DE2802367B2 - Position stand for balancing rotors - Google Patents
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Description
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 Lagerständer verlaufenden Träger für Bearbeitungseinheiten. The invention relates to a balancing machine with bearing stands arranged on a machine bed for Storage of rotors to be balanced, each consisting of one bearing for the rotor Oscillating bridge and a base body each and on this additionally arranged parallel to the longitudinal axis the storage racks running carriers for processing units.
Durch die CH-PS 3 05 805 ist eine Auswuchtmaschine der eingangs genannten Gattung bekannt geworden, bei der gleichzeitig eine Unwuchtbeseitigung mittels auf einem Träger angeordnetem Werkzeug durchgeführt werden kann. Hierbei ist es jedoch nicht möglich, gleichzeitig mehrere Werkzeuge auf einem Träger in ein Lager außerhalb der Kontur des auszugleichenden Körpers zu verschieben.From CH-PS 3 05 805 a balancing machine of the type mentioned has become known at who at the same time carried out an unbalance removal by means of a tool arranged on a carrier can be. However, it is not possible to use several tools on one carrier at the same time to move a bearing outside the contour of the body to be compensated.
Die bei derartigen Auswuchtmaschinen zum Auswuchten von Rotoren benutzten Lagerständer, bei denen die Lagerung für den Rotor auf einer Schwinbrücke angordnet ist, stützen sich über Federn gegen einen Grundkörper ab. 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 eines Krans oder ähnlichem Greifwerkzeug der auszuwuchtende Körper in die Lagerung von oben her eingelagert werden kann.The bearing stands used in such balancing machines for balancing rotors where the bearing for the rotor is arranged on a swing bridge, are supported by springs against a base body. Such storage racks can only be operated with considerable effort, especially when heavy rotors are to be balanced, such as the rotors of electric generators, Cardan shafts or crankshafts, as the bearing is arranged above the center of the base body. Because of this fact, an additional free space must be provided above the storage, so by means of a Crane or similar gripping tool, the body to be balanced is stored in the storage from above can be.
Auch bei der Unwuchtbeseitigung ergeben sich beachtliche Schwierigkeiten, da die Bearbeitungseinheiten, wie Schweißgeräte, Bohrer oder Fräser, nicht in Reichweite des die Unwuchtbeseitung durchführenden Bedienenden angeordnet sein können. Auch sind die Bearbeitungswerkzeuge nicht verschiebbar senkrecht ziir Längsachse der Rotoren, deshalb kann ihre Position nur zwischen den Lagerständen verändert werden.There are also considerable difficulties in eliminating the unbalance, since the machining units, such as welding machines, drills or milling cutters, not within reach of the person performing the unbalance removal Operators can be arranged. The processing tools are also not vertically displaceable ziir longitudinal axis of the rotors, therefore their position can only be changed between stock levels.
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 verwendeten Schwingungsumformer 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.Regardless of the difficulties of loading and unloading a storage rack with heavy rotors there is also the risk of permanent deformation, particularly in the case of elongated rotors Occurrence of the critical speed. The size of the critical bending speeds is independent of the construction of the bearing stand, but only one critical speed from one to the other Measurement used vibration transducer can be included, while the other do this vertically acting critical bending speed can cause damage, since it is first at a lower Speed occurs and, on the other hand, cannot be recognized by the vibration sensor.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bedienung einer Auswuchtmaschine mit integrierter Bearbeitungsmaschine 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 daß die Schwingbrückenmasse wesentlich größer als die Rotormasje ist, daß die Abstützung der Schwingbrücke über parallel angeordnete Blattfedern erfolgt und daß der Träger senkrecht zur Längsachse der Lagerständer parallel verschiebbar ist. Durch diese erfinderische Kombination wird sowohl beim Auswuchten von Gelenkwellen, als auch bei der Auswuchtung von Rotoren, deren Achslängen untereinander sehr stark variieren, 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 verschiedenenBased on this prior art, the object of the present invention is to operate a balancing machine with an integrated processing machine in a simple and safe manner. This task is achieved according to the invention in that the longitudinal axis of the bearing for the rotor is parallel to the The base body is shifted from its center so that the mass of the oscillating bridge is significantly greater than the rotor mass is that the swing bridge is supported by parallel leaf springs and that the Carrier can be displaced parallel to the longitudinal axis of the bearing stand. Through this inventive Combination is used both when balancing cardan shafts and when balancing Rotors, the axis lengths of which vary greatly from one another, achieved that according to the closer to Loading and unloading is safer for the operator moved storage, and that thanks to the large size Oscillating bridge mass through the various
•»ο 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 niederen Drehzahl liegende biegekritische Resonanz noch nicht ihr Maximum erreicht hat, und daß die Bearbeitungseinheiten ohne jede Schwierigkeit in den Arbeitsbereich zwischen den Lagerständern gebracht werden können und auch außerhalb der Lagerständer bedarfsweise positioniert werden können, um einen Freiraum für das Beladen der Auswuchtmaschine mit Hebezeugen zu schaffen.• »ο stiffness of the leaf springs in different directions caused differences of the critical bending frequencies of the rotor to be examined in different Directions are reduced to such an extent that the bending-critical one at a higher speed is also critical Resonance is already recognizable when the bending-critical resonance at a low speed has not yet reached its maximum, and that the processing units without any difficulty in the Work area can be brought between the storage racks and also outside of the storage racks can be positioned if necessary to provide free space for loading the balancing machine with To create lifting equipment.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Längsachse der Lagerung 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 eineA special embodiment of the invention is that the longitudinal axis of the bearing for the rotor is arranged above the base body. By arranging the longitudinal axis of the bearing for the rotor A. above the base body is a
so Justierung des einzelnen zu lagernden auszuwuchtenden Rotors beachtlich erleichtert.so adjustment of the individual to be stored to be balanced Rotors considerably relieved.
In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Längsachse der Lagerung für den Rotor im wesentlichen 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 vonIn yet another embodiment of the invention it is proposed that the longitudinal axis of the storage for the rotor is arranged essentially over a vertical end face of the base body. Of the A particular advantage of this design is that such a bearing can also be used for very high rotor speeds, as they are used, for example, for balancing
Gelenkwellen verwendet werden, benutzt werden kann.Cardan shafts are used, can be used.
In noch weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß die Längsachse der Lagerung für den Rotor vor einer vertikalen Endfläche des Grundkörpers angeordnet ist Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für eine Anwendung bei niedrigtouriger Auswuchtung unter Beibehaltung aller bereits oben genannten Vorteile der leichten BedienbarkeiL In yet another embodiment of the subject invention it is proposed that the longitudinal axis of the This configuration is arranged for storage for the rotor in front of a vertical end face of the base body is particularly suitable for use with low-speed balancing while retaining all the advantages of ease of use already mentioned above
Anhand der Zeichnung wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert Es zeigtThe subject matter of the invention is explained in more detail with the aid of the drawing
F i g. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Lagerständers einer Auswuchtmaschine,F i g. 1 is a view of a bearing stand according to the invention for a balancing machine,
F i g. 2 eine Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Lagerständers einer Auswuchtmaschine,F i g. 2 shows a view of a further bearing stand according to the invention for a balancing machine,
F i g. 3 eine Auswuchtmaschine mit zwei erfindungsgemäßen Lagerständern zum Auswuchten von Gelenkwellen und einen erfindungsgemäßen Träger mit Bearbeitungseinheiten,F i g. 3 a balancing machine with two bearing stands according to the invention for balancing cardan shafts and a carrier according to the invention with machining units,
F i g. 4 und 5 eine erfindungsgemäße Anordnung zweier verschiedener Bearbeitungseinheiten.F i g. 4 and 5 show an arrangement according to the invention of two different machining units.
Gemäß F i g. 1 trägt ein Grundkörper 1, der auf einem Maschinenbett 2 angeordnet ist, über parallel angeordnete Blattfedern 3 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 8 für den zu untersuchenden Rotor angeordnet, wobei die Längsachse 9 der Lagerung 8 parallel zum Grundkörper aus dessen Mitte 10 verschoben ist. Bei Rotation eines zu untersuchenden Rotors um die Längsachse =i der Lagerung 8 werden dessen Schwingungen über einen Schwingungsaufnehmer 11 in elektrische Spannungen umgewandelt und zur Bestimmung der Unwucht weiterverarbeitet Der Schwingungsaufnehmer 11 nimmt hierbei lediglich Schwingungen in Richtung seiner Längsachse auf, alle Schwingungen quer hierzu werden unterdrücktAccording to FIG. 1 carries a base body 1, which is arranged on a machine bed 2, over parallel ones Leaf springs 3 and 4 an oscillating bridge 7, the leaf springs 3 and 4 with the base body 1 and the Oscillating bridge 7 are firmly connected. On the swing bridge 7 is a storage 8 for the arranged investigating rotor, the longitudinal axis 9 of the bearing 8 parallel to the base body the middle of which is 10 shifted. When a rotor to be examined rotates around the longitudinal axis = i der Storage 8 converts its vibrations into electrical voltages via a vibration sensor 11 converted and processed further to determine the unbalance. The vibration sensor 11 absorbs only vibrations in the direction of its longitudinal axis, all vibrations transversely to this are suppressed
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 Absolut-Schwingungsaufnehmer 11, als Relativaufnehmer ausgebildet ist, aufgenommen und weiterverarbeitet. Wie aus den beiden Figuren ersichtlich, kann jede Art von Schwingungsaufnehmern zum Umsetzen der mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen verwendet werden, so daß eine Einschränkung auf die Art der dargestellten Schwingungsaufnehmer nicht gegeben ist.The arrangement shown in Figure 2 of an inventive The bearing stand of a balancing machine is characterized by a shift in the storage for the rotor to be examined out beyond a vertical end face 15 of the base body 1. the Vibrations, which are transmitted to the oscillating bridge 7 by a rotor 16, are caused by a vibration sensor 18 which, in contrast to the absolute vibration sensor shown in FIG 11, designed as a relative transducer, recorded and further processed. As from the Both figures can be seen, any type of vibration transducer can be used to implement the mechanical Vibrations are used in electrical vibrations, so there is a restriction on the type of shown vibration sensor is not given.
In F i g. 2 ist eine Rollenlagerung 20 zum Tragen des Rotors 16 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.In Fig. 2, a roller bearing 20 is used to support the rotor 16, which is particularly suitable for Balancing of rotors 16 with their own bearing journals is also suitable here, the longitudinal axis 9 of the roller bearing 20 shifted parallel from the center 10 of the base body 1.
Die in F i g. 1 dargestellte Lagerung 8 läßt sich, wie in Fig.3 näher erläutert, auch zum Auswuchten von Rotoren verwenden, die selbst keine Lagerfläche besitzen.The in F i g. Bearing 8 shown in FIG. 1 can, as explained in more detail in FIG. 3, also be used for balancing Use rotors that do not have a bearing surface themselves.
Gemäß Fig.3 werden die Grundkörper 1 zweier Lagerständer auf einem Maschinenbett 2 verschiebbar angeordnet, wobei über Bettfeder 3,4 die Schwingbrükken 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.According to FIG. 3, the base bodies 1 of two bearing stands can be displaced on a machine bed 2 arranged, with the swing bridges via bed spring 3.4 7 are connected to the base bodies 1 such that they can oscillate. In each of the bearings 8 there is a balancing spindle 30 arranged, one of which is driven by a motor, not shown, of the balancing machine will. Both bearings 8 carry brackets 31, which are connected to the rotor to be examined, in the present case Case of a cardan shaft 32 are connected.
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 41 über Halterungen 42, 43 am Maschinenbett 2 gemäß F i g. 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.In addition, a carrier 40 is supported on the machine bed 2, which in each case has a guide 41 at right angles to the longitudinal axis 9 of the propeller shaft 32 is displaced. The guides 41 are via brackets 42, 43 on the machine bed 2 according to FIG. 3 arranged so that the holder 43 is outside the right base body 1 This makes it possible to balance short cardan shafts with such a device. If there is a need to balance extremely long rotors, the bracket 43 can also be used to the left of the be arranged right base body 1, the carrier 40 as a freely cantilevered carrier can be made extendable.
Auf dem Träger 40 sind, wie in den Fig.4 und 5 dargestellt, Bearbeitungseinheiten angeordnet So stellt Fig.4 eine Schweißeinrichtung 45 dar, die über eine 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 9 bestimmte Arbeitslage gebracht werden kann. In F i g. 5 is'i 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.As shown in FIGS. 4 and 5, machining units are arranged on the carrier 40 4 shows a welding device 45, which has a Storage 46 can be moved along the carrier 40 and that can be achieved by moving the carrier 40 in or in the opposite direction of arrow 47 can be brought into the working position determined by the axis 9. In F i g. 5 is'i a drilling machine 48 is provided as a processing unit, which can be moved both in and brought against the direction of arrow 47 in the area of the machining plane represented by the axis 9 can be.
Wie bereits beschrieben, nimmt für jeden Lagerständer getrennt ein Schwingungsaufnehmer 11 oder 18 die Schwingungen der mit Unwucht behafteten Gelenkwelle 32 auf.As already described, a vibration sensor 11 or 18 takes the separately for each bearing stand Vibrations of the articulated shaft 32, which is subject to imbalance.
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 Schäden 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 vor Auftreten der niedrigeren k-itischen Frequenz auch die in Meßrichtung wirkende höhere kritische Frequenz eindeutig bemerkbar wird, beispielsweise durch Auswanderung der Unwuchtanzeige aus einer vorher eingenommenen Lage, so daß die Auswuchtdrehzahl rechtzeitig begrenzt werden kannLeaf springs, which are arranged parallel to one another as shown in FIGS. 1 and 2, are in the direction the vibration sensor is soft, so that the vibrations of the rotor to be examined are recorded can be, on the other hand rigid in the perpendicular direction to this. Because of this configuration occur in particular in the case of an elongated body of revolution, shown as a cardan shaft 32, two critical bending points Frequencies and a critical frequency in the direction of the vibration sensor and a Critical bending frequency in a direction perpendicular to this. However, the vibration sensor can only use the in Record bending criticalities that oscillate in its direction and display or process them. the Critical bending resonance oscillation occurring perpendicular to this occurs already at a lower speed without it can be brought to the display. The resulting risk is that the rotor to be examined gives cause for damage even at this critical speed without the Operator can adjust to this. Each of the two oscillating bridges 7 has a much larger one Mass than the proportional rotor weight, the critical resonance frequency in the measuring direction becomes a lower speed and thus its difference to the lower critical frequency in direction perpendicular to the measuring direction reduced. This ensures that before the occurrence of the lower k-itic frequency also acts in the direction of measurement higher critical frequency is clearly noticeable, for example due to the migration of the unbalance display from a previously assumed position so that the balancing speed can be limited in good time
unter Vermeidung eines Schadensereignisses.while avoiding a damaging event.
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.In particular in the case of balancing machines with a flat construction, the oscillating bridge 7 can also be so in the base body 1 be integrated that the base body 1 itself is U-shaped and within this U-shape the The longitudinal axis of the storage is shifted to the center 10 of the base body.
Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings
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Legal Events
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| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| 8235 | Patent refused |