DE3509089C2

DE3509089C2 -

Info

Publication number: DE3509089C2
Application number: DE19853509089
Authority: DE
Inventors: Aleksei Nikolaevic Tjumanok; Jaan Voldemarovic Tamm; Juri Loitovic Sarandi; Elmar Voldemarovic Tallin Su Saa
Original assignee: TALLINSKIJ POLITECHNICESKIJ INSTITUT REVAL/TALLIN SU
Current assignee: TALLINSKIJ POLITECHNICESKIJ INSTITUT REVAL/TALLIN SU
Priority date: 1984-09-24
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1988-06-23
Also published as: DE3509089A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Technik des statischen und dynamischen Auswuchtens von Maschinen und Konstruktionen, genauer betrifft sie eine automatische Aus wuchtvorrichtung.

Die Erfindung kann zum Auswuchten von Rotoren, insbe sondere von Mahlaggregaten, beispielsweise Desintegratoren, vorteilhaft verwendet werden.

Bekannt ist eine Auswuchtvorrichtung (US-PS 24 05 404, NPK 74-573, 1946), die eine vertikale Welle, eine Scheibe und Auswuchtlasten in Gestalt von Pendeln enthält, die an der Scheibe angelenkt sind. Beim Umlauf des Rotors mit einer überkritischen Winkelgeschwindigkeit findet eine Selbst zentrierung des Rotors statt. Die Auswuchtlasten nehmen eine solche Stellung ein, daß sich der Massenmittelpunkt zur Drehachse hin verschiebt und hierdurch die Rotorunwucht verringert wird.

Jedoch kann die bekannte Vorrichtung bei horizontaler Wellenanordnung nicht zur Anwendung gelangen, weil in diesem Fall ein Aufschaukeln der als Pendel ausgebildeten Auswucht massen durch die Schwerkraft hervorgerufen wird. Das Schwin gen der Lasten verstimmt nun das Rotorauswuchten.

Bekannt ist eine Auswuchtvorrichtung (DE-PS 27 11 561, IPK G 01 M 1/36, 1978), die eine Welle und einen ringförmigen Kanal enthält, der mit einem Medium und als Kugeln ausge bildeten Auswuchtelementen gefüllt ist. Das spezifische Ge wicht des Mediums übersteigt das spezifische Gewicht der Auswuchtelemente. Beim Umlauf des Rotors mit einer überkri tischen Winkelgeschwindigkeit bewegt sich die schwere Flüssig keit im Kanal nach der entfernt liegenden Seite hin, wodurch das Auswuchten des Rotors verbessert wird. Zugleich verdrängt die Flüssigkeit die leichteren Kugeln, die sich nach der ent gegengesetzten Seite hin bewegen, wodurch die Rotorauswuchtung verschlechtert wird. Die Kammer ohne Kugeln stellt eine auto matische Auswuchtvorrichtung nach Leblanc dar (Den Hartog "Oszillation", M., 1972) (Den Hartog).

Eine Analyse dieser Auswuchtvorrichtung ist in einem Werk von A. Tjumanok "Über die Restunwucht beim automatischen Auswuchten von Rotoren", "Berichte des Tallinner polytech nischen Instituts", Nr. 393, 1976, S. 139-146, vorgenom men worden, wo eindeutig nachgewiesen ist, daß die Leblanc- Vorrichtung gegenüber anderen Auswuchtvorrichtungen weniger effektiv sei. Die bekannte Lösung steht der Leblanc-Vorrich tung infolge der gegenläufigen Bewegung von Flüssigkeit und Kugeln an ihrer Effektivität noch mehr nach.

Bekannt ist eine Auswuchtvorrichtung (US-PS 36 96 688, NPK 74-573, 1972), die eine ringförmige Kammer enthält, die am Rotor gleichachsig mit der Welle angebracht und teil weise mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt ist, in der sich als Kugeln ausgebildete Auswuchtelemente befinden. Beim Um lauf des Rotors mit einer überkritischen Geschwindigkeit findet eine Selbstzentrierung des Rotors statt. Die Kugeln rollen in der ringförmigen Kammer in der zur Verlagerung des Massenmittelpunktes entgegengesetzten Richtung, wodurch das Auswuchten des Rotors verbessert wird. Für die normale Funktion der Vorrichtung sollen sich die Kugeln über die pe riphere Oberfläche des ringförmigen Gehäuses leicht und un gehindert bewegen können. Jedoch werden bei längerem Betrieb die bei der Kugelabnutzung anfallenden Produkte, die Sedimen te der zähen Flüssigkeit und des Staubs unter der Fliehkraft wirkung auf der peripheren Kammeroberfläche, d. h. auf derje nigen Oberfläche, über die die erwähnten Kugeln zu rollen haben, abgeschieden. Dies erschwert das Rollen der Kugeln, und die Effektivität des automatischen Auswuchtens nimmt schroff ab.

Aus der DE-PS 9 19 076 ist eine automatische Auswuchteinrichtung bekannt, bei der kugelförmige Auswuchtelemente sich auf einen Ring stützen, der in einer in der mittigen Querschnittsebene umlaufenden Nut der Rotorkammer eingelassen ist. Hier soll eine selbständig wirkende Bremsvorrichtung geschaffen werden, die die Kugeln im Stillstand des Rotors festhält und bei Erreichen der Betriebsdrehzahlen freigibt, wozu der Ring an einer Umfangsstelle aufgetrennt ist und die Kugeln im Stillstand mit einer nach Innen wirkenden Kraft elastisch beaufschlagt, sich aber bei den Betriebs drehzahlen unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte aufweitet und seine bremsende Kraftwirkung verliert. Diese Ausbildung ist zur Lösung des Problems der Beseitigung der Verschleißprodukte der Kugeln weder gedacht noch geeignet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Auswuchtvorrichtung zu schaffen, deren kon struktive Ausführung es erlauben würde, die Effektivität des Rotorenauswuchtens bei längerem Betrieb in einem verstaubten Medium zu erhöhen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer automatischen Auswuchtvorrichtung, die eine ringförmige Kam mer enthält, die am Rotor gleichachsig mit der Welle ange bracht und teilweise mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt ist, in der sich als Kugeln ausgebildete Auswuchtelemente befinden, erfindungsgemäß die Kammer mit zwei Ringen versehen ist, die an der Außenwand der Kammer auf deren Innenseite mit einem Axialabstand zwischen ihnen angebracht sind, dessen Größe kleiner als die Größe der Auswuchtelemente ist, wobei die Innenflächen der Ringe kegelig ausgebildet und mit ihrem größeren Halbmesser dem Axialabstand zugekehrt sind.

Zweckmäßigerweise wird die Vorrichtung mit mindestens zwei Elementen zum Grobauswuchten des Rotors ausgestattet, die außerhalb der Kammer auf der Innenseite mit der Möglich keit einer Bewegung an einem Kreis angebracht sind, wobei ein jedes Element mit einer Fixiereinheit zur Fixierung desselben in der jeweils erforderlichen Stellung versehen ist.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, die Vibrations amplitude des Rotors um ein 3- bis 4faches zu verringern, die Betriebsdauer der Vorrichtung dagegen zu verlängern.

Im folgenden wird die Erfindung durch ein konkretes Aus führungsbeispiel derselben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 den Radialschnitt der auto matischen Auswuchtvorrichtung;

Fig. 2 den Querschnitt der auto matischen Auswuchtvorrichtung.

Die erfindungsgemäße automatische Auswuchtvorrichtung enthält eine ringförmige Kammer 1 (Fig. 1), die in einem in einem Rotor 3 ausgeführten Sitz 2 gleichachsig mit ei ner Welle 4 angeordnet ist. Die Kammer 1 ist mit einer zähen Flüssigkeit 5 teilweise gefüllt und mit einem Deckel 6 ab gedeckt, in dem eine Bohrung 7 vorgesehen ist, durch welche die Kammer 1 mit der Flüssigkeit 5 gefüllt wird. In der Kam mer 1 befinden sich Auswuchtelemente in Gestalt von Kugeln 8. Die Kammer 1 ist mit zwei Ringen 9 versehen, die an ihrer Außenwand auf deren Innenseite angebracht sind. Die Ringe 9 sind mit einem Axialabstand 10 relativ zueinander angebracht, dessen Größe kleiner als die Größe der Auswuchtelemente ist, so daß ein Kanal zum Ansammeln der Abnutzungsprodukte der Kugeln 8 und des Sediments gebildet wird. Die Innenflächen 11 der Ringe 9 sind kegelig ausgebildet und mit ihrem größeren Halbmesser dem Axialabstand 10 zugekehrt.

Die Kammer 1 wird im Sitz 2 mit Hilfe einer Fixiereinrichtung 12, beispielsweise einem elastischen Ring, fixiert.

Die Vorrichtung enthält ferner mindestens zwei Elemente 13 zum Grobauswuchten des Rotors 3, die außer halb der Kammer 1 an einem Kreis verschiebbar ange bracht sind. Sie stützen sich gegen einen Bund 14 ab, der am Deckel 6 vorgesehen ist. Die Elemente 13 werden in der vorgegebenen Stellung mit Hilfe einer Fixier einheit fixiert, die beispielsweise aus einer elasti schen Blattfeder 15 und einer Druckschraube 16 besteht, wobei das gebogene Ende der Feder 15 mit einem Vorsprung 17 des Rotors 3 in Berührung steht.

Die automatische Auswuchtvorrichtung arbeitet auf folgende Weise. Die ringförmige Kammer 1 wird mit ei ner zähen Flüssigkeit, beispielsweise Transmissionsöl, gefüllt. Beim Umlauf des Rotors 3 beginnen die Kugeln 8, indem sie durch die Kräfte der zähen Flüssigkeit 5 mitgerissen werden, in der Kammer 1 zu rotieren. Damit die Kugeln 8 sich in die jeweils erforderliche Stel lung leicht und ungehindert bewegen können, stützen sie sich gegen die Kegelflächen an den Ringen 9, die dafür sorgen, daß sich die Abnutzungsprodukte der Kugeln 8 und des Sediments in dem vom Axialabstand 10 gebildeten Kanal ansammeln.

Für die Funktion der automatischen Auswuchtvor richtung soll der Rotor 3 mit einer Winkelgeschwindig keit umlaufen, die die kritische Drehzahl des Rotors 3 übersteigt. In diesem Fall findet eine Selbstzent rierung des Rotors 3 statt. Bei überkritischen Dreh zahlen des Rotors 3 nehmen die Kugeln 8 eine Stellung ein, die das Auswuchten des Rotors 3 korrigiert (siehe beispielsweise Den Hartog "Oszillation", Moskau, 1972 und A. N. Tjumanok "Über die Restunwucht beim automa tischen Auswuchten von Rotoren", Berichte des Tallin ner polytechnischen Instituts, Nr. 393, 1976, S. 139-146). Der Korrekturgrad wird um so höher sein, je leichter und ungehinderter die Kugeln 8 über die Kegel flächen der Ringe 9 rollen werden, also hängt der Korrekturgrad auch von der Reinheit derselben ab, die durch die Abscheidung der Abnutzungsprodukte der Kugeln 8 und des Sediments im Axialabstand 10 ge währleistet wird. Beim Umlauf des Rotors 3, beispiels weise des Rotors eines Mahlaggregats, entsteht eine veränderliche Unwucht, die durch die Lage der Kugeln 8 kompensiert wird. Bei längerem Betrieb aber kann eine erhebliche Unwucht entstehen, die durch die Lage der Kugeln 8 schwer kompensierbar ist. In diesem Fall muß der Rotor 3 zum Stehen gebracht und durch eine Ver stellung der Grobauswuchtungselemente 13 ausgewuchtet werden, wobei die Grobauswuchtungselemente mit Hilfe der Feder 15 und der Druckschraube 16 zu fixieren sind.

Somit gestattet die vorliegende Erfindung es, die Vibrationsamplitude des Rotors 3 und die auftre tenden dynamischen Kräfte zu verringern. Dies gewähr leistet einen Betrieb der Vorrichtung während einer langen Zeit. Außerdem ist die Möglichkeit eines Grob auswuchtens durch die verstellbaren Elemente 13 vorge sehen, die ohne Abnahme der Rotoren 3 unmittelbar am Betriebsort durchgeführt werden kann, wodurch die Stillstandszeit der Ausrüstungen verkürzt wird.

Claims

1. Automatische Auswuchtvorrichtung, die eine ring förmige Kammer (1) enthält, die an einem Rotor (3) gleich achsig mit einer Welle (4) angebracht ist und teilweise mit einer zähen Flüssigkeit (5) gefüllt ist, in der sich Aus wuchtelemente in Gestalt von Kugeln (8) befinden, da durch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) mit zwei Ringen (9) versehen ist, die an der Außenwand der Kammer auf deren Innenseite mit einem Axialabstand (10) zwi schen ihnen angebracht sind, dessen Größe kleiner als die Größe der Auswuchtelemente ist, wobei die Innenfläche der Ringe (9) kegelig ausgebildet und mit ihrem größeren Halb messer dem Axialabstand (10) zugekehrt sind.

2. Automatische Auswuchtvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch minde stens zwei Grobauswuchtungselemente (13) des Rotors (3), die außerhalb der Kammer (1) auf der Innen seite mit der Möglichkeit einer Bewegung an einem Kreis an gebracht sind, wobei ein jedes Element (13) mit einer Fixier einheit zur Fixierung desselben in der jeweils erforderlichen Stellung versehen ist.