DE710883C

DE710883C - Device for balancing rotors

Info

Publication number: DE710883C
Application number: DES123191D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1935-10-23
Filing date: 1936-06-30
Publication date: 1941-09-23

Description

Einrichtung zum Auswuchten von Rotoren Die vorliegende Erfindung betrifft Auswuchtmaschinen und insbesondere solche, bei denen sowohl die Größe als auch die Lage der Unbalance ines Rotors in zwei willkürlich gewählten, senkrecht zur Dreilachse des Rotors liegenden Ebenen auf elelitrischem Wege angezeigt wirt.Device for Balancing Rotors The present invention relates to Balancing machines and especially those where both the size and the Position of the imbalance in a rotor in two arbitrarily chosen, perpendicular to the three-axis axis of the rotor lying levels is indicated by elitist means.

Die Massehnerstellung von Rotoren für Dynamomaschinen und Rotoren erfordert ein möglichst schnelles Arbeiten beim Ausevuchten. Ferner ergaben Verfeinerungen der Astaschinen hinsichtlich der Beseitigung von Geräusch und Schwingungen die notwendigkeit einer genaueren Auswuchung. Es hat sich nun gezeigt, daß in vielen Fällen die erforderliche Genauigkeit nur durch Auswuchten bei der Betriebsgeschwindigkeit des Rotors erreicht werden kann. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, daß nicht alle Rotoren praktisch als starr angesehen werden können, da sie mit zunchmender Geschwindigkeit beträchtlichen unsymmetrischen Verdrehungen unterworfen sind. The mass production of rotors for dynamo machines and rotors requires working as quickly as possible when digging out. Also resulted in refinements the pruning machines with regard to the elimination of noise and vibrations the need a more precise balancing. It has now been shown that in many cases the required Accuracy can only be achieved by balancing at the operating speed of the rotor can be. This is mainly due to the fact that not all rotors can practically be regarded as rigid, since they are slowing down are subject to considerable unsymmetrical rotations.

Ein nicht ausgewuchter starrcr Rotor kann bekanntlich ausgweuchtet werden durch Hinzufügen oder Wegnehmell von Masse in zwei oder mehreren willkürlich gewählten, zu der Drehachse senkrechten Ebenen. Wenn die unbalane in jedes dieser Ebenen beseitigt ist, ist der Rotor statisch und dynamisch ausgewuchtet. Bei einem nichtstarren Rotor gilt dies nur für eine bestimmte drchgeschwindiglieit. As is well known, an unbalanced rigid rotor can be balanced become arbitrary by adding or subtracting mass in two or more selected planes perpendicular to the axis of rotation. If the unbalane in any of these Levels is eliminated, the rotor is statically and dynamically balanced. At a For a non-rigid rotor, this only applies to a certain rotational speed.

Bisher wurden verschiedene Verfahren und Geräte zum Auswuchten verwendet. Das einfachste Verfahren besteht darin, den Rotor elastisch einzubauen und versuchsweise Gewicht hinzuzufügen oder fortzunehmen, bis der Rotor aufhört, während der Drehung zu schwingen. Various methods and devices have been used for balancing to date. The simplest method is to install the rotor elastically and on a trial basis Add or subtract weight until the rotor stops rotating to swing.

Um den Betrag und die lage der Unbalance in jeder von zwei ausgleichebenen ohne Rechnung mehr oder weniger genau zu bestimmen, sind im allgemeinen Maschinen im Gebrauch, die folgende Elemente enthalten: I. einen elastisch eingespannten Rahmen, der um eine Achse oder einen Punkt in einer der beiden Ausgleichebenen drehbar gelagert ist und auf dem der auszuwuchtende Rotor gedreht werden kann, eine Anordnung zum Messen des Betrages und der Phase der Bewegung des Rahmens gegenüber seiner Drehung und 3. Mittel, um eine bekannte, sowohl in der Phase als auch in dem Betrag einstellbare Unbalance auf den Rahmen wirken zu lassen. About the amount and location of the imbalance in each of two levels of compensation to determine more or less precisely without calculation, are in general machines in use, which contain the following elements: I. an elastically clamped frame, which is rotatably mounted about an axis or a point in one of the two compensation planes is and on which the rotor to be balanced can be rotated, an arrangement for Measuring the amount and phase of movement of the frame relative to its rotation and 3. Means of a known, adjustable both in phase and in amount Allow imbalance to act on the frame.

Die gebräuchlichen Maschinen dieser Art weisen entweder die Elemente 1 und 2 oder I und 3 auf. The common machines of this type either exhibit the elements 1 and 2 or I and 3.

Das Element I, das allen N'laschinen dieser Art gemeinsam ist, nämlich der drehbar gelagerte Rahmen, bezweckt die Beseitigung der wirkung der Uabalance in einer der Ausgelciehebenen, wenn der Rahmen in Schwingung gerät. Dies wird dadurch erreicht, daß der Drehpunkt des Rahmens in einer der Ausgleichebenen liegt. Auf diese Weise wird eine belibige durch eine Unalance in der Ebene des Drehpunktes verursachte Kraft auf den festen Punkt gerichtet und kann daher keine Wirkung auf die Bewegung des REahmens ausüben. Eine Ausuchtung mit hoher Drehgreschwindigkeit ist bei den bekanuten Anordnungen jedoch sehr schwierig, weil die starken Kräfte. die durch die Drehung des nicht ausgewuchteten Rotors in dem drehbar gelagerten Rahmen hervorgerufen werden. unerwünschte Schwingungen erzugen, die zu erheblichen Schwierigkeiten führen. Element I, which is common to all sewing machines of this type, namely The pivoted frame aims to eliminate the effect of the uabalance in one of the levels when the frame starts to vibrate. This is because of this achieves that the pivot point of the frame lies in one of the compensation planes. on this becomes an arbitrary one due to an imbalance in the plane of the fulcrum The force caused is directed towards the fixed point and can therefore have no effect on it exercise the movement of the R frame. A lighting with a high turning speed is very difficult with the known arrangements because of the strong forces. those caused by the rotation of the unbalanced rotor in the rotatable one Frame. undesirable vibrations that lead to considerable Difficulties lead.

Andererseits sind Maschinen zum Auswuchten von Rotoren bekanntgeworden, bei denen der auszuwuchtende Rotor mit einer bestimmten Drehzahl angetrieben und so gelagert ist, daß er infolge der Unbalance in Schwingungen gerät. Zu diesem Zweck sind Lager für die Welle des Rotors vorgesehen, die nur in einer bestimmten Richtung schwingen können. Durch geeignete maßnahmen wird dann jedesmal eines der Lager festgestellt. Da aber aus praktischen Gründen die Ausgleichebenen, d. h. Ebenen, in denen zwecks Ausgleichs der Unabalance Massen anzubringen oder zu entfernen sind, nicht durch die Lagerstellen gelegt wrerden können, so dind bei diesen Maschinen stets mehr oder weniger umständliche Maßnahmen oder Berechnungen erforderlich, um die Größe und Lage der Unbalance in den Ausgleichebenen zu hestimmen. On the other hand, machines for balancing rotors have become known, in which the rotor to be balanced is driven at a certain speed and is stored in such a way that it starts to vibrate as a result of the imbalance. To this end Bearings are provided for the shaft of the rotor, which only go in a certain direction can swing. Appropriate measures are then used to determine one of the camps each time. But since, for practical reasons, the compensation levels, i. H. Levels in which in order to To compensate for the unabalance masses to be attached or removed, not by the storage points could be laid, so there are always more with these machines or less cumbersome measures or calculations required to get the size and to determine the location of the imbalance in the compensation levels.

Diese Nachteile werden bei einer Einrichtung zum Auswuchten von Rotoren durch Ändern der Massenverteilung in zwei beliebig gewahlten, senkrecht zur Drehachse liegenden Ebenen (Ausgleichèbenen), wobei der mit einer bestimmten, vorzugsweise der betriebsmäßigen Drchzahl angetriebene Rotor so gelagert ist, daß er infolge der Unbalance in Schwingungen gerät und an zwei Abnahmestellen, vorzugsweise an den Lagerstellen, Mittel zum Umwandeln der Schwingungen in elektrische Spannungen vorgesehen sind, gein;iß der Erfindung durch eine Schaltung zum Uberlagern eines einstellbaren Bruchteiles der von den Schwingungen an der einen Abnahmestelle erzugten Wechselspannung α # Eb zu der von den Schweingungen an der anderen Abuahmestelle erzeugten NVechselspannung Ea und eine derartige Bemessung des eingestellten Bruchteiles vermieden, daß die resultierende Spannng Er = Ea + α # Eb bei einer Unalance in einer Ausgelichebene gleich Null wird, so daß bei dieser Einstellung der Ausschalag an einem die resultierende Spannung Er messenden Instrument der Unbalance in einer zweiten Ausgleichebene proportional ist. These disadvantages become apparent in a device for balancing rotors by changing the mass distribution in any two chosen, perpendicular to the axis of rotation lying levels (leveling levels), with the one with a certain, preferably the operational Drchzahl driven rotor is mounted so that it as a result the imbalance starts to vibrate and at two pick-up points, preferably at the bearing points, means for converting the vibrations into electrical voltages are provided, according to the invention by a circuit for superimposing a adjustable fraction of the generated by the vibrations at the one take-off point Alternating voltage α # Eb to that of the vibrations at the other mounting point generated NVAC voltage Ea and such a dimensioning of the set fraction avoided that the resulting voltage Er = Ea + α # Eb in the event of an imbalance becomes equal to zero in a compensation plane, so that with this setting the dismantling on an instrument measuring the resulting voltage Er, the imbalance in a second compensation level is proportional.

Zur Umwandlung der Schwingungen in elektrische Spannungen können die federnden Lager der Rotorwelle in bekannter Weise mit Aufnahmespulen gekuppelt sein, in denen bei ihrer Bewegung im Felde feststehender oder federnd augordnter Magnete Wechselspannungen erzeugt werden. To convert the vibrations into electrical voltages you can the resilient bearings of the rotor shaft coupled in a known manner with take-up spools be, in those with their movement in the field fixed or resilient Magnets alternating voltages are generated.

Die resultierend Spannung kann erfindungsgemäß dann in dr Weise gebildet werden, daß in den Stromkreis der einen Aufnahmespule ein fester und in den Stromkreis der anderen Aufnahmespule ein regelbarer Widerstand und gegebenenfalls ein Phasenschieber eingeschaltet und die beiden NViderstände in Reihe geschaltet werden. Zweckmäßig läßt sich <lie resultierende Spannung dann selbstverständlich über einen Verstärkt einem elektrischen Meßgerät zuführen, dessen Skala in Maßeeinheiten geeicht werden kann. According to the invention, the resulting stress can then be formed in three ways that in the circuit of a pick-up coil a solid and in the circuit the other take-up coil has an adjustable resistor and, if necessary, a phase shifter switched on and the two N resistors connected in series. Appropriate The resulting voltage can then of course be amplified via a to an electrical measuring device, the scale of which is calibrated in units of measurement can.

Veitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprücllen.Further features of the invention emerge from the claims.

In der Zeichnung ist die EriinrluIzgr an Han {l von Ausführungsbei spielen erläutert. Dabei stellt Fig. I einen auszuwuchtenden Rotor dar, Fig. 2 eine grundsätzliche Darstellung der Schaltung, Fig. 3 eine schematische Darstellung der mechanischen Anordnung mit einem ausführlichen Schaltbild, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 3, Fig. 5 eine Darstellung der Spannungskurven und Fig. 6 eine besondere Ausführungsform zum Auswuchten des Rotors einer Maschine, die nach dem Einbau in das Prüffeld mit normaler Geschwindigkeit betrieben wird. The drawing shows the reminder to Han {l of execution play explained. FIG. 1 shows a rotor to be balanced, FIG. 2 one basic representation of the circuit, Fig. 3 is a schematic representation of the mechanical arrangement with a detailed circuit diagram, FIG. 4 a section according to the line A-B of FIG. 3, FIG. 5 shows a representation of the voltage curves and FIG. 6 shows a special embodiment for balancing the rotor of a machine that is produced according to the installation in the test field is operated at normal speed.

In Fig. 1 ist der auszuwuchtende Rotor mit I bezeichnet. Er ist bei 2 und 3 gelagert und möge mit konstanter Drehzahl umlaufen. The rotor to be balanced is denoted by I in FIG. He is at 2 and 3 and may rotate at a constant speed.

In den mit 4 und 5 bezeichneten senkrecht zur Drehachse liegenden Ausgleichebenen können z. B. Ausgleichgewichte 4' hzw. 5' angeordnet werden. Dann wird der Rotor, wenn die Lager nachgiebig oder federnd angeordnet sind, in Schwingungen geraten, die sich durch entsprechende Bewegungen der Lager 2 und 3 bemerkbar machen.In those designated with 4 and 5 lying perpendicular to the axis of rotation Compensation levels can e.g. B. counterweights 4 'hzw. 5 'can be arranged. then If the bearings are flexible or resilient, the rotor will start to vibrate advised, which make themselves noticeable by corresponding movements of bearings 2 and 3.

Aus Fig. 3 und 4 ist zu erkennen, daß die Lagert 2 und 3, in denen die Welle 6 des Rotors gelagert ist, mit je einer Aufnahmespule 7 bzw. 8 gekuppelt sind, die sich in den Feldern von magneten 9 bzw. 10 bewegen. From Fig. 3 and 4 it can be seen that the camps 2 and 3 in which the shaft 6 of the rotor is mounted, each coupled to a take-up reel 7 or 8 are moving in the fields of magnets 9 and 10, respectively.

Diese können an Federn 11 bzw. 12 befestigt sein, um die beeinflussung durch Gebäudeschwingungen zu vermeiden. Zweckmäßig sind die Lagerböcke für den Rotor und die Magnete so angeordnet, daß sie eine im Vergleich zu der Betriebsfrequenz niedrige Resonanzfrequenz in Richtung der Bewegung der Aufnahmespulen haben. Die Lager 2 und 3 sind zu diesem Zweck auf nachgiebigen flachen Federn 13 ung 14 bzw. 15 ung 16 derart befestigt, daß die Enden der Rotorwelle im wesehtlichen nur in einer waagerechten Ebene schwingen können. Die beschriebene Auisfühung der Lagerung ist die einfachste, jedoch könnten die Lager auch so angeordnet sein, daß ihre Bewegungen nicht nur in bestimmten Schwingungsrichtungen erfolgen. Die Art der Lagerunig bildet jedoch nicht den Gegenstand der Erfindung.These can be attached to springs 11 or 12 to influence to be avoided by building vibrations. The bearing blocks for the rotor are useful and the magnets arranged to have a frequency compared to the operating frequency have low resonance frequency in the direction of movement of the pick-up coils. the For this purpose, bearings 2 and 3 are mounted on flexible flat springs 13 and 14 or 15 and 16 attached in such a way that the ends of the rotor shaft are essentially only in can swing on a horizontal plane. The described execution of the storage is the simplest, but the bearings could also be arranged so that their movements not only take place in certain directions of oscillation. The type of Lagerunig forms however not the subject of the invention.

In Fig. 1 sind die Aufnahmespulen 7 und 8 nur schematisch gezeichnet. B, ist die in der Spule 7 und Eb die in der Spule S erzeugte Wechselspammung. In den Stromkreis der Spule 7 ist erfindungsgemäß ein fester Widerstand I7 und in den Stromkreis der Spule S ein regelbarer Widerstand 18 eingeschaltet. In Fig. 1, the take-up reels 7 and 8 are shown only schematically. B is the alternating spamming generated in coil 7 and Eb in coil S. In the circuit of the coil 7 is according to the invention a fixed resistor I7 and in the Circuit of the coil S a controllable resistor 18 is switched on.

Durch einen auf dem Widerstand 18 verschiebbaren Kontakt 19 kann nun der Betrag und durch einen Phasenschieber 20 die Lage der Spannung Eb so eingestellt werden, daß eine resultierende Spannung Er = Ea t cl entsteht, die über eine Verstärkereinrichtung 21 einem Wechselstrommeßgerät 22 zugeführt werden kann.By means of a contact 19 that can be displaced on the resistor 18, it is now possible the amount and the position of the voltage Eb are set by a phase shifter 20 be that a resulting voltage Er = Ea t cl arises, which via an amplifier device 21 can be fed to an alternating current meter 22.

Wenn man nun auf einem volkommen ausgewuchtenen Rotor z.B. in der Ebene 4 eim Gewicht 4' anbringt. so kann man durch Verstellen des Kontaktes 19 und gegebenenfalls des Phasenschiebers 20 erreichen, daß die resultierende Spannung E, gleich Null wird. In diesem Falle wird die Anzeige des Meßgerätes 22 von Unbalancen in der Ausgelichebene 4 unabhängig, dagegen Unbalancen in der Ebene 5 proportional. Bei passender Eichung der Skala des Meßgerätes 22 kann man also bei der betreffenden Einstellung der Schaltung die Größe der Unbalance in der Ausgleichebens S # in Maßeeihheiten bei gegebenem Radius für die Anordnung des Ausgleichsgewichts ermitteln. Eenso kann man durch eine entsprechende Einstellung erreichen, daß die Anzeige des Meßgerites 22 unabhängig von Unbalancen in der Ausgleichebene 5 und proportional der Unbalance in der Ausgleichebene 4 wird. Bei der gezeichneten Anordnung der nur in einer Richtung federnden Lager ist ein Phasenschieber im allgemeinen nicht erforderlich, da ja die Belvegungen der Lager entweder annähernd in Phase oder annähernd um 1800 phasenverschoben sind. If you are now on a perfectly balanced rotor, e.g. in the Level 4 attaches to the 4 'weight. so you can by adjusting the contact 19 and optionally the phase shifter 20 can achieve the resulting voltage E, becomes zero. In this case, the display of the measuring device 22 becomes unbalanced Independent in level 4, whereas imbalances in level 5 are proportional. With a suitable calibration of the scale of the measuring device 22 one can therefore with the relevant Setting the circuit the size of the imbalance in the balancing life S # in dimensional units Determine for the given radius for the arrangement of the balance weight. Eenso can can be achieved by an appropriate setting that the display of the measuring device 22 independent of imbalances in compensation level 5 and proportional to the imbalance in the compensation level 4 becomes. In the arrangement shown, the only in one direction resilient bearings, a phase shifter is generally not required because it is the movements of the camps either approximately in phase or approximately 1800 out of phase are.

Durch die Bewegung der Aufnahme spulen in dem glcichförmigen Magnetfeld werden im wesentlichen sinusförmige Spannungen erzeugt, wie sie durch die Kurven 23 und 24 in Fig. 5 veranschaulicht werden. Diese Spannungen werden auf die Primärwicklung eines Transpformations 26 übertragen. Dieser ist so geschaltet, daß er die Gitterspannungen von Entladungsröhren 27, 28 und 29 regelt. The movement of the recording coils in the uniform magnetic field essentially sinusoidal voltages are generated as indicated by the curves 23 and 24 are illustrated in FIG. These voltages are applied to the primary winding of a transform 26 transmitted. This is connected in such a way that it controls the grid voltages of discharge tubes 27, 28 and 29 regulates.

Wenn die Entladungsröhren zünden. so wird ein verstärkter Stromstoß auf einen Transformator 30 und von dort über einen Gleichrichten 31 auf das meßgerät 22 übertragen. Dieses geibt auf diese Wesie die Gräne der Unbalance in dem Rotor an. Die Stellung eines Uiuscbalters 32 läßt erkennen, in welcher der beiden Ausgleichebenen 4 oder 5 gemessen wird. In Fig. 2 ist der größere Teil der Fig. 3 schematisch angedeutet. Dabei bedeutet 21 die gesamte Schaltungsanordnung zwischen den Widerständen 17, 18 und dem Meßgerät 22. When the discharge tubes ignite. so becomes an amplified rush current to a transformer 30 and from there via a rectifier 31 to the measuring device 22 transferred. This gives this thing the tears of imbalance in the rotor at. The position of a Uiuscbalters 32 shows in which of the two compensation levels 4 or 5 is measured. In FIG. 2, the larger part of FIG. 3 is indicated schematically. 21 means the entire circuit arrangement between the resistors 17, 18 and the measuring device 22.

Es genügt jedoch nicht, die Größe der Unbalance in den Ausgleichebenen anzugeben, vielmehr muß auch die Lage bzw. Plase der Unbalance bekannt sine, wenn diese berichtigt werden soll. Zu diesem Zweck kann ein strohoskopisches Verfahren verwendet werden. Die in den Aufnahmespulen erzeugten Spannungen sind sinusförmig, und die Spannungswellen werden in diesem Falle erfindungsgemäß zweckmäßig mittels der Verstärkerröhren so verändert, daß sie beiderseitig eine sehr steil ansteigende Wellenstirn erhalten, mie es durch die Kurven 23' und 24' in Fig. 5 angegeben ist. Durch die Veränderung der Wellenstirn ergibt sich kein nennenswerter Unterschied im Bereich für den Übergang von dem Werte Null bis zum Höchstwert für verschiedene ASpannungsamplituden, wenn durch an sich bekannte mittel der obere Teil der versäkrkten Welle so abgeschnitten wird, daß die verstärkten Spannungswellen ungefähr so gestaltet werden, wie es durch die Kurven 23" und 24" in Fig. 5 angegeben ist. Man erhält auf diese Weise eine konstante Phasenaugabe für kleine und große Unbalancen. Wenn nun die strichpunktierte Linie 29' die Zündspannung für die elektrische Entladungsröhre 29 darstellt, so ist es ersichtlich, daß sie jedesmal durchschalgen bzw. leitend werden wird, wenn die verstärkten Spannungen gleich der oder größer als die Zündspannung der Entladungsröhre sind. jedesmal, wenn die Röhre durchschlägt, erleuchtet ein Lichtbündel den Rotor. Dieser wird also jedesmal erleuchtet, wenn die Unbalance sich in einer gegebenen r. iumlichen Lage befindet, d. h. in einer gegebenen Lage in bezug auf einen festen zeiger 32', der in der Nähe des Rotors angeordnet ist. Der Zeiger 32' kann dann so eingestellt werden, daß er bei richtiger Einstellung der Schaltung die genaue lage der Unbalance an dem Rotor anzeigt. However, it is not enough to determine the size of the imbalance in the adjustment planes rather, the position or plase of the imbalance must also be known, if this should be corrected. A strohoscopic procedure can be used for this purpose be used. The voltages generated in the pick-up coils are sinusoidal, and in this case the stress waves are expediently by means of the invention of the amplifier tubes so that they rise very steeply on both sides The shaft end is obtained as indicated by the curves 23 'and 24' in FIG. There is no noticeable difference due to the change in the front of the shaft in the range for the transition from the value zero to the maximum value for various A stress amplitudes when the upper part of the indented Wave is cut off so that the amplified stress waves are shaped roughly like this as indicated by curves 23 "and 24" in FIG. You get in this way a constant phase output for small and large imbalances. if now the dash-dotted line 29 'the ignition voltage for the electric discharge tube 29 represents, it can be seen that they break through or conduct each time will be when the boosted voltages equal to or greater than the ignition voltage of the discharge tube. every time the tube breaks through, one illuminates Light beam the rotor. So this is enlightened every time the imbalance in a given r. spatial location, d. H. in a given location with respect to a fixed pointer 32 'located near the rotor. The pointer 32 'can then be adjusted so that it is correct Setting the circuit shows the exact position of the imbalance on the rotor.

Das Aufleuchten der Entladungsröhre 29 länt den Rotor stillstehend erscheinen, wie es bei stroboskopischen Einrichtungen bekannt ist.The lighting of the discharge tube 29 makes the rotor stand still appear as is known from stroboscopic devices.

Beim Untersuchen der Arbeitsweise der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Anordnung sei angenommen, daß eine größere Anzahl von Rotoren, alle von der gleichen Type. d. h. mit im wesentlichen demselben Durchschnittsgewicht und denselben Abmessungen auszuwuchten ist. Zunächst wird ein vollkommen ausgewuchteter Rotor von der Type der auszuwuchtenden Rotoren in den Lagern 2 und 3 angeordnet. Äfittels eines Riementriebes 33 wird der Rotor mit einem Rotor 34 gekuppelt, so daß dieser den ausgewuchteten Rotor antreibt. Nun wird eine bekannte Unbalance 4' in der Ausgleichebene 4 des Rotors angeordnet, der Rotor 34 mittels eines Schalters 35 mit einer Kraftquelle verbunden und der Rotor mit seiner normalen Betriebsgeschwindigkeit angetrieben. In examining the operation of those illustrated in FIGS Assume arrangement that a greater number of rotors, all of the same Type. d. H. with essentially the same average weight and dimensions is to be balanced. First, a completely balanced rotor of the type of the rotors to be balanced are arranged in bearings 2 and 3. Äfittels a belt drive 33, the rotor is coupled to a rotor 34, so that this is the balanced Rotor drives. Now a known imbalance 4 'in the compensation plane 4 of the Arranged rotor, the rotor 34 by means of a switch 35 with a power source connected and the rotor driven at its normal operating speed.

ÄVeun der Schalter 32 nach rechts geschaltet wird, während die bekannte Unbalance sich in der Ausgleichebene 4 an der linken Seite befindet, so werden durch die beiden Aufnahmespulen 7 und 8 Spannungen erzeugt, da die Unbalance an der linken Seite auch eine Bewegung an der rechten Seite hervorruft. ÄVeun the switch 32 is switched to the right, while the known Unbalance is in compensation level 4 on the left-hand side the two pick-up coils 7 and 8 generated voltages because of the imbalance on the left Side also causes movement on the right side.

Der Stromkreis für die Spule 7 führt dann von der Spule über eine Leitung 36, durch ein Kontaktmesser des Schalters 32 verbundene Koutakte 37 und 38, eine Leitung 39, den Knotenpunkt 40, den Widerstand 17, den Knotenpunkt 41, eine Leitung 42, durch ein Schaltmesser des Schalters 32 überbrückte Kontakte 43 und 44 und eine Leitung 45 zu der Spule 7 zurück. Der Stromkreis für die Spule S führt von dieser über eine Leitung 46. durch ein Schaltmesser des Schalters überbrückte Kontakte 47. 48, eine Leitung 49, den Phasenschieber 20. den Wisderstand 18 und eine Leitung 50 zu der Spule 8 zurück.The circuit for the coil 7 then leads from the coil via a Line 36, Koutakte 37 and connected by a contact blade of the switch 32 38, a line 39, node 40, resistor 17, node 41, a line 42, contacts 43 bridged by a switch blade of the switch 32 and 44 and a line 45 to the coil 7 back. The circuit for coil S leads from this via a line 46. bridged by a switch blade of the switch Contacts 47. 48, a line 49, the phase shifter 20. the wisder stand 18 and a line 50 to the coil 8 back.

Die Energie aus den Aufnahmespulen 7 und 8 wird auf die Verstärkereinrichtung für das Meßgerät 22 über einen Stromkreis übertragen, der on dem Knotenpunkt 40 über eine Leitung, die durch einen Umschalter 52 überbrückten Kontakte 53 und 5ß, eine Leitung 55, Kontakte 5u, 57 und 58, 59 des Umschalters 32, eine Leitung 60, einjen Teil eines ÄViderstandes 6I, eine Leitung 62, Kontakte 63 und 64 des Schalters 32, eine Bei tung 65, Kontakte eines Steuerschalters 66 für die Empfindlichkeit des Meßgerätes, einen Teil eines Widerstandes 67, Kontakte 68 und 69, die Primärwicklung des Transformators 26. eine Leitung 70, Kontakte 71 des Schalters 32, Kontakte 72 eines Umschalters 73. einen Teil des ÄViderstandes i8, Kontakte 74 des Schalters 73, eine Leitung 75, Kontakte 76 das Schalters 52 und den Widerstand 17 zurück zu dem Knotenpunkt 40. The energy from the pick-up coils 7 and 8 is transmitted to the amplifier device for the measuring device 22 via a circuit which is connected to the node 40 via a line, the contacts 53 and 5β bridged by a changeover switch 52, a line 55, contacts 5u, 57 and 58, 59 of the switch 32, a line 60, a part of a resistor 6I, a line 62, contacts 63 and 64 of the switch 32, a device 65, contacts of a control switch 66 for the sensitivity of the meter, part of a resistor 67, contacts 68 and 69, the primary winding of the transformer 26. a line 70, contacts 71 of the switch 32, contacts 72 a changeover switch 73. a part of the resistance i8, contacts 74 of the switch 73, a line 75, contacts 76, the switch 52 and the resistor 17 back to the junction 40.

Bei jedem aus den Impulsen der beiden Aufnahmespulen 7 und S resultierenden Spannungsimpuls in dem soeben verfolgten Stromkreis wird die elektrische Entladungsröhre 27 leitend und ruft einen Impuls in dem Transformator 30 hervor. Da das Meßgerät 22 ülier den Gleichrichter 31 mit dem Transformator 30 verbunden ist, wird das Meßgerät einen Ausschlag zeigen. Durch Umlegen eines der Schalter 52 oder 73 und Beobachten des Meßgerätes 22 kann der Bedienungsmann ohne weiteres erkennen, ob die Spannungen der Aufnahmespulen 7 und 8 annähernd in Phase oder annällernd 1800 phasenverschoben sind. weil die Spannungen je nachdem sich addieren oder subtrahieren. Der betreffende Schalter, der betätigt wurde, wird dann endgültig in einer solchen Stellung gelassen, daß die Spannungen wenigstens in demselben Quadranten liegen. Durch Betätigen des Phasenschiebers 20 werden die Spannungen genau in Phase gebracht oder um 1800 iii der Phase verschoben. Nachdem ein Umkehrschalter betätigt worden ist, ist aber im allgemeinen eine kleine Nachstellung des Phasenschiebers nötig, um die Spannungen wider genau in Phase zu bringen. Umschalter sind inm allgemeinen deshalb nötig. weil Phasenschieber gewöhnlich nur für einen Bereich von IgO-gebaut rverden. Bei einem Phasenschieber mit einem Bereich von 360 sind solche Umschalter nicht nötig, sie sind aber trotzdem nützlich, un den Bereich des Phasenschiebers, innerhalb dessen die einstellung erfolgt, zu beschränken. With each of the pulses of the two pick-up coils 7 and S resulting The electric discharge tube becomes the voltage pulse in the circuit just followed 27 conducts and causes a pulse in the transformer 30. Because the meter 22 ülier the rectifier 31 is connected to the transformer 30, the measuring device show a rash. By flipping one of the switches 52 or 73 and observing of the measuring device 22, the operator can easily see whether the voltages of the pick-up coils 7 and 8 approximately in phase or approximately 1,800 out of phase are. because the voltages add or subtract as the case may be. The one in question Switch that has been operated is then finally left in such a position, that the voltages are at least in the same quadrant. By pressing the Phase shifter 20, the voltages are brought into phase exactly or around 1800 iii the phase shifted. After a reversing switch has been operated, however, the generally a small readjustment of the phase shifter is necessary to reduce the voltages against getting exactly in phase. Changeover switches are therefore generally necessary. because phase shifters are usually only built for a range of IgO. at a phase shifter with a range of 360, such switches are not necessary, but they are still useful, within the range of the phase shifter the setting is made to restrict.

Nachdem die Spannungen in Phase sind, wird die Einstellung des Kontaktes 62' ail dem Widerstand 61 geändert, bis das Meßgerät 22 Null zeigt, was bedeutet, daß die Sapnnung der Aufnahmespule 7 einem gewissen Teil der Spannung der Spule 8 zugefügt wird, um eine resultierende Spannung Er zu geben, die unabhängig von einer in der Ausglciehebene 4 angeordneten Unbalance 4' ist. Diese resultierende Spannung ist dann der Unbalance 5' iii der Ausgleichebene des Rotors proportional. Indem ein bekanntes Gewicht in dr Ausgleichebene 5 angebracht, dr schalte r66 anch rechts oder links und ein entsprechender Schatlter 77 nach links umgelegt wird, kam das Meßgerät 22 in Maßeerinheiten, beispielsweise in Milligramm, für einen bestimmten Radius der Anordnung des Ausgleichsgewichts geeicht werden. indem der Kontakt 62' und dem Widerstand 61 so eingestellt wird, daß das Meßerät eine Zahl angibt, die mit der Größe der bekannten Unbalance übereinstimmt. After the voltages are in phase, the contact will be set 62 'ail the resistor 61 changed until the meter 22 shows zero, which means that the voltage of the take-up reel 7 is a certain part of the voltage of the coil 8 is added to give a resultant voltage Er which is independent of an imbalance 4 'arranged in the leveling plane 4. This resulting The voltage is then proportional to the imbalance 5 'iii of the compensation plane of the rotor. By placing a known weight in dr compensation level 5, dr switch r66 anch right or left and a corresponding switch 77 is turned to the left, the measuring device 22 came in units of measure, for example in milligrams, for a particular Radius of the arrangement of the balance weight can be calibrated. by contact 62 ' and the resistor 61 is set so that the meter reads a number indicates which corresponds to the size of the known imbalance.

Das Verfahren zur Anzeige der Unbalance in der Ebene 5 wird dann für die Ebene 4 ausgeführt, indem der Schalter 32 nach links geschaltet und ein entsprechender Phasenschieber 78 eingestellt wird, Umschalter 79 und So betätigt und die entsprechenden WiderständeSI, 82 und S3 benutzt werden. Der Schalter 77 bleibt so lange in der linksseitigen Stellung, wie nur Unbalancegrößen an der rechten oder der linken Seite angegeben werden. In diesem Falle ist die rechte Klemme der Primärwicklung des Transformators 26 mit der oberen Klemme des Widerstandes 6I verbunden. Der Stromkreis für diese Schaltung führt von der Leitung 76 über Kontakte 84 des Schalters 77 und Leitungen Sg, S6 zu dem Widerstand 61. The procedure for displaying the imbalance in level 5 is then carried out for level 4 carried out by switching the switch 32 to the left and on corresponding phase shifter 78 is set, switch 79 and So operated and the respective resistors SI, 82 and S3 are used. The switch 77 remains in the left-sided position as long as only unbalanced sizes on the right or the left side. In this case the right terminal is the Primary winding of transformer 26 connected to the upper terminal of resistor 6I. The circuit for this circuit leads from the line 76 via contacts 84 of the Switch 77 and lines Sg, S6 to resistor 61.

Nachdem die Schaltung auf diese Weise eingestellt ist, werden nacheinander die auszuwuchtenden Rotoren in den Lagern 2 und 3 angeordnet, und die Größe der Unbalance in der Ausglichebene 5 wird von dem Meßgerät 22 durch einfaches Umlegen des Schalters 32 auf die rechte Seite abgelesen. In der Ebene 4 kann die Unbalance in ähnlicher Weise durch Umlegen des Schalters 32 auf die linke Seite abgelesen lverden. After the circuit is set up in this way, they will be sequential the rotors to be balanced are arranged in bearings 2 and 3, and the size of the The imbalance in the compensation plane 5 is determined by the measuring device 22 by simply turning it over of switch 32 on the right side. In level 4, the imbalance read in a similar manner by flipping switch 32 to the left lverden.

Beim Umlegen des Schalters 77 nach rechts werden die elektrischen Entladungsröhren 27 und 28 an die Entladungsröhre 29 angeschlossen. Da durch eine solche Schaltung die Spannungen der Aufnahmespulen 7 und 8 verstärkt werden, wie es in Fig. 5 angegeben ist, so schlägt die Entlandungsröhre jedesmal durch, wenn die Unbalance an dem rotor eine berstimmte Stellung im Raum hat, Dadurch, daß die elektrische Entladungsröhre 29 mit einem Reflektor versehen ist, um ihr Licht auf den Rotor zu richten, gibt der Zeiger 32 genau die Lage der Unbalance an. Der Bedienungsmann braucht dann nur an den durch den Zeiger 32 angegebenen Punkten eine Tasse zu entfernen, die der durch das Meßgerät 22 angegebenen Größe der Unbalance gleich ist, um den Rotor auszuwuchten. Daraus ist ohne weiteres ersichtlich, daß jeder Rotor in sehr kurzer Zeit ausgewuchtet werden kann. Um die Bestimmung der Lage der Unbalance zu erleichtern, wird der Rotor zweckmäßig mit Marken, z.B. Ziffern, versehen, die glcichmäßig über den Umfang des Rotors verteilt sind, was jedoch nicht den Gegenstand der Erfindung l)ildet. When you flip the switch 77 to the right, the electrical Discharge tubes 27 and 28 connected to the discharge tube 29. Because by a such circuit the voltages of the pick-up coils 7 and 8 are boosted, as it is indicated in Fig. 5, the discharge tube punctures each time The imbalance on the rotor has an overwhelming position in space, because the electric discharge tube 29 is provided with a reflector to its light on To align the rotor, the pointer 32 precisely indicates the position of the imbalance. The operator then only needs to remove a cup at the points indicated by the pointer 32, the size of the imbalance indicated by the measuring device 22 is equal to the Balancing the rotor. From this it is readily apparent that every rotor in very can be balanced in a short time. To determine the location of the imbalance too facilitate, the rotor is expediently provided with marks, e.g. numbers, which are identical are distributed over the circumference of the rotor, but this is not the subject of the invention l) educates.

Um Rotoren in ihren eigenen lagerböcken im Prüffeld auszuwuchen, können die messungen erfindungsgemäß auch mittels eines bekannten Weechselstromkompensators odere auch selbstversändliuch mittels eines Kommutoators mit auf einen belicbigen Winkel einstellbaren Bürsten auf der Rotorwelle in Verbindung mit einem Gleichstrommeßgerät ausgeführt xverden. Diese Messungen erfordern im Betrieb zwar etwas mehr Zeit, haben aber dafür den Vorteil, daß die Verwendung von Entladungsröhren vermieden wird. Wenn z. B. der Rotor eines im Prüffeld in Betrieb befindlichen Turbogenerators ausgewuchtet werden soll, so ist ein stroboskopisches Verfahren weniger zu empfehlen. In order to balance rotors in their own bearing blocks in the test field, According to the invention, the measurements can also be carried out by means of a known AC compensator or also by means of a commutator with one of them Angle adjustable brushes on the rotor shaft in connection with a DC current meter executed xverden. These measurements require a little more time in operation but the advantage that the use of discharge tubes is avoided. If z. B. balanced the rotor of a turbo generator in operation in the test field a stroboscopic procedure is less recommended.

Der Rotor kann dann über eine biegsame Welle, wie in Fig. 6 dargestellt, erfindungsgemäß mit drei Wechselstromgeneratoren gekuppelt xverden, die Sinuswellen mit veränderbaren Phasen erzeugen. Zwei von diesen Generatoren werden dann zweckmäßig dazu verwendet, gleich große, aber entgegengesetzte Spannungen in Reihe mit den in den Aufnahmespulen erzeugten Wechselspannungen Zu schalten, und der dritte Generator dient zur Speisung des Wechselstromkompensators.The rotor can then via a flexible shaft, as shown in Fig. 6, according to the invention coupled with three alternators xverden, the sine waves with changeable phases. Two of these generators then become useful used to put equally large but opposite voltages in series with the To switch AC voltages generated in the pick-up coils, and the third generator serves to supply the AC compensator.

Wenn nämlich, wie im vorliegenden Fall, ein vollkommen ausgewuchteter Rotor für die Eichung der Meßeinrichtung nicht zur Verfügung steht, so können die Wirkungen zusätzlicher Störmassen auf die Aufnalhmespulen durch Einschalten glcieh großer und entgegengesetzter Spannungen in Reihe mit den Aufnahmespannungen ausgeglichen xverden. Auf diese Weise wird in dem elektrischen Stromkreis gewissrmaßen ein vollkommen zusgewuchteter Portor vorgetäsucht, zu diesem Zweck können die beiden Generatoren auf der linken Seite der Fig. 6 entsprechend eingestellt rverden. Im übrigen ist das Verfahren das glciehe wie vorher beschriben, mit dem Untersched, daß statt das Meßgerätes 22 und der stroboskopischen Einrichtung 29 zum Messen des Betrages und der Phase der Ausgangsspannung ein Wechsetsatromkompensator dient.If namely, as in the present case, a perfectly balanced one The rotor for the calibration of the measuring device is not available, so the Effects of additional disturbance masses on the pick-up reels by switching on the same large and opposite voltages are balanced in series with the receiving voltages xverden. In this way one becomes, in a sense, perfect in the electrical circuit Balanced Portor pre-shrunk, for this purpose the two generators set accordingly on the left-hand side of FIG. Otherwise is the procedure is the same as previously described, with the difference that instead of that Measuring device 22 and the stroboscopic device 29 for measuring the amount and an alternating current compensator is used for the phase of the output voltage.

Claims

CLAIMS: I. Device for balancing rotors by modification the mass distribution in any two chosen, perpendicular to the axis of rotation Levels (compensation levels), with the one with a certain, preferably the operational one Speed driven rotor is mounted so that it vibrates as a result of the imbalance device and at two delivery points. preferably at the storage locations, means for converting the vibrations in electrical voltages are provided, characterized by a circuit for superimposing an adjustable fraction dr of the vibrations at the one take-off point ()) generated alternating voltage (α Eb) zil the from the oscillations at the other tapping point (3) generated alternating voltage (Ea) and such a dimensioning of the adjusted fraction that the resulting The voltage (Er = Ea t a # Eb) is the same for an imbalance in a compensation plane (4) Becomes zero, so that with this setting the deflection on one of the resulting Tension (E,) measuring instrument (22) of the imbalance in a second compensation level (5) is proportional.

2. Einriclltullg according to claim I, characterized in that in the circuit of one pick-up coil is a fixed and in the circuit of the other Pick-up coil, an adjustable resistor and, if necessary, a phase shifter switched on and the two resistors are connected in series to form the resulting voltage are.

3. Device according to claim r or 2 with a device for stroboscopic Determine the phase of the imbalance and use amplifier means for the resulting Voltage, because it is marked by the fact that the amplifier device known itself with xh Averaging creates a waveform with a very steep forehead on both sides, so that at different voltage amplitudes there are no significant differences in the Area for the transition from the value zero to the amplitude.

4. Device according to claim 2, characterized by the twisting an AC compensator for measuring the amount and phase of the resulting Tension. j. Device for balancing the rotor of an operating Machine according to Claim 4, characterized in that its shaft is provided with three alternating current generators is coupled, which generate alternating currents with variable phases, two of which for this purpose xverden is used, equal but opposite voltages in series with to switch the voltages generated in the pick-up coils, and the third to feed an alternating current compensator.