DE744243C

DE744243C - Device for the verification of the quality of the mass balance of balanced circulating bodies

Info

Publication number: DE744243C
Application number: DEL107836D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Moldenhauer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1942-05-14
Filing date: 1942-05-14
Publication date: 1944-01-12

Description

Einrichtung zum Nachweis der Güte des Massenausgleiches ausgewuchteter Umlaufkörper Bei Umlaufkörpern von großen Maschinen hoher Drehzahl, wie Dampfturbinen, Turbogeneratoren 0. dgl., kann es liter Umständen von großer Wichtigkeit stein, einen Beleg für die Güte der der endgültigen Fertigstellung der Maschine vorausgegangenen Auswuchtung zu besitzen, aus dem bei den verschiedenen Drehbereichen, die betriebsmäßig in Betracht kommen oder während des Anfahrens der Maschine durchschritten werden, die noch verbliebenen Lagerausschwingungen ersichtlich sind. Da sich ein völlig idealer Massenausgleich praktisch nicht erreichen läßt, können sich selbst bei sorgfältigster Auswuchtung die noch vorhandenen Abweichungen von dem idealen Massenausgleich bei den verschiedenen Drehzahlzuständen auch verschieden äußern. Sie werden besonders in Erscheinung treten, wenn der Uniaufkörper die kritischen Drehzahlen durchschreitet. Es ist deshalb für die Betriebsleitung von Wert, Unterlagen zu besitzen, die über die von der Maschine zu erwartenden Schwingungserscheinungen in den mannigfachen Drehzahlbereichen hinreichend Aufschluß geben.Device for the verification of the quality of the mass balancing of the balanced Recirculating units In the case of recirculating units from large high-speed machines, such as steam turbines, Turbo generators 0. proof of the quality of the items preceding the final completion of the machine To have balancing, from the various ranges of rotation that are operational come into consideration or are stepped through during start-up of the machine, the remaining bearing oscillations can be seen. As a completely ideal mass balance can practically not be achieved, even with the most careful Balancing the remaining deviations from the ideal mass balance also express the different speed states differently. You become special appear when the uni-body passes through the critical speeds. It is therefore of value to management to have records that contain the vibration phenomena to be expected from the machine in manifold Provide sufficient information.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung. die mit einfachen und genau arbeitenden Mitteln die Anfertigung von Diagrammen ermöglicht, aus denen die Güte des Massenausgleiches einwandfrei festgestellt werden kann. Es kommt im wesentlichen darauf an, die noch verbliebenen Größen der Amplituden der Lagerausschwingungen bei den beiden Lagern abhängig von der jeweils herrschenden Drehzahl im Diagramm zum Ausdruck zu bringen. Um sie dem Diagrammschreiber zugänglidh zu machen, werden in den Lagern des Undaufkörpers angeordnete Kristallschwingungsgeber, d. h. Piezoquarzkristalle oder Seignettsalzgeber, verwendet, die allgemein auch für die Durchführung des Auswuchtverfahrens selbst benutzt zu werden pflegen. The invention relates to a device. those with simple and accurate working means enables the preparation of diagrams from which the quality the mass balance can be determined properly. It essentially comes down on the remaining magnitudes of the amplitudes of the bearing oscillations for the two bearings depending on the respective prevailing speed in the diagram to express. In order to make them available to the chart recorder, crystal vibrators arranged in the bearings of the underbody, d. H. Piezo quartz crystals or Seignett salt dispenser, which are also generally used for carrying out the balancing process to be used themselves.

Die auf die Lager des Umlaufkörpers übertragenen Kräfte und damit die von den Kristallgebern erzeugten Spannungen sind abgängig von den Drehzahlen. aber ihnen nicht direkt proportional, sondern der Beschleunigung b, die sich ihrerseits verhältnisgleich mit. dem Quadrat der Drehzahl ändert. Will man aus dieser Beschleunigung b die mit der Drehzahl sich direkt verhältnisgleich ändernde Geschwindigkeit v des den noch verbliebenen Schwingungen des Lagers ausgesetzten Isristallgebers erhalten, so muß man den Wert der Beschleunigung über die Zeit t integrieren, da nach bekannten physikalischen Regeln @b #dt=v ergibt. Das kann durch an sich bekannte Schaltanordnungen, die aus einem hohen Ohmschen Widerstand und einem Kondensator in Reihenschaltung bestehen, oder statt dessen durch einen unmittelbar integrierenden Verstärker erfolgen, dessen Ausgangsspannung sich nunmehr verhältnisgleich mit den Geschwindigkeiten des Kristallgebers und dadurch mit den Drehzahlen des Um-Jaufkörpers ändert. Diese einstufige Integration ist bei Auswuchtmaschinen schon vorgeschlagen worden. The forces transmitted to the bearings of the recirculating body and thus the voltages generated by the crystal donors are dependent from the speeds. but not directly proportional to them, but to the acceleration b, which in turn is proportionate to. the square of the speed changes. Want from this acceleration b which is directly proportional to the speed changing speed v of the remaining vibrations of the bearing exposed Isristallgebers received, then one has to determine the value of the acceleration over the time t integrate, since according to known physical rules @b # dt = v results. That can go through known switching arrangements, which consist of a high ohmic resistance and a capacitor in series, or instead by one directly integrated amplifier, the output voltage of which is now proportional with the speeds of the crystal generator and thus with the speeds of the Um-Jaufkörpers changes. This single-stage integration is already a feature of balancing machines has been proposed.

Nun wird für die Beurteilung und Registrierung der Lagerauslenkung die Größe s der Amplitunde benötigt. Sie erhält man aber folgerichtig nach physikalischen Lehren, wenn man den Wert der Geschwindigkeit p über die Zeit integriert, so daß #v . dt=s ergibt. Da ferner v #b # dt ist so folgt s= ##b # dt # dt. Now is used to assess and register the bearing deflection the size s of the amplitude is required. But you get it logically according to physical Teach, if one integrates the value of the velocity p over time, so that #v. dt = s results. Furthermore, since v #b # dt, it follows that s = ## b # dt # dt.

Dementsprechend werden erfindungsgemäß die Spannungen der in den Lagern angeordneten lAristallschlvingungsgeber in einer besonderen Schalt-oder Verstärkeranordnung über die Zeit zweifach integriert und einem registrierenden System zugeführt, auf dessen vorzugsweise für alle der zu messenden Werte gemeinsamen Diagrammstreifen zeitgleich auch der Wert einer der Drehzahl proportionalen Spannung aufgezeichnet wird.Accordingly, according to the invention, the stresses in the bearings arranged crystal vibration generator in a special switching or amplifier arrangement Integrated twice over time and fed into a recording system its graph strips, which are preferably common for all of the values to be measured at the same time the value of a voltage proportional to the speed is recorded will.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Nusführungsbeispiel der Erfindung, bei dem I den ausgewuchteten Umlaufkörper bedeutet, der durch eine nicht dargestellte, in der Drehzahl einstellbare Autriebsmaschine, die bereits fiir die Auswuchtung benutzt wurde, in Umdrehung versetzt wird. The drawing illustrates an example of the invention, where I means the balanced circulating body, which is replaced by a not shown, The drive machine can be adjusted in speed and is already used for balancing was used, is set in rotation.

An den beiden Lagen 2 und 3 des Umlauf körpers sind Kristallgeber 4 und 5 angeordnet, die ebenfalls normalerweise bein Auswuchten zur Festellung der Ebene dienen, in der die Unwuchtkräfte wirken. Jeder dieser Kristallgeber ist hier beispielsweise über einen Verstärker 6 bzw. 7 mit einer aus einem hohen Ohmschen Widerstand und einem Kondensator, der einen kleinen kapazitiven Widerstand gegenüber dem Ohmschen Widerstand aufweist, bestehenden Reihenanordnung verbunden. Der Verstärker 6 des Kristallgebers 4 arbeitet auf die aus dem Ohmschen Widerstand 8 und dem Kondensator 9, der Verstärker 7 des Kristallgebers 5 auf die aus dem Ohmschen Widerstand 12 und demKondensator 13 bestehende Reihengruppe. Jede dieser aus Widerstand und Kondensator zusammengesetzten Gruppen hat dadurch, wie an sich bekannt, die Eigenschaft, daß sie die ihr zugeführte Spannung des zugehörigen Kristallgebers über die Zeit integriert, d. h. die an den Klemmen der Kondensatoren 9 und I3 herrschende Spannung ist gleich dem zeitlichen Integral des Stromes und, wie bereits eingangs erörtert, verhältnisgleich dem Wert #b # dt und damit der Geschwindigkeit 1, des betreffenden Kristallgebers. Crystal donors are located on the two layers 2 and 3 of the circulating body 4 and 5 arranged, which are also normally used for balancing to determine the Serve level in which the imbalance forces act. Each of these crystal givers is here for example via an amplifier 6 or 7 with one from a high ohmic Resistor and a capacitor that has a small capacitive resistance opposite having the ohmic resistance, connected existing series arrangement. The amplifier 6 of the crystal generator 4 works on the one from the ohmic resistor 8 and the capacitor 9, the amplifier 7 of the crystal generator 5 to that from the ohmic resistance 12 and the capacitor 13. Each of these consists of a resistor and a capacitor compound groups has the property, as is known per se, that it integrates the voltage supplied to it by the associated crystal generator over time, d. H. the voltage at the terminals of the capacitors 9 and I3 is the same the time integral of the current and, as already discussed, proportional the value #b # dt and thus the speed 1 of the crystal generator concerned.

Im Sinne der Erfindung wird nun jeder der Geschwindigkeit l' proportionale Wert dieser Ausgangsspannungen an den Kondensatoren 9 und 13 nochmals integriert. Das kann beispielsweise, wie in der Zeichnung dargestel] t ist, durch Wiederholung einer gleichartigen, aus Ohmschen Widerstand 10 bzw. 14 und einem Kondensator 1 1 bzw. 15 bestehenden Hintereinanderschaltung geschehen, die an die Kondensatoren 9 bzw. 13 der ersten Gruppe angeschlossen wird. Jede der Ausgangsspannungen dieser kaskadenartigen Doppelschaltung an den Klemmen der Kondensatoren 11 und 15 stellt nun den Wert ##b # dt # dt dar und ist, wie dargelegt wurde, eine der Amplitude der bei der etwa noch verbliebenen Massenugleichheit sich äußernden Lagerausschwenkungen proportionale Größe. Durch diese Ausgangsspannungen, d. h. die Spannungen der Kondensatoren 11 und 15, werden die beiden jedem der Lager zugeteilten Aufzeichnungsorgane 16 und 17 eines registrierenden Meßgerätes gesteuert. das diese Werte durch die Linienzüge A und C auf einem Diagrammstreifen registriert. Zeitgleich mit jenen beiden Amplitudenwerten wird parallel dazu die jeweils vorhandene Drehzahl des Umlaufkörpers durch das Schreibgerät 19 als Linienzug aufgezeichnet. Dieses Schreibgerät wird von der proportional mit der Drehzahl sich ändernden Spannung eines Tachometerdynamos 18 beeinflußt. Der fertige Diagrammstreifen gibt ein klares Bild über den Gang der Maschine und läßt erkennen, in welchen Drehzahlgebieten die Lagerausschwingung am größten ist. Zeigen sich, wie in den Linienzügen A und C angedeutet ist. besonders markante Anstiege der Amplitude, so läßt dies darauf schließen, daß an diesen Stellen der jeweils registrierten Drehzahlwerte B der Umlaufkör@ per eine kritische Drehzahl durchschreitet. For the purposes of the invention, each one of the speed l 'is now proportional The value of these output voltages at the capacitors 9 and 13 is integrated again. This can, for example, as shown in the drawing, by repetition a similar one, consisting of an ohmic resistor 10 or 14 and a capacitor 1 1 or 15 existing cascading happen that are connected to the capacitors 9 or 13 of the first group is connected. Any of the output voltages of these cascade-like double circuit at the terminals of the capacitors 11 and 15 provides now represents the value ## b # dt # dt and, as has been explained, is one of the amplitude the bearing swings expressed in the remaining mass equality proportional size. Through these output voltages, i. H. the voltages of the capacitors 11 and 15 become the two recording organs 16 assigned to each of the camps and 17 of a registering measuring device controlled. that these values through the lines A and C recorded on a chart strip. Simultaneously with those two amplitude values is parallel to this, the current speed of the rotating body through the writing instrument 19 recorded as a line. This writing instrument is of the proportional with the speed changing voltage of a tachometer dynamo 18 influenced. Of the ready-made chart strips give a clear picture of the operation of the machine recognize in which speed ranges the bearing oscillation is greatest. Demonstrate as indicated in the lines A and C. particularly striking climbs of the amplitude, this suggests that at these points the registered speed values B the recirculating body passes through a critical speed.

Als Tachometerdynamo 18 kann man den einphasigen Wechselstromhilfsgenerator, der zur Durchführung des Auswuchtverfahrens für die Ermittlung der Unwuchtlage gebraucht und mit dem Umlaufkörper in der Schleudergrube gekuppelt wird, oder auch einen besonderen Hilfsgenerator benutzen.A single-phase alternating current generator can be used as the tachometer dynamo 18, which is used to carry out the balancing process to determine the unbalance position and is coupled with the circulating body in the centrifugal pit, or a special one Use auxiliary generator.

Der eigentliche Erfindungsgedanke läßt sich durch mannigfache Ausführungsmöglichkeinen verwirklichen. An Stelle der aus dem normalen Verstärker 6 bzw. 7 und der aus dem Widerstand 8 bzw. I2 und dem Kondensator 9 bzw. 13 bestehenden Schaltgruppe kann man als erste Integrationsstufe auch einen unmittelbar als Integrator arbeitenden Verstärker in der Ausführung benutzen, wie er an sich als integrierender Verstärker in der Verstärkertechnik bekannt ist. Als zweite Integrationsstufe kann dann an die Ausgangsspannung des integrierenden Verstärkers entweder die aus dem Widerstand 10 bzw. 14 und dem Kondensator 11 bzw. I5 bestehende Reihenschaltung oder aber ein zweiter unmittelbar integrierender Verstärker angeschlos@ sen werden. Obgleich es zweckmäßig ist, alle Werte auf einem einzigen Diagrammstreifen eines gemeinsamen Registriergerätes aufzuzeichnen, das am einfachsten als Dreifarbenpunktschreibrer mit bekannter selbsttätiger wechselseitiger Umschaltung des Steuerorgans auf die einzelnen zu registrierenden Spannunen - ausgebildet wird, könnte man auch drei getrennte synchron laufende Registriergeräte verwenden, deren Reistrierstreifen aneinandergeklebt werden. Die Einrichtung nach der Erfindung lermöglicht, die Aufzeichnung der Güte des Massenausgleich, es des Umlaufkörpers nicht nur in der Schleudergrube, sondern auch nachträglich an der betriebsfertigen Maschine, gegebenenfalls am Aufstellungsort, vorzunehmen, wenn Vorkehrungen getroffen sind, die Kristallgeber an den Betriebslaglern der Maschine anzuordnen. Dann kann der Umlaufkörper für jene Kontrolle durch die eigentliche Betriebskraft der Maschine auf die verschiedenen Drehzahlbereiche gebracht werden. The actual idea of the invention can be implemented in a variety of ways realize. Instead of the one from the normal amplifier 6 or 7 and the one from the Resistor 8 or I2 and the capacitor 9 or 13 existing vector group can as the first level of integration, one who works directly as an integrator Use amplifier in the execution as it is in itself as an integrating amplifier is known in amplifier technology. The second level of integration can then be the output voltage of the integrating amplifier is either that from the resistor 10 or 14 and the capacitor 11 or I5 existing series circuit or a second directly integrating amplifier can be connected. Although it is It is useful to have all values on a single chart strip of a common The easiest way to record it is as a three-color dot pen with known automatic alternating switching of the control member to the individual spans to be registered - one could also develop three Use separate, synchronous recording devices, their recording strips be glued together. The device according to the invention enables the recording the quality of the mass balancing, it of the circulating body not only in the centrifugal pit, but also subsequently on the ready-to-use machine, if necessary at the installation site, if precautions have been taken, the crystal dispensers at the company warehouses the machine. Then the recirculating body can be checked by the actual operating power of the machine brought to the different speed ranges will.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for demonstrating the quality of the mass balancing Balanced circulating body, characterized in that the stresses in the Storage of the recirculating body arranged crystal vibrators each in a special one Switching or amplifier arrangement can be integrated twice over time and the both obtained in this way, the amplitudes of the bearing deflections are the same Voltages are fed to a recording measuring device, on - its preferably for all of the values to be measured there is also one common chart strip at the same time he speed proportional voltage is recorded.

2. Device according to claim I, characterized in that the voltage each crystal generator (4 or 5) via a normal amplifier (6 or 7) one of high ohmic resistance (8 or I2) and capacitor (9 or I3) with a small capacitive resistance to the ohmic resistance existing series circuit which causes the first integration of the voltage value over time, and that on the liondensator (g or I3) of this group a second similar one Ohmic resistance (I0 or I4) and capacitor (II or I5) existing group is connected as a second integrating stage, so that the capacitors (11 or I5) of this second th group is twice the time integral value and thus the amplitude the bearing oscillation for the recorder can be removed.

3. Device according to claim 2, characterized in that the from the normal amplifier (6 or 7) and the resistor (8 or 12) with the capacitor (9 or I34 existing circuit arrangement together with an integrating Amplifier is replaced, its output voltage the second from the resistor (10 or 14) and the capacitor (11 or 15 bestebenden integration stage supplies.

4. Device according to claim I, characterized in that both as the first as well as the second level of integration, an integrating one that is known per se Amplifier is used, both of which are cascaded to one another in the manner of buckets get connected.

To distinguish the subject of the application from the state of the art are no publications were taken into account in the granting procedure.