DE2908272A1

DE2908272A1 - Verfahren und vorrichtung zum auswuchten von rotoren

Info

Publication number: DE2908272A1
Application number: DE19792908272
Authority: DE
Inventors: Harald Biehl; Guenter Rummel
Original assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DE2908272C2; JPS6325291B2; JPS55116238A

Description

"Verfahren und Vorrichtung zum
Auswuchten von Rotoren" Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beseitigen von Unwuchten an Rotoren, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen mit mindestens zwei Ausgleichseinheiten, die radial zur Rotorachse verschiebbar angeordnet und je einer Ausgleichskomponente zugeordnet sind und deren Vorschub einzeln oder gemeinsam aufgrund der ermittelten Unwuchtmeßwerte gesteuert werden.
Derartige Ausgleichseinheit en kommen insbesondere bei Auswuchtmaschinen zum Einsatz, bei denen der Rotor auf einer vertikal angeordneten, schwingfähig gelagerten, Aufspannwelle befestigt ist. Bei einem polaren Massenausgleich erfolgt der Ausgleich bei Rotoren mit relativ großen Ausgangsunwuchten, vorzugsweise mittels zwei Ausgleichseinheiten, die nebeneinander angeordnet sein können. Bei anderen Rotoren, die einen Ausgleich nur in bestimmten Winkelbereichen zulassen, erfolgt der Massenausgleich in Komponenten, der nacheinander oder aus Wirtschaftlichkeit sgründen auch gleichzeitig durchgeführt werden kann.
Die zunächst ermittelte Unwucht wird hierbei in die entsprechend festgelegten Ausgleichskomponenten vektoriell aufgeteilt und nachfolgend zur Steuerung der einzelnen Au sgleichseinheiten herangezogen.
Um nun Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers ausgleichen zu können, werden die Ausgleichseinheiten bei bekannten Auswuchtmaschinen auf getrennten Schlitten angeordnet, die radial zur Rotorachse bzw. Auswuchtmaschinenachse verschiebbar sind. Der Ausgleichsvorgang bei einer Auswuchtung eines Rotors nimmt im Verhältnis zur eigentlichen Meßzeit immer mehr Zeit in Anspruch, so daß aus diesem Grunde der Ausgleich in den entsprechenden Komponenten häufig gleichzeitig durchgeführt wird.
Diese Forderung setzt natürlich voraus, daß die Ausgleichseinheiten in jeder Ausgleichskomponente auf einem separaten Schlitten, der radial zur Werkstückachse verschiebbar ist, angeordnet werden zum Rotore mit unterschiedlichen Durchmessern verarbeiten zu können.
Durch die zwei oder mehreren getrennten Schlitten, die auch je eine Antriebseinheit und eine Kontrolleinrichtung für die Ausgleichseinheiten voraussetzen, ist eine derartige Vorrichtung sehr aufwendig und teuer.
Aufgabe der Erfindung St es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beseitigen voll Unwuchten an Rotoren, die unterschiedliche Durchmesser bzw. Ausgleichsdurchmesser aufweisen, vorzuschlagen, das einfach und kostengünstig@st und einen gleichzeitigen Umwuchtausgleich in den entsprechenden Komponenten zuläßt.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 und die eingangs genannte Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 3 angegebenen Äierkmale gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können die Ausgleichseinheiten auf einem verschiebbaren Schlitten angeordnet werden, wobei für beide Ausgleichseinheiten nur eine Antriebseinheit notwendig ist. Der Ausgleichsvorgang der beiden Ausgleichseinheiten wird durch einen Ausgleichstiefenmeßwertaufnehmer kontrollier, der die Signale einer Vergleichsschaltung weiterleitet, die dann bei Erreichen des gevünsehten Umwuchtmassenausgleiches die jeweilige Ausgleichseinheit getrennt oder gemeinsam in die Ausgangsposition zurückfahren läßt.
Die sich aufgrund der unterschiedlicher Ausgleichsdurchmesser ergebenden Winkel α zwischen den Ausgleichseinheiten, werden durch das erfindungsgemäße Verfahren durch korrigierte Ausgleichsmassen berücksichtigt, so daß die geforderte ftusgleicilsgüte erzielt werden kann, ohne daß durch Winkel- oder Größenfehler beim Ausgleich Restunwuchten im Rotor erhalten bleiben.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung können auch beim sogenannten polaren Massenausgleich eingesetzt werden.
Bei diesem Ausgleichsverfahren wird in der Rechenschaltung ebenfalls der sich durch die unterschiedlichen Rotordurchmesser ergebende WinkeloL zwischen den beiden Ausgleichseinheiten berücksichtigt, wobei in diesem Fall beide Ausgleichseinheiten mit der gleichen Ma s senausgleichsgröße beaufschlagt werden.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert: Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil einer Auswuchtmaschine.
Fig. 2 zeigt die Ausgleichseinheitensteuerung als Blockschaltbild.
Gemäß Fig. 1 kann eine Auswuchtmaschine aus einem Gehäuse 1, in dem die Auf spannwelle 2, die Antriebseinheit und die Meßwertaufnehmer in bekannter Weise angeordnet sein können, bestehen. Der auszuwuchtende Rotor 3 kann mittels einer Spanneinheit 4 auf der Aufspannwelle 2 befestigt sein. Auf einem besonders gestalteten feil des Gehäuses 1 kann ein verschiebbarer Schlitten 5 vorgesehen sein. Auf dem Schlitten 5 können die Ausgleichseinheiten 6 und 23 nebeneinander angeordnet sein und z. B. entsprechende Bohrspindeln 7 und 8 aufweisen. Es können aber auch andere vergleichbare Ausgleichseinrichtungen, wie z B.
Fräser vorgesehen werden. Der Antrieb der Ausgleichseinheiten 6 und 23 kann mittels einer Antriebseinheit 9 erfolgen. Als Antriebseinheit 9 kann ein Elektromotor vorgesehen sein, der über ein entsprechendes Getriebe mit den Bohrspindeln 7 und 8 in Eingriff steht. Durch eine geeignete Ausgestaltung der Bohrspindeln 7 und 8 z. B. als sogenannte Ziehspindeln, ist es möglich, beide Bohrspindeln 7 und 8 durch die Vorschubeinheit 10 zusammen beim Ausgleichsvorgang nach unten zu fahren, ab er getrennt, entsprechend der ermittelten Ma ssenau sgleichsgröße in der betreffenden Komponente wieder nach oben zurückzufahren.
Der Öffnungswinkel ot zwischen den Mittelachsen der beiden Ausgleichseinheiten 6 und 23 kann insbesondere, bei einem Massenausgleich in Komponenten, 90° betragen. Es kann aber auch eine andere Komponentenaufteilung gewählt werden. Bei einem polaren Massenausgleich mit zwei Ausgleichseinheiten ist der Öffnungswinkel 2 entsprechend kleiner, um eine möglichst große resultierende Ausgleichsmasse abtragen zu können.
Bei Rotoren 3 mit unterschiedlich großen Durchmessern bzw. Ausgleichsdurchmessern werden die Ausgleichseinheiten 6 und 23 zusammen auf dem Schlitten 5 entsprechend radial zur Achse der Auswuchtmaschine verschoben, um den Ausgleichsvorgang durchführen zu können Bei gleichbleibendem Abstand "a" zwischen den Mittelachsen der Ausgleichseinheiten 6 und 23, verändert sich natürlich der öffnungswinkel /. . Bei größeren Rotoren 3 ist der Öffnungswinkel α kleiner und bei kleineren Rotorne 3 größer.
Um nun einen korrekten Massenausgleich durchführen zu können, wird die Änderung des Öffnungswinkcl zwischen den beiden Ausgleichseinheiten 6 und 23 bei den Umwuchtausgleichsmassen entsprechend berücksichtigt, wobei die Korrektur wie nachfolgend beschrieben durchgeflhrt werden kann, Ein Meßwertaufnehmer 11 tastet die Schwingungen des Rotors 3 ab und leitet die Signales die aus einem Gemisch von Unwuchtsignal und überlagerten Störungen bestehen,über einen Verstärker 12,einer an stch bekannten Meßwertverarbeitungsschaltung 13 weiter. Bei der Meßwertverarbeitung werden die Unwuchtschwingungen von den Störschwingungen in bekannter Weise befreit. Gleichzeitig wird durch einen Winkelgeber 14 und einem entsprechend zugeordneten Phasenkanal 15 der Winkelbezug der Unwuchtschwingung gewonnen und tt-benfalts der Meßwertverarbeitungsschaltung 13 eingegeben, um in bekannter Weise die Ermittlung der Umwucht nach-Größe und Winkellage durchzuführen, wobei die Unwacht auch in vorgewählte, insbesondere 90° Komponenten zerlegt werden kann. Nachfolgend werden die Werte einer Rechenschaltung 18 weitergeleitet.
Der Durchmesser des Rotors 3 kann mittels einer Abtasteinrichtung 17 berührend oder berührungslos abgetastet und einem Funktionsgenerator 18 weitergeleitet werden. Der Funktionsgenerator 18 ist mit der Rechenschaltung 16 verbunden, so daß nachfolgend die ermitteln Unwuchtgrößen in den einzelnen Komponenten entsprechend dem tatsächlich vorhandenem Öffnungswinkelα korrigiert werden, Die so errechneten Umwuchtgrößen können Vergleichern 19 und 20 weitergeleitet werden, Der Vorschub der Ausgleichseinheiten 6 und 23 wird durch etnen Ausgleichstiefenmeßwertaufnehmer 21 abgefragt und dessen Ausgangssignale über einen entsprechenden Funktionsgenerator 22 ebenfalls den Verglelchern 19 und 20 eingegeben. Die Ausgangssignale der Vergleicher 19 und 20 übernehmen nachfolgend die Steuerung des beiden Ausgleichseinheiten 6 und 23.
Bei einem polaren Massenausgleich wird die Umwuchtgröße ebenfalls auf die -beiden Ausgleichskomponenten umgerechnet, wobei beide Werte gleich groß sind. Zur Steuerung der Ausgleichseinheiten 6 und 23 wäre in diesem Fall nur ein Vergleicher notwendig.
Der Abstand "a" zwt,schen den Achsen der beiden Ausgleichseinheiten 6 und 23 wird vorzugsweise so gewählt, daß bei dem größten zu verarbeitenden Rotor 3 der kleinste Öffnungswinkelα insbesondere 90°, vorhanden ist, so daß bei kleineren Rotoren 3 der Öffnungswinkelα größer wird und somit auch ungünstig liegende Unwuchtwerte, insbesondere derartige Unwuchtwart@, die nahe bei einer Ausgleichskomponente liegen, noch entsprechend vektoriell aufgeteilt werden können. Es können aber auch andere Winkelaufteilungen, wie z. B. 60° oder 45° gewählt werden.
Es kann aber auch ein Abstand "a" gewählt den, der bei einem Rotor 3 mit mittlerem oder kleinertem Durchmesser eine Komponentenaufteilung von 90° ergibt. Dies kann insbesondere dann notwendig werden, wenn mit großen Ausgangsunwuchten der Rotore 3 gerechnet werden muß. In diesem Fall muß bei größeren Rotoren 3 mit ungünstig liegenden Unwuchtwerten, die Meßelektronik in bekannter Weise eine entsprechende Komponentenachsenkreuzschiebung durchführen, damit der Unwuchtvektor wieder zwischen den einzelnen Ausgleichskomponenten zu liegen kommt und damit eine entsprechende Aufteilung ermöglicht wird

Claims

Patentansprüche: 1. erfahren zum Beseitigen von Unwuchten an Rotoren die unterschiedliche Durchmesser aufweisen, mit mindestens zwei Ausgleichseinheiten, die radial zur Rotorachse verschiebbar angeordnet und je einer Ausgleichskomponente zugeordnet sind und deren Vorschub einzeln oder gemeinsam aufgrund der ermittelten Unwuchtwerte gesteuert werden dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchtgrößen in den Komponenten entsprechend dem Ausgleichsdurchmesser des Rotors (3) und dem sich daraus ergebenden Offnungswinkel t zwischen den beiden parallel verschiebbaren Ausgleichseinheiten (62 23) korrigiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand "a' zwischen den Mittelachsen der beiden Ausgleichseinheiten (6, 23) so gewählt wird, daß beim größten Durchmesser eines zu prüfenden Rotors (3) ein Ö£fnungswiriel #von 900 erzielt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinheiten (6, 23) gemeinsam auf einem Schlitten (5) angeordnet sind und eine Abtasteinrichtung (17) zur Ermittlung des Durchmessers bzw. Ausgleichsdurchmessers des Rotors (3) vorgesehen ist, die mit einer Rechen schaltung (16) verbunden ist, die eine Korrektur der auszugleichenden Unwuchtmassen in Abhängigkeit des Öffnungswinkelsα zwischen den beiden Ausgleichseinheiten (6, 23) durchführt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinheiten (6, 23) durch eine gemeinsame Antriebseinheit (9, 10) angetrieben werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtasteinrichtung (17) zur berührungslosen Abtastung des Durchmessers eines Rotors (3) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Au sgleichstiefenme ßwertaufnehmer für beide Ausgleichseinheit en (6, 23) vorgesehen ist.