Durch das Erfassen, Speichern und Darstellen der maximalen Auslenkung von K1 gegenüber K2 kann nach den bekannten Gesetzen der technischen Mechanik auf die Lage der Unwucht geschlossen werden. Für einfache Schwingsysteme ist die

Phasenfrequenz bei Resonanz genau — .

Aus der Amplitude bei Resonanz ist auf die Größe der unwuchtbedingten Auslenkung und darüber auf Größe/Ort der z. B.

anzubringenden Masse zu schließen, die am Rotationskörper die Unwucht kompensiert.

Weiterhin ist durch Auswerten der Auslenkung von K2 gegenüber KI beim Durchfahren der resonanzbestimmten Umgebung der Resonanzfrequenz von K2-S, d. h. das Anwenden der bekannten Auslenkung-Phasen-Beziehung, auf Größe/Ort der die Unwucht beseitigenden Maßnahmen zu schließen.

Durch geeignete Dimensionierung des Schwingsystems K2-S wird erreicht, daß bereits unterhalb seiner Resonanzfrequenz unzulässig hohe unwuchtbedingte Auslenkungen des Rotationskörpers erfaßt und derart ausgewertet werden, daß der den Rotationskörper treibenden Motor abgeschaltet bzw. der von ihm ausgehende Kraft-/Momentenfluß unterbrochen wird.

Zur Arbeit mit der vorgeschlagenen Vorrichtung werden nur für Montagefacharbeiter auswertbare Bedienhinweise benötigt, die im wesentlichen auf Prüfständen für die Vorrichtung geschaffen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt. Ein zylindrischer Hohlkörper K1 ist mit einer Gewindebuchse B zur Befestigung auf dem Wellenstumpf der zu untersuchenden Welle versehen. Im Inneren ist koaxial ein Draht S befestigt, der über eine Federund Schraube Vgespänntwerden kann. Auf diesem DrahtS ist ein Körper K2 in Form einerScheibe befestigt. In einem größeren Abstand von der Achsmitte, als der Radius von K2, sind im Inneren von K1 Sensoren angeordnet. In diesem Beispiel sind 18 Stück ringförmig gleichmäßig verteilt und im Abstand von 1 mm ein weiterer Ring aus 18 Sensoren. Jedem Sensor ist außen am Umfang vom Hohlkörper K1 eine Leuchtdiode zugeordnet. Die Sensoren sind über je eine bistabile Flipflop-Einheit mit den zugehörigen Leuchtdioden verbunden. Die Energieversorgung erfolgt über eine Trockenbatterie.

Die Funktion wird bei der Anwendung zum Auswuchten der Messerwelle eines Schneidmischers beschrieben. Am austragenden Ende der Messerwelle sind Messerpaare mit einer Mutter befestigt.

Diese Messer sind laufend nachzuschleifen und dazu zu demontieren. Es entsteht nach jeder Montage somit eine andere Unwucht. Die Messerpaare werden vorher statisch ausgewuchtet. Die verbleibende Unwucht ist aufgrund der hohen Drehzahlen immer noch zu groß. Anstelle der Mutter wird nach einer Montage die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgeschraubt. Die Masse von K2 und die Federkraft sind durch mehrere Tests für den Maschinentyp vorher ermittelt worden. Nach dem Anschalten des Motors erfolgt durch die Unwucht der Messerwelle mit Messerkopf eine Auslenkung von K2 gegenüber dem fest verbundenen K1. Dabei betätigt K2 einen oder mehrere Sensoren. Über die Flipflop-Schaltung werden die zugehörigen Leuchtdioden angeschaltet. Nach dem Stillsetzen der Messerwelle wird an dem entsprechenden Winkelbereich ein Masseausgleich im Messerkopf vorgenommen. Der Schaltkreis bzw. die Schaltkreise in der Vorrichtung werden unterbrochen und der Vorgang der Unwuchtbestimmung nochmals wiederholt.

Gegebenenfalls muß die Unwuchtkompensation anschließend in Abhängigkeit von der Größe der ursprünglichen Unwucht und der Zweckmäßigkeit der Arbeitsweise korrigiert werden, bis die unwuchtbedingte Auslenkung im zulässigen Bereich bleibt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1. Transportable Vorrichtung zur Ermittlung der Unwucht an rotierenden Körpern mit einem Hilfsschwingsystem, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlkörper (K 1) mit einer Einrichtung (B) für eine starre achsfluchtende Befestigung am rotierenden Körper und im Inneren mit einem scheibenförmigen Körper (K2) auf einer achsfluchtend verlaufenden regulierbaren Feder S versehen ist, der Hohlkörper (K1) innen in einem geringen radialen und axialen Abstand vom äußeren Rand des Körpers (K2) mehrfach konzentrisch, ringförmig angeordnete Sensoren trägt, die mit jeweils zugeordneten, außen am Hohlkörper (K 1) angebrachten Leuchtdioden über bistabile Flipflop verbunden sind und am Hohlkörper (K 1) eine Trockenbatterie angebracht ist.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabilen Flipflop-Einheiten zusätzlich mit dem Ein/Ausschalter des Antriebsmotors des zu untersuchenden Körpers verbunden sind.