-
Verfahren und Einrichtung zum Auswuchten schnellaufender Maschinenläufer
Um beim Auswuchten von großen Läufern schnelllaufender Maschinen höchste Genauigkeit
zu erzielen ist es notwendig, daß diese während des Wuchtvorganges unverändert gegenüber
dem normalen Betriebszustand sind, d. h. also, durch den Antrieb, besondere Kupplungen
od. dgl. keine Anderungen der Maschinenverhältnisse herbeigeführt werden können.
-
Man pflegt daher die mit dem normalen betriebsmäßig verwendeten Bolzenkupplungsteil
verbundenen Läufer zur Ermöglichung des Antriebes im Stillstand iiber einen ausrückbar
Bolzen aufweisenden Kupplungsteil mit einem Motorantrieb zu kuppeln, der nach dem
Hochfahren des Läufers durch Ausrücken der fernsteuerbaren Kupplungsbolzen wieder
von dem Läufer getrennt wird, so daß letztere allein mit dem einen Bolzenkupplungsteil
ausgewuchtet werden kann.
-
Wegen des hohen Trägheitsmomentes der Läufer ergibt sich nun eine
verhältnismäßig lange Ablaufzeit. Man könnte zwar daran denken, die Läufer nach
dem Wuchtvorgang durch eine mechanisch wirkende Bremse eine Wirbelstrombremse od.
dgl. abzubremsen. Aber derartige Vorrichtungen haben wieder, abgesehen von dem hohen
zusätzlichen Aufwand, einseitige, schädliche Erwärmungen der Läufer zur Folge, die
das Materialgefüge unter Umständen beeinträchtigen oder auch das weitere Auswuchten
bei erneutem Hochfahren des Läufers stören können.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine wesentliche Beschleunigung
des Auswuchtens zu erzielen.
-
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb von Wucht-und
Schleudervorrichtungen für hochtourige Läufer, insbesondere von Generatoren und
Turbinen, welches sich dadurch auszeichnet, daß der Antrieb für den Wuchtkörper
nach beendetem Auswuchtvorgang genau auf die Drehzahl des frei laufenden Wuchtkörpers
eingesteuert wird und bei genauem Gleichlauf des Läufers und des Antriebes der Wuchtvorrichtung
die Kupplungsbolzen der mit dem Antrieb verbundenen Kupplungseinrichtung wieder
in Eingriff mit der auf dem frei laufenden Läufer befindlichen Kupplungsscheibe
gebracht werden, worauf der Läuferkörper durch den nunmehr als Generator arbeitenden
Antriebsmotor in kurzer Zeit stillgesetzt wird.
-
Gegenstand der Erfindung ist weiter eine optischelektrische Überwachungseinrichtung
zur Feststellung des winkelgleichen Laufes von Antrieb und Wuchtkörper, die es gestattet,
die das Kuppeln ermöglichende Synchronlage von Antrieb und Wuchtkörper genau festzustellen,
daß ohne Schwierigkeiten unter Verwendung des normalen vorhandenen Bolzenkupplungsteiles
des Läuferkörpers die Kupplung zwischen Antrieb und Läufer wiederhergestellt werden
kann.
Die Erfindung kann im besonderen in der Weise verwirklicht werden, daß auf jeder
der Kupplungshälften je eine Meßmarke angebracht ist, die dann genau einander gegenüberstehen,
wenn die Kupplung ordnungsgemäß eingerückt ist oder eingeschaltet werden kann. Von
den Meßmarken ausgehende Lichtstrahlen werden unter Zwischenschaltung geeigneter
optischer Mittel auf Fotozellen geworfen, deren elektrische Stromkreise auf die
Schleifen eines oszillographenähnlichen Gerätes geschaltet sind. Die von den Meßmarken
gegebenenfalls unter Einschaltung von Verstärkern hervorgerufenen Ströme werden
auf einem Schirmbild des Oszillographengerätes sichtbar gemacht. Sind vor dem Kuppeln
die Drehzahlen des Läuferkörpers und des Antriebes verschieden, so wird dies infolge
der Verschiedenheit der von den Fotozellen abgegebenen Wechselströme auf dem Schirmbild
des Oszillographen sichtbar. Durch synchrone Einsteuerung des Antriebes läßt sich
erreichen, daß die auf dem Schirmbild sichtbar werdenden Stromkurven vollkommen
übereinstimmen und zur Deckung gebracht werden können. Ist dies erreicht, so können
die Kupplungsbolzen, die an dem Kupplungsflansch des Antriebsmotors angeordnet sind,
leicht durch Fernsteuerung, z. B. auf elektrischem Wege, eingerückt werden.
-
Sobald aber die Kupplung zwischen dem auszuwuchtenden Läuferkörper
und dem Antrieb hergestellt ist, kann unter Verwendung des Antriebmotors als Bremsgenerator
der Wuchtkörper schnellstens zum Stillstand gebracht werden. Auf diesem Wege ergibt
sich, daß das Auswuchten in der Schleudergrube
erheblich beschleunigt
werden kann, da die bei großen Läufern langen Auslaufzeiten in Fortfall kommen.
-
Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann noch eine Vervollkommnung
erreicht werden, indem eine selbsttätig wirkende Schalteinrichtung vorgesehen wird,
die bei Gleichheit der Drehzahlen bzw. synchronen Lauf von Läufer und Antriebsmaschine
die Kupplung selbsttätig einrückt. Beispielsweise läßt sich eine entsprechend selbsttätige
Steuerung unter Verwendung eines Null-Relais ermöglichen, das bei völliger Übereinstimmung
der Drehzahl und Winkelstellung von Läufer und Antrieb zum Ansprechen kommt und
den Kupplungsvorgang herbeiführt.
-
In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel wiedergegeben.
Darin bedeutet 1 den auszuwuchtenden Läuferkörper, 1 den Kupplungsflansch, 2 einen
in Leonardschaltung betriebener Antriebsmotor, dessen Kupplungsbolzen tragender
Flansch mit 2a bezeichnet ist. 3 sind bewegliche Kupplungsbolzen, die bei axialer
Verschiebung z. B. durch nicht dargestellte Druckmittel oder Magnetantriebe in die
Löcher 1 b des Kupplungsflansches 1 des Läufers eingreifen können. 5 und 6 sind
auf den Kupplungsflanschen angebrachte Meßmarken, deren Lage so gewählt ist, daß
bei winkelgleicher Lage der Meßmarken die Kupplung ordnungsgemäß eingerückt ist
oder eingerückt werden kann. Von den Meßmarken werden reflektierte Lichtstrahlen
von Lichtquellen 7 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Einstellspiegeln 7
a auf Fotozellen 8 geworfen, deren in Abhängigkeit von den Lichtstrahlen erzeugte
Ströme Oszillographenschleifen 9 zugeführt werden. Von weiteren Lichtquellen 10
ausgesandte Lichtstrahlen werden über die Spiegel der Oszillographenschleifen sowie
rotierende Polygonspiegel 11 auf eine Mattscheibe 12 geworfen, auf der die Wechselströme,
die von den Meßmarken 5, 6 mittels der Fotozellen 8 hervorgerufen sind, sichtbar
gemacht werden.
-
In Einzelheiten kann selbstverständlich die beschriebene Anordnung
ohne weiteres abgeändert werden. An Stelle eines Schleifenoszillographen kann gegebenenfalls
auch ein Kathodenstrahloszillograph als Null indikator Anwendung finden, die völlige
Übereinstimmung der von den beiden Meßmarken hervorgerufenen Wechselströme und damit
die synchrone Stellung von Kupplung und Läufer anzuzeigen.
-
Eine weitere Veränderung bzw. wesentliche Verbesserung kann gemäß
der weiteren Ausgestaltung der Erfindung noch dadurch erreicht werden, daß eine
Einrichtung zur selbsttätigen Einsteuerung der Drehzahl der Antriebsmaschine vorgesehen
wird, welche die Antriebsmaschine in Abhängigkeit von der Drehzahl der zu wuchtenden
Maschine aus steuert.
-
Eine derartige selbsttätige Einsteuerung des Antriebes ist vor allem
von Bedeutung mit Rücksicht darauf, daß die auswuchtenden Läufer eine sehr verschiedene
Auslaufcharakteristik haben. Geht man davon aus, daß die Antriebsmaschine infolge
der Leonardschaltung für eine bestimmte Reglereinstellung eine praktisch konstante
Drehzahl hat, so ergibt sich, wegen des abfallenden Drehzahlverlaufes der Wuchtmaschine,
daß die beiden Drehzahlkurven sich unter einem verhältnismäßig großen Winkel schneiden,
d. h. nur eine verhältnismäßig kurze Zeit zur Verfügung steht, in welcher der Kupplungsvorgang
stattfinden kann. Sieht man nun eine selbsttätige Einsteuerung der Drehzahl des
Antriebes vor, so wird hierdurch eine wesentliche Erleicherung des Kuppel-
vorganges
herbeigeführt. Die erwähnte selbsttätige Einsteuerung des Antriebes kann in der
Weise vorgenommen werden, daß in Abhängigkeit von der Drehzahl des Wuchtkörpers
bzw. des Antriebes erzeugte Spannungen über ein Vergleichsrelais, eine Spannungswaage
od. dgl. sowie einen zwischengeschalteten Servoantrieb auf den Regler der Antriebsmaschine
einwirken. Infolgedessen wird dieser Regler in einem solchen Sinn eingesteuert,
daß die Drehzahl des Antriebsmotors und der Wuchtmaschine angepaßt werden. Um wenigstens
bei der Wuchtmaschine die Ankupplung einer Hilfsdrehzahlmaschine zu vermeiden, kann
der Steuerimpuls durch mittels Fotozellen hervorgerufene Wechselströme erzeugt werden,
die durch eine Lichtmarke od. dgl. an dem Wuchtkörper hervorgerufen und gegebenenfalls
verstärkt und gleichgerichtet der Relaissteuerung zugeführt werden.
-
PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Auswuchten schnellaufender Maschinenläufer,
insbesondere von Dampfturbinen und Turbogeneratoren, bei dem die Läufer vor dem
Wuchtvorgang durch einen Antrieb hochgefahren und vor dem Auswuchten von dem Antrieb
abgekuppelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Wuchtkörper
nach beendetem Auswuchtvorgang genau auf die Drehzahl des frei laufenden Wuchtkörpers
eingesteuert wird und daß bei genauem Gleichlauf des Wuchtkörpers und des Antrieb
es der Wuchtvorrichtung die Kupplungsbolzen der mit dem Antrieb verbundenen Kupplungseinrichtung
wieder in Eingriff mit der auf dem frei laufenden Läufer befindlichen Kupplungsscheibe
gebracht werden, worauf der Läuferkörper durch den nunmehr als Generator arbeitenden
Antriebsmotor in kurzer Zeit stillgesetzt wird.