DE316114C

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Publication number: DE316114C
Application number: DENDAT316114D
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Description

Mit großer Geschwindigkeit umlaufende Körper erfordern für deren richtigen Gang einen möglichst vollkommenen Massenausgleich; d. h. ein möglichst genaues Zusammenfallen des Schwerpunktes mit der Drehungsachse. Bodies rotating at great speed require them to walk correctly a mass balance that is as perfect as possible; d. H. a coincidence as precisely as possible of the center of gravity with the axis of rotation.

Bisher hat man auf zweierlei Weise versucht, dieser Anforderung zu genügen. Man bestimmte die Schwerpunktslage entweder auf statischem Wege, wobei man den auszugleichenden Körper mit der Drehungsachse auf zwei gehärtete Stahllineale legt und versucht, ihn mittels Gegengewichte so gut wie möglich in das indifferente Gleichgewicht zu bringen, oder auf d3^namischem Wege, wobei man den Körper in schnelle Umdrehung versetzt und aus den auftretenden Schwingungen die erforderlichen Angaben für den Ausgleich erhält. ·■■..·So far, attempts have been made in two ways to meet this requirement. Man determined the center of gravity either statically, whereby one has to compensate Lays the body with the axis of rotation on two hardened steel rulers and tries to using counterweights to bring him into indifferent equilibrium as well as possible bring, or in a d3 ^ namic way, in which the body is set in rapid rotation and the information required for compensation from the vibrations that occur receives. · ■■ .. ·

Das letzte der beiden erwähnten Verfahren ergab bisher die genauesten Resultate und ermöglichte eine Bestimmung der Schwerpunktexzentrizität bis auf 12 bis 14 Tausendstel eines Millimeters.The last of the two procedures mentioned so far gave the most accurate results and made it possible a determination of the center of gravity eccentricity down to 12 to 14 thousandths of a millimeter.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, das zu den statischen gehört, und betrifft eine zur Ausführung des Verfahrens dienende' Einrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der auszubalanzierende Körper am einen Ende mit seiner Achse auf eine Wage aufgelegt und am anderen Ende frei beweglich auf- · gehängt ist. Der Körper wird bei dieser Lagerung in verschiedene Stellungen in bezug auf die Drehachse gebracht, und in jeder derselben wird mittels eines Gegengewichtes das. Moment des Körpergewichtes in bezug auf den Stützpunkt der Wage bestimmt.The invention relates to and relates to a method belonging to the static type a device which is used to carry out the method and which is characterized by that the body to be balanced is placed at one end with its axis on a balance and freely movable at the other end is hanged. The body is in different positions in relation to this position brought on the axis of rotation, and in each of these by means of a counterweight the. Moment of body weight in relation to the base of the balance is determined.

Bei einem bekannten Verfahren wird der Umlaufkörper drehbar um einen Zapfen gelagert, der am einen Arm einer Wage starr befestigt ist. Der Drehkörper wird nun in verschiedene Stellungen in bezug auf seine Drehachse gebracht und jeweils das Gegengewicht bestimmt, das zum Ausgleich des Körpers auf den anderen Arm der Wage gestellt werden muß. ;In a known method, the Recirculating body rotatably mounted around a pin that is rigidly attached to one arm of a balance is attached. The rotating body is now in different positions with respect to his Axis of rotation brought and each determined the counterweight that is used to compensate for the Body must be placed on the other arm of the balance. ;

Abgesehen davon, daß der Spielraum zwischen dem festen Zapfen und dem Drehkörper notwendigerweise größer ist als die zu ermittelnde Exzentrizität des Schwerpunktes in bezug auf die Drehachse, läßt sich dieses bekannte Verfahren überhaupt nicht in den Fällen anwenden, für welche die Erfindung hauptsächlich bestimmt ist, nämlich zum Ausbalanzieren von schweren Drehkörpern, namentlich Rotoren von Dampfturbinen, Dynamoankern -u. dgl. Diese Körper, die öfter mehrere Tonnen schwer sind, lassen sich nicht mit'dem Arm einer Wage in der erforderlichen Weise starr verbinden.Apart from the fact that the clearance between the fixed pin and the rotating body is necessarily greater than the eccentricity of the center of gravity to be determined in With regard to the axis of rotation, this known method cannot be used in the cases at all apply for which the invention is mainly intended, namely for balancing of heavy rotating bodies, namely rotors of steam turbines, dynamo armatures -u. Like. These bodies, which are often several tons in weight, cannot be in the required position with the arm of a balance Way rigidly connect.

Von den bekannten Verfahren unterscheidet sich das bei der Einrichtung nach der ■' This differs from the known methods when setting up according to the ■ '

. Erfindung angewandte Verfahren dadurch, daß die. Genauigkeit mehr als das Zehnfache des bisher Erreichten beträgt. Eine Bestimmung der Schwerpunktexzentrizität bis auf S ein Tausendstel eines Millimeters ist nach der Erfindung mit einfachen Mitteln zu verwirklichen, was zugleich eine entsprechend größere Annäherung an den vollkommenen Ausgleich bedeutet.. Invention applied method in that the. Accuracy more than ten times of what has been achieved so far. A determination of the center of gravity eccentricity up to S one thousandth of a millimeter can be achieved according to the invention with simple means, which at the same time means a correspondingly greater approximation to the perfect balance.

Die einfachste und zweckmäßigste Anwendung der Einrichtung bestellt darin, daß der Rotationskörper an einem Ende in der Drehungsachse unterstützt wird, was durch ein an dieser Stelle angeordnetes Universal- jThe simplest and most expedient application of the facility is that the body of revolution is supported at one end in the axis of rotation, what by a universal j

gelenk erreicht werden kann, während das ! andere Ende auf der AVage ruht, mittels der j die Wägungen bei verschiedenen Lagen des Körpers vorgenommen werden.joint can be achieved while that! the other end rests on the AVage, by means of the j the weighings are made at different positions of the body.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung schaubildlich dargestellt.In the drawing is an embodiment of the device according to the invention shown graphically.

Die Welle 2 der Lauftrommeli einer Turbine ist bei 3 mittels eines Universalg'elenks unterstützt und ruht bei 4 auf dem einen Arm einer empfindlichen Wage, die mittels Schneiden auf dem Stützbock 6 gelagert ist und am gegenüberliegenden Arm das verschiebbare Gegengewicht 7 mit Laufgewicht 8 trägt.
In der Zeichnung ist weiter mit G die Lage des Schwerpunktes angedeutet; es werde angenommen, daß letzterer sich in einer Entfernung α von der Drehungsachse befindet. Das Gewicht der Lauf trommel, das bei den Stellen 3 und 4 der Welle aufgenommen wird, ergibt an letzterer Stelle einen Druck// nach unten, dessen Größe von der Lage des Schwerpunktes zwischen den Punkten 3 und 4 abhängig ist. Aus der Zeichnung geht hervor, daß die Entfernung b, in. der man sich den Druck// in bezug auf die Drehungsachse wirksam denken kann, in demselben Verhältnisse größer ist als a, in dem H kleiner ist als G. Das Moment von H in bezug auf die Drehungsachse ist folglich dasselbe \vie das Moment von G, und dieses Moment eben ist auf folgende Weise durch Wägung leicht zuThe shaft 2 of the Lauftrommeli of a turbine is supported at 3 by means of a universal joint and rests at 4 on one arm of a sensitive balance, which is mounted on the support frame 6 by means of cutting and carries the sliding counterweight 7 with the running weight 8 on the opposite arm.
In the drawing, G also indicates the position of the center of gravity; it is assumed that the latter is at a distance α from the axis of rotation. The weight of the barrel, which is recorded at points 3 and 4 of the shaft, results in a pressure // downwards at the latter point, the size of which depends on the position of the center of gravity between points 3 and 4. It can be seen from the drawing that the distance b, at which the pressure // can be effectively imagined in relation to the axis of rotation, is in the same proportion greater than a, in which H is smaller than G. The moment of H in with respect to the axis of rotation is consequently the same as the moment of G, and this moment is easily closed in the following way by weighing

ermitteln. .determine. .

.' Ist die Lauftrommel in ihren Stützpunkten. ' Is the drum in its base

abgelagert, so wird die Wage mittels des verschiebbaren Gegengewichts 7 ins Gleichgewicht gebracht, wobei ein Zeiger 9 in passender Entfernung von dem Bocke 6 auf den Gleichgewichtspunkt eingestellt werden soll. Es wird dann die Lauftrommel um einen gewissen Winkel, z. B. ¹I₈ Drehung, verdreht, wobei die Trommel vorzugsweise von der Wage abgehoben und frei von dieser abge-deposited, the balance is brought into equilibrium by means of the displaceable counterweight 7, with a pointer 9 being set to the point of equilibrium at a suitable distance from the bracket 6. It is then the drum at a certain angle, z. B. ¹ I ₈ rotation, twisted, with the drum preferably lifted from the balance and freely removed from it.

. stützt wird. Ist die Lauftrommei in der zweiten Lage aufs neue auf die Wage aufgelegt, so wird letztere mittels des Laufgewichts 8 wieder ins Gleichgewicht gebracht, wobei also der . Zeiger 9 denselben Gleichgewichtspunkt anzeigt wie bei der ersten Wägung. . is based. Is the running drum in the second layer is placed on the scales again, the latter is determined by means of the running weight 8 brought back into balance, so the. Pointer 9 the same point of equilibrium as for the first weighing.

Dann wird die Lauftrommel weiter um ¹^ Drehung verdreht und die Wage aufs neue ins Gleichgewicht gebracht; dieses Verfahren wird wiederholt, bis die Lauf trommel eine ganze Umdrehung vollbracht hat.Then the drum is turned a further ¹ ^ turn and the balance is brought into equilibrium anew; this process is repeated until the drum has completed a full revolution.

Aus den ermittelten Verschiebungen des Laufgewichts 8 kann man schon mit einer gewissen Annäherung darauf schließen, an ■welcher Seite der Drehungsachse der Schwerpunkt sich ungefähr befindet. Die genaue Stelle ermittelt man leicht auf graphischem Wege. Es werden dazu auf einer Horizontalachse die Lagen des Laufgewichts in gleichen Abständen, die als Abszisse mit den untereinander gleichen Drehungswinkeln der Lauftrommel übereinstimmen, als Ordinate eingetragen. Die Kurve, die durch die auf diese Weise ermittelten Punkte gezogen werden kann, ist eine Sinuskurve und besitzt einen Maximum- und einen Minimumpunkt, die mit denjenigen Lagen der Lauf trommel übereinstimmen, bei welchen der Schwerpunkt in der größten bzw. geringsten Entfernung vom Stützpunkt der Wage liegt. Das Ergebnis dieser graphischen Ermittlung der Schwerpunktlage ist durch Einstellen der Lauftrommel in die entsprechende Lagen leicht nachzuprüfen; das Laufgewicht 8 muß sich dann, beim Gleichgewicht der Wage, in seiner äußersten Lage befinden.From the determined shifts of the barrel weight 8 one can already use one some approximation on which side of the axis of rotation the center of gravity is located approximately. The exact location can easily be determined on a graph Ways. For this purpose, the positions of the running weight are equal on a horizontal axis Distances as the abscissa with the same rotation angles of the running drum match, entered as the ordinate. The curve drawn through the points found in this way is a sine curve and has a maximum and a minimum point, the coincide with those positions of the barrel drum in which the focus in the greatest or shortest distance from Base of the balance is. The result of this graphical determination of the center of gravity can be easily checked by adjusting the drum in the appropriate positions; the barrel weight 8 must then be in its extreme position when the balance is in balance.

Die Änderung des Moments, die bei Drehung der Lauf trommel an der einen Seite des Wagenstützpunktes auftritt, ist notwendigerweise dieselbe wie die Änderung des Moments'auf der anderen Seite infolge der Verschiebung des Laufgewichts 8. Dieses Moment, das durch das Produkt des Gewichts und der Laufgewichtsverschiebung gebildet wird, ist gleich dem doppelten Moment H χ b, und folglich ebenfalls gleich dem doppelten Moment des Gewichts der Lauftrommel in bezug auf die Drehungsachse. Aus diesem Moment und aus dem Gewicht der Läuiftrommel ist die Exzentrizität α leicht zu ermitteln.The change in the moment that occurs when the running drum rotates on one side of the car support point is necessarily the same as the change in the moment on the other side as a result of the displacement of the barrel weight 8. This moment, which is determined by the product of the weight and the Running weight displacement is formed is equal to twice the moment H χ b, and consequently also equal to twice the moment of the weight of the running drum with respect to the axis of rotation. The eccentricity α can easily be determined from this moment and from the weight of the rotor.

Die Empfindlichkeit der Wage ist bei zweckmäßiger Konstruktion leicht derartig zu steigern, daß bei der Wägung einer Lauftrommel von 10 Tonnen eine Momentänderung von ι kg/cm ohne Schwierigkeit anzuzeigen ist mittels eines Laufgewichts von z. B. ι kg, was mit einer wagerechten Entfernung des Schwerpunktes von ^a/₃ Tausendstel eines Millimeters übereinstimmt. ·, ' 'The sensitivity of the balance can easily be increased with an appropriate construction so that when weighing a drum of 10 tons a moment change of ι kg / cm can be indicated without difficulty by means of a running weight of z. B. ι kg, which corresponds to a horizontal distance from the center of gravity of ^a / ₃ thousandths of a millimeter. ·, ''

Da beim Wägen derartig geringe Gewichtsänderungen in Frage kommen, ist es erforderlich, daß während der ganzen Dauer der Wä- 12,0Since such small changes in weight are possible during weighing, it is necessary to that during the whole duration of the period of 12.0

gung die Lauftrommelwelle immer mit vollkommenster Genauigkeit an derselben Stelle auf der Wage ruht. Es hat sich ergeben, daß diese Genauigkeit auf einfache Weise zu erreichen ist, indem der abgedrehte scharfe Kragen der Welle, der durch Schleuderwirkung als Ölabstreicher wirkt, auf kupfernen Einlagen in der Wage abgestützt wird, in die der Kragen eindringt, und eine feine Nut bildet, welche ein genaues Auflegen der Lauftrommel bei den folgenden Wägungen sichert. Es ist klar, daß für den Ausgleich der Lauftrommel ein gleiches Moment wie das des Gewichts der Lauftrommel· zugesetzt wer-the drum shaft always with the utmost accuracy in the same place resting on the scales. It has been found that this accuracy can be achieved in a simple manner is in that the twisted, sharp collar of the shaft, which acts as an oil scraper due to the centrifugal effect, on copper Deposits in the balance is supported, into which the collar penetrates, and a fine groove forms, which ensures an exact placement of the drum during the following weighings. It is clear that a moment equal to that of the weight of the drum is added to balance the drum.

^X5 den muß, und zwar durch Erschwerung der letzteren in bezug auf den Schwerpunkt, oder aber, und dies ist zu bevorzugen, durch Verringerung des Lauftrommelgewichts auf der Seite des Schwerpunkts. Der Ausgleich besteht deshalb wesentlich darin, daß das mittels des Laufgewichts bestimmte Moment für die Hälfte der Lauftrommel durch eine geringe Ausbohrung auf der Seite des Schwerpunkts im vorderen und im hinteren Ende der Lauftrommel entnommen wird. Die Gewichte der auszubohrenden Teile sind abhängig von der Lage des Schwerpunkts zwischen den Flächen, wo die Ausbohrung vorgenommen wird. ^X 5 must, by making the latter more difficult with respect to the center of gravity, or else, and this is preferable, by reducing the weight of the running drum on the side of the center of gravity. The balance therefore consists essentially in the fact that the torque determined by means of the barrel weight for half of the barrel drum is taken through a small bore on the side of the center of gravity in the front and rear end of the barrel drum. The weights of the parts to be drilled depend on the position of the center of gravity between the surfaces where the drilling is made.

Claims

Patent Claim:.

Device for 'balancing circulating bodies in which the center of gravity in relation to the axis of rotation by placing the body on a balance and changing position ^: a counterweight at. different positions of the body with respect to the axis is determined, characterized in that the revolving body is placed on the scales at one end of its axis and is suspended freely movable at the other end.

1 sheet of drawings.