DE7801587U1 - Bearing stand for balancing rotors - Google Patents
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Description
Lagarständer zum Auswuchten von RotorenLagar stand for balancing rotors
Die Erfindung betrifft sine Auswuchtmaschine mit auf einem Maschinenbett angeordneten Lagerständern zur Lagerung von auszuwuchtenden Rotoren bestehend aus je einer eine Lagerung für den Rotor tragenden Schwingbrücke und je einem Grundkörper, und auf diesem zusätzlich angeordnetem parallel zur Längsachse dar Lageriänder verlaufenden Träger für Bearbeitungsninheiten.The invention relates to his balancing machine with on one Bearing stands arranged on the machine bed for storing items to be balanced Rotors consisting of a swing bridge each carrying a bearing for the rotor and a base body each, and on this additionally arranged carrier for machining units running parallel to the longitudinal axis of the bearing edges.
Die bisherigen Auswuchtmaschinen zum Auswuchten von Rotoren benutzen Lagerständer, bei denen die Lagerung für den Rο kr auf einer Schwingbrücke angeordnet ist, die sich über Federn gegen einen Grundkörper abstützt. Derartige Lagerständer sind nur mit einem beachtlichen Aufwand bedienbar, insbesondere dann, wenn schwere Rotoren ausgewuchtet werden sollen, wie Läufer von Elektrogeneratoren, Gelenkwellen oder Kurbelwellen, da die Lagerung über der Mitte des Grundkörpers angeordnet ist. Aufgrund dieser Tatsache muß ein zusätzlicher freier Raum über der Lagerung vorgesehen sein, damit mittels Kran od. ähnl. Greifwerkzeugen der auszuwuchtende Körper in die Lagerung von obenher eingelagert werden kann.The previous balancing machines for balancing rotors use storage racks, where the storage for the Rο kr is arranged on a swing bridge, which is supported by springs against a base body. Such storage racks are Can only be operated with considerable effort, especially when heavy rotors are to be balanced, such as Runner of electric generators, cardan shafts or crankshafts, as the bearing is arranged above the center of the base body. Due to this fact, an additional free space must be provided above the storage so that od by means of a crane. Gripping tools, the body to be balanced can be stored in the storage from above.
Auch bei der Unwuchtbeseitigung ergeben sich beachtliche Schwierigkeiten, da die Bearbeitungseinheiten wie Schweißgeräte. Bohrer oder Fräser nicht in Reichweite des die Unwuchtbeseitxgung durchfuhrenden Bedienenden angeordnet sein können. Auch sind die Bearbeitungswerkzeuge nicht verschiebbar senkrecht zur Längsachse der Rotoren, deshalb kann ihre Position nur zwischen den Lagerständern verändert werden.There are also considerable difficulties in eliminating the unbalance, since the processing units are like welding devices. Drills or milling cutters cannot be arranged within reach of the operator performing the unbalance removal. The machining tools are also not displaceable perpendicular to the longitudinal axis of the rotors, so their position can can only be changed between the storage racks.
Unabhängig von den Schwierigkeiten der Be- und Entladung eines Lagerständers mit schweren Rotoren tritt insbesondere bei langgestreckten Rotoren darüberhinaus die Gefahr einer bleibenden Deformation durch Auftreten der biegekritischen Dreh- ^ zahl auf. Hierbei ist die Größe der biegekritischen Drehzahlen % unabhängig von der Konstruktion der Lagerständer, wobei jedoch § nur eine biegekritische Drehzahl von einem zur Messung verwen- |Irrespective of the difficulties involved in loading and unloading a bearing stand with heavy rotors, there is also the risk of permanent deformation due to the occurrence of the critical rotational speed, particularly in the case of elongated rotors. The size of the critical bending speeds % is independent of the construction of the bearing pedestals, however § only use one critical bending speed of one for the measurement
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detan Schwingungsaufnehmer aufgenommen werden kann, während die andere hierzu senkrecht wirkende biegekritische Drehzahl Schaden anrichten kann, da sie erstens bei einer niedereren drehzahl auftritt und zum anderen vom Schwingungsaufnehmer nicht erkannt werden kann.detan vibration transducer can be added while the other bending-critical speed acting perpendicular to this can cause damage, since it is first at a lower speed speed occurs and on the other hand from the vibration sensor cannot be recognized.
Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Bedienung einer Auswuchtmaschine einfach und sicher zu gestalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsachse der Lagerung für den Rotor arallal zum Grundkörper aus dessen Mitte verschoben ist. Durch Verschieben der Längsachse der Lagerung aus der Mitte des Grundkörpers wird der besondere Vorteil erreicht, daß die Beladung der Auswuchtmaschine mit auszuwuchtenden Rotoren direkt vor dem Bedienungsmann geschieht bzw. daß der Bedienungsr mann selbst, insbesondere bei leichten Gelenkwellen, in allernächster Körpernähe die Bedienung durchfuhren kann, ohne eine zusätzliche weitere Bewegung, die vom Körper wegführt, durchführen zu müssen.Based on this prior art, the invention has the task of operating a balancing machine easy and safe to design. This object is achieved in that the longitudinal axis of the storage for the Rotor is shifted arallal to the base body from its center. By moving the longitudinal axis of the storage from the center the main body has the particular advantage that the balancing machine is loaded with rotors to be balanced happens directly in front of the operator or that the operator you can operate it yourself, especially with light cardan shafts, in very close proximity to your body, without a having to perform additional movement away from the body.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Längsachse der Lagsang für den Rotor über dem Grundkörper angeordnet ist. Durch die Anordnung der Längsachse der Lagerung für den Rotor über dem Grundkörper, wird insbesondere bei Bedienung eines Lagerständers mit Greifwerkzeugen eine Justierung des einzelnen zu lagernden auszuwuchtenden Rotors beachtlich erleichtert.A special embodiment of the invention consists in that the longitudinal axis of the Lagsang for the rotor is above the base body is arranged. By arranging the longitudinal axis of the bearing for the rotor above the base body, in particular When operating a storage stand with gripping tools, an adjustment of the individual rotor to be stored and to be balanced considerably relieved.
In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Längsachse der Lagerung für den Rotor im wesentlichen über einer vertikalen Endfläche des Grundkörpers angeordnet ist. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß eine derartige Lagerung auch für sehr hohe Rotordrahzahlan, wie sie beispielsweise zum Auswuchten von Gelenkwellen verwendet werden, benutzt werden kann.In yet another embodiment of the invention, it is proposed that that the longitudinal axis of the bearing for the rotor is arranged essentially over a vertical end face of the base body is. The particular advantage of this design is that such a bearing can also be used for very high numbers of rotor wires, as they are used, for example, for balancing cardan shafts.
In noch weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß die Längsachse der Lagerung für den RotorIn yet another embodiment of the subject matter of the invention suggested that the longitudinal axis of the bearing for the rotor
vor einer vertikalen Endfläche des Grundkörpers angeordnet ist. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für eine Anwendung bei niedrigtouriger Auswuchtung unter Beibehalt aller bereits oben genannten Vorteile der leichten Bedienbarkeit. In Ausgestaltung des Erfindungsgedankens insbesondere für das Auswuchten von Gelenkwellen wird vorgeschlagen, daß die Längsachse der Lagaung für den Rotor parallel zum Grundkörper aus dessen Mitte verschoben ist, daß die Schwingbrückenmasse wesentlich größer als die Rotormasse ist und daß die Abstützung der Schwingbrückan über parallel angeordnete Blattfedern erfolgt. Durch diese erfinderische Kombination wird erreicht, daß zufolge der näher zum Bedienenden gerückten Lagerung das Be- und Entladen sicherer vonstatten geht und daß durch die große Schwingbrückenmasse die durch die verschiedenen Steifigkaiten der Blattfedern in verschiedenen Richtungen hervorgerufenen Differenzen der biegekritischen Frequenzen des zu untersuchenden Rotors in verschiedenen Richtungen soweit reduziert werden, so daß auch die bei einer höheren Drehzahl liegende biegekritische Resonanz bereits dann erkennbar wird, wenn die bei einer niedereren Drehzahl liegende biajjekritische Resonanz noch nicht ihr Maximum erreicht hat.arranged in front of a vertical end face of the base body is. This refinement is particularly suitable for use with low-speed balancing while maintaining all the advantages of ease of use already mentioned above. In the embodiment of the inventive concept in particular For balancing cardan shafts, it is proposed that the longitudinal axis of the bearing for the rotor is parallel to the base body is shifted from the center that the oscillating bridge mass is significantly larger than the rotor mass and that the The swing bridge is supported by parallel leaf springs he follows. By this inventive combination it is achieved that, according to the moved closer to the operator Storage loading and unloading is safer and that due to the large mass of the oscillating bridge, the various Stiffness of the leaf springs in different Directions caused differences of the critical bending Frequencies of the rotor to be examined are reduced in different directions so that even those in one Critical bending resonance lying at a higher speed is already recognizable when the at a lower speed lying biajje critical resonance has not yet reached its maximum Has.
In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes, insbesondere beim Auswuchten von Rotoren, deren Achslängan untereinander sehr stark variieren, wird vorgeschlagen, daß der Träger senkrecht zur Längsachse das Lagerständers parallel verschiebbar ist. Oar Vorteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß die Bearbeitungseinheiten ohne jede Schwierigkeit in den Arbeitsbereich zwischen den Lagerständern gebracht werden können, und auch außerhalb der Lagerständer bedarfsweise positioniert werden können; hiermit ist es auch möglich, einen Freiraum für das Beladen der Auswuchtmaschine mit Hebezeugen zu schaffen.In the embodiment of the subject matter of the invention, in particular with Balancing of rotors, the axial length of which vary greatly from one another, it is proposed that the carrier be perpendicular is displaceable parallel to the longitudinal axis of the bearing stand. Oar advantage of such an arrangement is that the machining units can be brought into the work area between the storage racks without any difficulty, and can also be positioned outside of the storage racks as required; with this it is also possible to use a To create space for loading the balancing machine with hoists.
Anhand der nachfolgenden Zeichnung wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert.The subject of the invention is based on the following drawing explained in more detail.
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Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäSen Lagerstärders einer Auswuchtmaschine,1 shows a view of a bearing stiffener according to the invention a balancing machine,
Fig. 2 einra Ansicht eines weiteren erfindungsgemäBen Lagerständsrs einer Auswuchtmaschine,2 shows a view of a further bearing stand according to the invention of a balancing machine,
Lagerständern zum Auswuchten von Gelenkwellen und einen erfindunsgemäöen Träger mit Bearbeitungseinheiten,Bearing stands for balancing cardan shafts and a carrier according to the invention with machining units,
Fig. 4 und 5 eine erfindungsgemäSe Anordnung zwäer verschiedener Bearbeitungseinheiten.4 and 5 an arrangement according to the invention between different machining units.
Gemäß Fig. 1 trägt ein Grundkörper 1, der auf einem Haschinenbett 2 angeordnet ist, über parallel angeordnete Blattfedern und 4 eine Schwingbrücke 7, wobei die Blattfedern 3 und 4 mit dem Grundkarpsr 1 und der Schwingbrücke 7 fest verbunden sind. Auf der Schwingbrücke 7 ist eins Lagerung B für den zu untersuchenden Rotor angeordnet, wobei die Längsachse 9 der Lagerung θ parallel zum Grundkörper aus dessen Mitte verschoben ist. Bei Rotation eines zu untersuchenden Rotors um die Längsachse 9 der Lagerung β werden dessen Schwingungen über einen Schwingungsaufrriimer 11 in elektrische Spannungen umgewandelt und zur Bestimmung der Unwucht weiterverarbeitet. Der Schwirgjngsaufnehmer 11 nimmt hierbei lediglich Schwingungen in Richtung seiner Längsachse auf, alle Schwingungen quer hierzu werden unterdrückt.According to FIG. 1, a base body 1, which is arranged on a machine bed 2, carries over leaf springs arranged in parallel and 4 an oscillating bridge 7, the leaf springs 3 and 4 firmly connected to the base carps 1 and the oscillating bridge 7 are. On the swing bridge 7 there is one storage B for the Arranged to be examined rotor, the longitudinal axis 9 of the bearing θ parallel to the base body from its center is shifted. When a rotor to be examined rotates about the longitudinal axis 9 of the bearing β, its vibrations become via a vibration timer 11 into electrical voltages converted and processed further to determine the imbalance. The vibration sensor 11 only absorbs vibrations in the direction of its longitudinal axis, all vibrations across this are suppressed.
Die in Fig, 2 dargestellte Anordnung eines erfindungsgemäßen Lagerständers einer Auswuchtmaschine zeichnet sich durch eine Verschiebung der Lagerung für den zu untersuchenden Rotor über eine vertikale Endfläche 15 des Grundkörpers 1 hinaus aus. Die Schwingungen, die durch eiien Rotor 16 auf die Schwingbrucke 7 übertragen werden, werden durch einen Schwingungsaufnehmer 18, der im Gegensatz zu dem in Fig, 1 dargestellten Absolut-Schwingungsaufnehmer 11, als Relativaufnehmer ausgebildet ist, aufgenommen und weiterverarbeitet. Wie aus den beiden Figuren ersichtlich, kann jede Art von Schwingungs-The arrangement shown in Fig. 2 of an inventive The bearing stand of a balancing machine is characterized by a shift in the bearing for the rotor to be examined a vertical end face 15 of the base body 1 out. The vibrations which are transmitted to the vibrating bridge 7 by a rotor 16 are detected by a vibration sensor 18 which, in contrast to that shown in FIG Absolute vibration sensor 11, designed as a relative sensor, recorded and processed. As from the can be seen in both figures, any kind of vibration
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aufnehmern zum Umsetzen der mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen verwendet werden, so da3 eine Einschränkung auf die Art der dargestellten Schwingungsaufnehmer nicht gegeben ist.transducers for converting the mechanical vibrations into electrical vibrations are used, so there is a limitation does not apply to the type of vibration sensor shown.
In Fig. 2 ist eins Rollenlagerung 20 zum Tragsn das Rotors eingesetzt, die sich insbesondere zur Auswuchtung von Rotoren 15 mit eigenen Lagerzapfen eignet. Auch hier ist die Längsachse 9 .der Rollenlagerung 20 parallel aus der Mitte 10 des Grundkörpsrs 1 verschoben.In Fig. 2 there is one roller bearing 20 for supporting the rotor used, which is particularly suitable for balancing rotors 15 with their own bearing journals. Here, too, is the longitudinal axis 9. The roller bearing 20 parallel from the center 10 of the Basic body 1 moved.
Dia in Fig. 1 dargestellte Lagerung 8 läßt sich, wie in Fig. näher erläutert, auch zum Auswuchten von Rotoren verwenden, die selbst keine Lagerfläche besitzen.The bearing 8 shown in Fig. 1 can, as in Fig. explained in more detail, can also be used for balancing rotors that do not themselves have a bearing surface.
Gemäß Fig. 3 werden die Grundkörper 1 zweier arfindunjsgemäSer Lagerständer auf einem Maschinenbett 2 verschiebbar angeordnet, wobei über Blattfeder 3, 4 die Schwingbrücken 7 schwingbar mit den Grundkörpern 1 verbunden sind. In den Lagerungen θ ist jeweils sine Wuchtspindel 30 angeordnet, von denen eine von einem nicht dargestellten Motor der Auswuchtmaschine angetrieben wird. Beide Lagerungen 8 tragen Halterirgan 31, die mit dem zu untersuchenden Rotor, im vorliegenden Falle einer Gelenkwelle 32, vsrbunden werden.According to FIG. 3, the base body 1 of two arfindunjsgemäSer Bearing stand arranged displaceably on a machine bed 2, the oscillating bridges 7 being able to oscillate via leaf springs 3, 4 are connected to the base bodies 1. A balancing spindle 30 is arranged in each of the bearings θ, one of which is driven by a motor, not shown, of the balancing machine. Both bearings 8 carry Halterirgan 31, which be connected to the rotor to be examined, in the present case a cardan shaft 32.
Auf dem Maschinenbett 2 stützt sich darüber hinaus ein Träger 40 ab, der in je einer Führung 41 senkrecht zur Längsachse 9 der Gelenkwelle 32 verschoben wird. Dabei sind die Führungen über Halterungen 42, 43 am Maschinenbett 2 gemäß Fig. 3 so angeordnet, daß die Halterung 43 außerhalb des rechten Grundkörpers 1 liegt. Damit wird es mit einer solchen Einrichtung möglich, auch kurze Gelenkwellen auszuwuchten. Besteht der Bedarf extrem lange Rotoren auszuwuchten, so kann jedoch die Halterung 43 auch links des rechten Grundkörpers 1 angeordnet sein, wobei dar Träger 40 als frei auskragender Träger beliebig verlängerbar ausgebildet werden kann.In addition, a carrier 40 is supported on the machine bed 2, which in each case has a guide 41 perpendicular to the longitudinal axis 9 the cardan shaft 32 is displaced. The guides are arranged via brackets 42, 43 on the machine bed 2 according to FIG. 3 in such a way that that the holder 43 lies outside the right base body 1. So it becomes with such a facility also possible to balance short cardan shafts. If there is a need to balance extremely long rotors, the Bracket 43 can also be arranged to the left of the right base body 1, the carrier 40 being any freely cantilevered carrier can be made extendable.
Auf dem Träger 40 sind, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt,On the carrier 40, as shown in Figures 4 and 5,
Bearbeitungseinheiten angeordnet. So stallt Fig. 4 sins Schweißeinrichtung 45 dar, dis über eine Lagerung 46 längs des Trägsrs 40 bewegt werden kann und diE durch Bewegen des Trägers 40 in oder entgegengesetzt Pfsilrichtung 47 in die durch die Achse bestimmte Arbeitslage gebracht werden kann. In Fig. 5 ist eine Bohrmaschine 48 als Bearbaitungseinheit vorgesehen, die sowohl j durch Bawegung in und entgegen der Pfeilrichtung 47 in den ] Bereich der durch die Achse 9 dargestellten 3earbsitungsebene j gebracht warden kann. |Machining units arranged. Thus, Fig. 4 is a welding device 45, dis via a bearing 46 along the carrier 40 can be moved and the E by moving the carrier 40 in or in the opposite direction of arrow 47 in through the axis specific work situation can be brought. In Fig. 5, a drill 48 is provided as a machining unit, which both j by moving in and against the direction of the arrow 47 in the area of the working plane j represented by the axis 9 can be brought. |
Wie bereits beschrieben, nimmt für jeden Lagerständer getrennt I ein Schwingungsaufnehmer 11 oder 18 die Schwingungen der mit Unwucht behafteten Gelenkwelle 32 auf.As already described, I takes separately for each storage rack a vibration sensor 11 or 18 the vibrations of the with Unbalanced articulated shaft 32 on.
Blattfedern, die, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, parallel zueinander angeordnet sind, sind in Richtung der Schwingungsaufnehmer weich, so daß die Schwingungen des zu untersuchenden RGtors aufgenommen werden können, hingegen in senkrechter ■ Richtung hierzu starr. Aufgrund dieser Konfiguration treten insbesondere bei einem langgestreckten Rotationskörper, als Gelenkwelle 32 dargestellt, zwei biegekritische Frequenzen auf und zwar eine biegekritische Frequenz in Richtung des Schwingungsaufnehmers und eine biegekritische Frequenz in senkrechter Richtung hierzu. Οβγ Schwingungsaufnehmer kann jedoch nur die in seiner Richtung schwingende Biegekritische aufnehmen und zur Anzeige bzw. Weiterverarbeitung bringen. Die senkrecht hierzu auftretende biegekritische Resonanzschwingung tritt bereits bei einer niedereren Drehzahl auf, ohne daS sie zur Anzeige gebracht werden kann. Dia hieraus resultierende Gefahr besteht darin, daß der zu untersuchende Rotor boreits bei dies3r kritischen Drehzahl zu Schäden Anlaß gibt, ohne daß sich die Bedienungsperson hierauf einstellen kann. Besitzt jede der beiden Schwingbrücken 7 aine WBsantlich größere Masse als das anteilige Rotorgewicht, so wird die kritische Resonanzfrequenz in MeBrichtung zu einer niedrigeren Drehzahl reduziert und somit auch ihre Differenz zur niedrigeren kritischen Frequenz in senkrechter Richtung zur Meßrichtung reduziert. Damit wird erreicht, daß bereitsLeaf springs, which, as shown in FIGS. 1 and 2, are arranged parallel to one another, are in the direction of the vibration sensor soft, so that the vibrations of the RGtors to be examined can be absorbed, but in a vertical ■ Direction to this rigid. Because of this configuration occur in particular in the case of an elongated body of revolution, shown as a cardan shaft 32, two frequencies that are critical in terms of bending and a critical frequency in the direction of the vibration sensor and a critical frequency in perpendicular to this. Οβγ vibration sensor can however, only pick up the bending critical swinging in its direction and bring it to display or further processing. The bending-critical resonance oscillation occurring perpendicular to this occurs already at a lower speed, without it being able to be brought to the display. Resulting slide There is a risk that the rotor to be examined will be damaged at this critical speed Gives cause without the operator being able to adjust to it. Each of the two oscillating bridges has 7 aine If the mass is larger than the proportional weight of the rotor, the critical resonance frequency in the measuring direction becomes a lower speed and thus also its difference to the lower critical frequency in the vertical direction reduced to the measuring direction. This achieves that already
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vor Auftreten der niedrigeren kritischen Frequenz auch die in Meßrichtung wirkende höhere kritische Frequenz eindeutig bemerkbar wird, beispielsweise durch Auswanderung der Unwuchtanzeige aus einer vorher eingenommenen Lage, so daö die Auswuchtdrehzahl rechtzeitig begrenzt werden kann unter Vermeidung eines Schadensereignisses.before the lower critical frequency occurs, the in The higher critical frequency acting in the direction of measurement is clearly noticeable, for example by the migration of the unbalance indicator from a previously assumed position, so there is the balancing speed can be limited in time while avoiding a damaging event.
Insbesondere bei flach-bauenden Auswuchtmaschinen kann die Schwingbrücke 7 auch so im Grundkörpar 1 integriert sein, daß der Grundkörper 1 selbst U-förmig ausgestaltet ist und innerhalb dieser U-Form die Längsachse der Lagerung zur Mitte 10 des Grundkörpers verschoben wird.Especially with flat balancing machines, the Oscillating bridge 7 can also be integrated in the basic body 1, that the base body 1 itself is U-shaped and within this U-shape the longitudinal axis of the storage for Middle 10 of the base body is moved.
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