DE422231C - Verfahren zum Auswuchten wellenelastischer Koerper - Google Patents

Verfahren zum Auswuchten wellenelastischer Koerper

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DE422231C
DE422231C DESCH66455D DESC066455D DE422231C DE 422231 C DE422231 C DE 422231C DE SCH66455 D DESCH66455 D DE SCH66455D DE SC066455 D DESC066455 D DE SC066455D DE 422231 C DE422231 C DE 422231C
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DE
Germany
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balancing
speed
wave
elastic
elastic bodies
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Expired
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DESCH66455D
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English (en)
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Darmstadt Maschf GmbH
EISENGIESSEREI
ERNST LEHR DIPL ING
HANS HEYMANN DIPL ING DR
Carl Schenck AG
Original Assignee
Darmstadt Maschf GmbH
EISENGIESSEREI
ERNST LEHR DIPL ING
HANS HEYMANN DIPL ING DR
Carl Schenck AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/02Details of balancing machines or devices
    • G01M1/04Adaptation of bearing support assemblies for receiving the body to be tested

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)

Description

  • Verfahren zum Auswuchten wellenelastischer Körper. Unter wellenelastische Körper sind solche sich drehende Maschinenteile zu verstehen, deren Betriebsdrehzahl in der Nähe der kritischen Drehzahl liegt, so daß sich größere elastische Durchbiegungen der Welle bzw. des Körpers selbst infolge der Beanspruchung durch freie Fliehkräfte bemerkbar machen. Da sich diese Durchbiegungen mit der Drehzahl ändern und daher für jede Drehzahl verschiedene Wuchtmassenwirkungen entstehen, ist es notwendig, diese Durchbiegungen zum Verschwinden zu bringen, bevor die Auswuchtung des Körpers in üblicher Weise vorgenommen wird. Gemäß der Erfindung erfolgt daher das Auswuchten wellenelastischer Körper in der Weise, daß zunächst die während der Drehung entstehende Durchbiegungslinie des Körpers bzw. der Welle ermittelt wird, worauf diese elastische Linie durch Anbringung oder Fortnahme von Gewichten so ausgerichtet wird, daß sie für alle Drehzahlen des Körpers, insbesondere für die Betriebsdrehzahl, vollkommen oder mit praktisch genügender Genauigkeit gerade wird. Erst hierauf erfolgt dann die Auswuchtung des Körpers in beliebiger bekannter Weise.
  • Die Entstehung der Wellendurchbiegung in der Nähe der kritischen Drehzahl hat die folgenden Ursachen: Die kritische Drehzahl ist eine Resonanzerscheinung. Das schwingungsfähige Gebilde, welches in Resonanz gerät, ist der sich drehende Maschinenteil mit seiner Welle. Zum Auftreten der Resonanzerscheinung ist eine unter Federwirkung stehende Masse und eine auf die abgefederte Masse wirkende Kraft erforderlich.
  • Die Masse des schwingenden Gebildes wird in der Hauptsache durch die Masse des Maschinenteiles gebildet, während die Federung in erster Linie von der Welle herrührt und deshalb von deren Abmessungen und auch der Art ihrer Lagerung abhängt. Bei langgestreckten Körpern lassen sich zwar beide Einflüsse nicht scharf trennen, da hier auch die Masse der Welle eine erhebliche Rolle spielt und auch der Körper zur Federung beiträgt, doch kann in jedem Falle dieEigentaktzahl des vorhandenen Schwingungsgebildes festgestellt und durch ein ideelles Schwingungsgebilde mit gleicher Taktzahl er- J setzt gedacht werden, welches durch eine bestimmte Massengröße und eine bestimmte massenlose Federung hervorgerufen wird.
  • Der die Resonanzerscheinung hervorrufende Schwingungserreger besteht aus den durch die Wuchtmassenhervorgerufenen Fliehkräften. Die Taktzahl der erregenden Kräfte ist daher gleich der Drehzahl des Körpers. Die Größe des Schwingungserregers und seine Lage zum Prüfkörper läßt sich nicht durch theoretische Erwägung ermitteln und war auch bisher nicht auf dem Wege des Versuchs bestimmbar. Unrichtig wäre es jedenfalls, die kritische Drehzahl und die bei ihr auftretende elastische Durchbiegung lediglich aus der Exzentrizität des Gesamtschwerpunktes, also der sogenannten statischen Unbalanz, herzuleiten.
  • Vereinfacht wird die Lösung der Aufgabe durch die Einführung eines »resultierenden Schwingungserregers«. Zur Festlegung dieses Begriffes ist es nötig, sich die Form der auftretenden elastischen Linie, wenigstens in ihren Grundzügen, klarzumachen. Bei der kritischen Drehzahl erster Ordnung ist die elastische Linie a, wie dies Abb. 2 der Zeichnung veranschaulicht, bogenförmig. Sie besitzt also nur einen einzigen Scheitelpunkts. Bei der kritischen Drehzahl zweiter Ordnung nimmt die Welle des Prüfkörpers eine S-förmige Gestalt an (vgl. b, Abb. 3), welche zwei Scheitelpunkte s1 und s2 aufweist, die auf entgegengesetzten Seiten der die Lager verbindenden Achse liegen. In entsprechender Weise erscheinen bei der kritischen Drehzahl dritter Ordnung drei Scheitelpunkte der elastischen Linie usf. Als resultierender Schwingungserreger wird nun diejenige sich aus Gewicht und dessen Radius von der Mittelachse zusammensetzende Wirkung verstanden, welche, in der durch den bzw. die Scheitelpunkte der jeweiligen elastischen Linie gelegten Radialschnittebene wirkend, für alle Drehzahlen den gleichen Schwingungsausschlag, d. h. die gleiche Durchbiegung, hervorbringt wie die tatsächlich vorhandenen, über den Körper verteilten Wuchtmassenwirkungen.
  • Nunmehr ist es nur erforderlich, die Größe des resultierenden Schwingungserregers fest- ! zustellen und seine Lage in achsialer und radialer Richtung gegenüber dem Prüfkörper zu ermitteln. Sind diese Angaben bekannt, so kann die Wirkung des resultierenden Schwingungserregers z. B. durch ein entsprechendes Ausgleichgewicht, das in der ermittelten Radialschnittebene im Durchmesser gegenüber angebracht wird, oder auch durch Fortnahme entsprechender Masse an der Stelle des resultierenden Schwingungserregers mit praktisch ausreichender Genauigkeit beseitigt werden. Die elastische Linie der Prüfkörperwelle wird hierdurch eine Gerade. Die Anzahl der resultierenden Schwingungserreger und damit die Zahl der notwendigen Gegengewichte entspricht der Anzahl der Scheitelpunkte s der elastischen Linie, somit auch der Ordnungszahl derjenigen kritischen Drehzahl, welche in der Nähe der Betriebsdrehzahl des Prüfkörpers liegt.
  • Das neue Verfahren kann in der folgenden Weise ausgeführt werden (vgl. Abb. i) : Der Prüfkörper P wird in eine Vorrichtung gebracht, in welcher er wahlweise um zwei Stellen, und zwar zweckmäßig um die Lagerstellen b1 und b2 des Körpers Pendelschwingungen auszuführen vermag. Diese Lagerstellen werden jedoch z. B. mittels der in der Zeichnung veranschaulichten Druckschrauben d beiderseits festgestellt, und nun wird der Körper auf eine solche Drehzahl gebracht, daß die maßgebende Durchbiegung seiner elastischen Linie bequem wahrgenommen werden kann. Diese Drehzahl braucht nicht mit der Betriebsdrehzahl oder der benachbarten kritischen Drehzahl übereinzustimmen. Die Gestalt der elastischen Linie wird durch Anzeigevorrichtungen v an mindestens drei verschiedenen Stellen gleichzeitig festgelegt, und auf diese Weise werden der oder die Scheitelpunkte der elastischen Linie ermittelt. Die Aufzeichnungsvorrichtungen müssen die Größe der Durchbiegung an der betreffenden Stelle der Achse für jede Drehzahl, besonders für die höchste erreichte Drehzahl, erkennen lassen und auch die Lage des größten Ausschlages relativ zum Prüfkörper bei jeder Drehzahl anzeichnen. Ferner muß aus der Symmetrie der bei einem Rechts- und einem Linkslauf gemachten Aufzeichnungen auf die Lage des resultierenden Schwingungserregers geschlossen werden können.
  • Nach Festlegung der Gestalt der elastischen Linie durch die Anzeigevorrichtungen- wird zweckmäßig mittels dieser Vorrichtung in der bzw. den Radialschnittebenen der Scheitelpunkte nach einem Rechts- und. einem Linkslauf die genaue Lage des resultierenden Schwingungserregers in radialer Richtung ermittelt. Nunmehr kann durch ein Gewicht, welches im Durchmesser dem resultierenden Schwingungserreger gegenüberliegt, dessen Wirkung ausgeglichen werden. Die Größe des Ausgle.'chgewichts kann in bekannter Weise durch Eingabeln. gegebenenfalls mit Hilfe von Kurvenaufzeichnungen, festgestellt werden. Um sich von der richtigen Wirkung zu überzeugen, kann das Gewicht so lange vergrößert werden, bis dieDurchbiegungen nach der entgegengesetzten Seite hin auftreten und mit der Vergrößerung des Gewichts zunehmen.
  • Die Anzeigevorrichtung muß hierbei die Größe der jeweiligen Ausschläge genau zu messen gestatten.
  • Nach Anbringung der richtigen Gegengewichte in der genau bestimmten Lage ist die elastische Linie der Welle zu einer geraden Linie gestreckt. Nunmehr kann der Prüfkörper in- beliebiger bekannter Weise wie ein starrer unausgewuchteterKörper behandelt und ausgewuchtet werden.
  • Hierbei sind, um zur vollkommenen Auswuchtung des Prüfkörpers zu gelangen, nun nur noch die in den beiden Maschinenlagern verbliebenen Kraftwirkungen zu beseitigen.
  • Wenn, wie in Abb. q. angenommen wurde, an dem Prüfkörper P zur Beseitigung der elastischen Durchbiegung, also zur Streckung der Welle, das Gewicht G angebracht worden ist, so setzen sich die in den Lagern L1 bzw. ZZ entstehenden Komponenten G1 bzw. G2 des Zusatzgewichts G je mit einer der Kräfte Q bzw. P des Kraftkreuzes zusammen, das von den Wuchtmassen des als starr anzunehmenden Körpers herrührt. Das nunmehr folgende Auswuchten hat demnach mit den resultierenden Kräften R1 bzw. R2 in den Lagern L1 bzw. L2 zu rechnen.
  • Die Aufdeckung und Beseitigung dieser Lagerreaktionen kann nach dem bekannten Doppelpendelprinzip durch wechselweises Auswuchten um einen als Pendelachse festgelegten Lagermittelpunkt erfolgen. Der Weg zur Ermittelung der Lagerreaktion ist der gleiche wie beim Auswuchten starrer Körper. Zweckmäßig wird hierbei die Ausgleichebene so dicht, als dies praktisch möglich ist, an die Lagerstellen gelegt.

Claims (1)

  1. PATENT-ANsPRUcH: Verfahren zum Auswuchten von wellenelastischer Körper, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die beim Umlauf entstehende Durchbiegungslinie des hierbei in festliegenden Lagern laufenden Körpers festgestellt und durch Ausgleichmassen im Schwingungsbauch gestreckt wird und darauf eine auf Beseitigung der Lagerreaktionen gerichtete Auswuchtung erfolgt.
DESCH66455D Verfahren zum Auswuchten wellenelastischer Koerper Expired DE422231C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19708409A1 (de) * 1997-03-03 1998-09-10 Schenck Rotec Gmbh Verfahren zur Verringerung der gewichtskritischen Amplitude eines Rotors und Einrichtung hierzu

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19708409A1 (de) * 1997-03-03 1998-09-10 Schenck Rotec Gmbh Verfahren zur Verringerung der gewichtskritischen Amplitude eines Rotors und Einrichtung hierzu
US6044553A (en) * 1997-03-03 2000-04-04 Schenck Rotec Gmbh Method and apparatus for reducing the weight critical flexural amplitude of a rotor having anisotropic flexural stiffness

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