DE839563C - Verfahren und Einrichtung zum Auswuchten wellenelastischer Koerper - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zum Auswuchten wellenelastischer Körper Theoretische Uberlegungen und praktische Erfahrungen beweisen. daß bei einem wellenelastischen Umdrehungskörper, der in der Nähe seiner ersten Biegeeigenschw ingungszahl läuft und an zwei Stellen gelagert ist, ein Alassenausgleich in drei Ebenen erforderlich wird, wenn der Körper in einem größeren rehzahlbereich frei von äußeren Fliehkräften laufen soll.
• Ein Ausgleich in zwei Ebenen läßt bei einem wellenelastischen Körper ruhigen Lauf nur bei einer bestimmten Drehzahl, nämlich der betreffenden Auswuchtdrehzahl erreichen. Es ist deshalb bekannt, daß wellenelastische Körper, wie z. B. Kardanwellen, die an ihren Enden gelagert sind, sowohl in der Nähe der Enden als auch in der Mitte mit Ausgleichsgewichten verschen werden müssen. Der Ausgleich in der Mitte soll zusammen mit Teilen der Ausgleichsgewichte außen ein Biegemoment erzeugen, das dem Biegemoment infolge der Unwuchten des Körpers das Gleichgewicht hält und die Neigung zur Durchbiegung bei Annäherung an die Biegeeigenschwingungszahl (n> 0,5 neigen) verhindert oder wenigstens ausreichend herabsetzt.
• Bei den bisher bekannten Verfahren ermittelte man das Ausgleichsgewicht in der Mitte dadurch, daß eine an den Enden in üblicher Weise ausgewuchtete Welle bei freien Lagern oder eine nicht ausgewuchtete Welle bei festgehaltenen Lagern auf Betriebsdrehzahl gebracht und beispielsweise durch Kreide in der Mitte der Welle der Hochpunkt der Welle markiert wurde. Das Verfahren hat den Nachteil, daß man im Gefahrenbereich des rasch umlaufenden Körpers messen muß und daß geometrische Unregelmäßigkeiten bzw. Abweichungen vom Rund- lauf die Größe und Winkellage der dynamischen Durchbiegung in der Mitte verschleiern oder fälschen können. Demgegenüber wird durch die Erfindung ein Verfahren empfohlen, bei dem nur zwei Meßstellen an den Enden des auszuwuchtenden Körpers angewendet werden und jegliche Indizierung in der Mitte, d. h. in einer dritten Ebene, unterbleibt. Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Schwingungsmessungen an den Enden bei zwei verschiedenen Drehzahlen durchgeführt' werden, und zwar einmal bei einer Drehzahl, bei der die inneren Momente noch keine wesentliche Durchbiegung herv orrufen können, und zum anderen bei einer Drehzahl, die zwischen dem 0,5- und o,8fachen der ersten Biegeeigenschwingungszahl liegt, gelingt es, vier Meßwerte zu erhalten, aus denen die Ausgleichsgewichte in drei Ebenen auf rechnerischen, graphischen oder ähnlichen Wegen ermittelt oder durch ein zweckentsprechendes Iterationsverfahren gefunden werden. Kardanwellen besitzen im wesentlichen eine symmetrische Massenverteilung. Für das Ausgleichsgewicht in der Mitte ist daher die Änderung der statischen Unwucht beim Übergang vom niedrigtourigen zum hochtourigen Lauf in erster Linie maßgebend. Werden elektrische Schwingungsaufnehmer, wie z. B. Tauchspulen, für die mechanischen Schwingungen an den beiden Lagern verwendet, dann lassen sich nach dem Verfahren der Erfindung die von den Meßmitteln abgegebenen Wedhselspannungen derart kombinieren, daß sie den statischen Unwuchtanteil unmittelbar abzulesen gestatten. Vorteilhafterweise kann man für den niedrigtourigen und den hochtourigen Lauf die jeweils benutzte Schaltung so auslegen, daß der statische Unwuchtanteil bei beiden Drehzahlen in gleicher Empfindlichkeit angezeigt wird. Das Ermitteln des Ausgleichsgewichts in der Mitte läuft dann auf eine Differenzbildung hinaus. Diese ist besonders einfach, wenn man sie nicht graphisch in Polarkoordinaten ausführt, sondern wenn man die Meßergebnisse in der Form von Unwuchtkomponenten für rechtwinklig aufeinanderstehende Richtungen aufnimmt und die Komponentendifferenzen in beiden Richtungen jeweils getrennt für sich, in algebraischer Weise bildet.
• Zur Durchführung des geschilderten Verfahrens eignen sich daher solche Maschinen, die die Unwucht bzw. die den Unwuchten entsprechenden Schwingungsausschläge an den Lagern unmittelbar in rechtwinkligen Komponenten ablesen lassen. Für den niedrigtourigen Wuchtvorgang ist eine Führung der Wuchtkörperaufnahme empfehlenswert, die nur Schwingungen in horizontaler Richtung zuläßt. Das Eigengewicht der Wuchtkörper bleibt dabei ohne Einfluß auf die Lage der Aufnahme. Beim hochtourigen Wuchtlauf, der im wesentlichen zur Festlegung der Ausgleichsgewichte in der Mitte der Welle dient, können die bei hohen Wuchtdrehzahlen stark anwachsenden Fliehkräfte dazu zwingen, den Aufnahmen in der radialen Ebene allseitig freie Bewegungsmöglichkeit zu geben. Es ist dabei auch eine Kombination der geführten Lagerung für das niedrigtourige Wuchten mit der freien Lagerung für das hochtourige Wuchten möglich, wofür die Zeichnung ein Beispiel darstellt. Die Federung in horizontaler und vertikaler Richtung für das mit 2 bezeichnete Lager auf der Lagerbrücke 4 einer Wuchtmaschine läßt kreis- oder ellipsenförmige Schwingungen des Wuchtkörpers I zu. Die Federkonstanten der Federn 3 und 5 sind nämlich in den beiden, vorzugsweise rechtwinklig zueinander stehenden Schwingungsflchtungen sobemessen, daß bei niedrigtourigem Vorwuchten die eine (harte) Federung 3 nahezu unelastisch bleibt und der Wuchtkörper nur in der Schwingungsrichtung der anderen Federung 5 schwingen kann, von der die Unwuchtmessung abgeleitet wird, während beim hochtourigen Wuchten beide Federungen 3 und 5 überkritisch und damit den allseitigen Schwingungen des Wuchtkörpers elastisch nachgebend arbeiten. Die Schwingungen der Lagerbrücke 4 werden über ein Gestänge 6 auf die Tauchspule 7 übertragen und hier in an sich bekannter Weise in Wechselspannungen überführt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Auswuchten von wellenelastischen Körpern, insbesondere Kardanwellen, durch Ausgleich in drei Radialebenen, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Umlauf des Körpers in freischwingenden Lagern erzeugten Schwingungsausschläge in zwei Radialebenen und bei zwei wesentlich verschiedenen Drehzahlen gemessen werden, so daß mehr als zwei Meßwerte aufgenommen werden, die eine eindeutige Bestimmung der in den drei Radialebenen benötigten Ausgleichsgewichte gestatten.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl für das hochtourige Wuchten gegenüber der Drehzahl füt das. niedrigtourige Wuchten zwischen dem 0,5- und o,gfachen der ersten Biegeeigenschw ingungszahl des wellenelastischen Körpers liegt.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen r und 2 unter Verwendung elektrischer Schwingungsaufnehmer, z. B. der bekannten Tauchspulen, und Kombinierung der von den Tauchspulen abgegebenen Wechselspannungen in bekannter Weise, derart, daß bei den verschiedenen Drehzahlen jeweils eine andere Schaltung für die Schwingungsmittel angewendet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Messungen bei verschiedenen Drehzahlen und in den an sich bekannten rechtwinklig zueinander stehenden Unwuchtkomponentenricthtungen vorgenommen wird, so daß bei Auswertung der Meßergebnisse zur Bestimmung der Ausgleichsgewichte in den drei Radialebenen die Meßwertdifferenzen in einfacher algebraischer Weise gebildet werden können.
5. 5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Lagerstellen des zweifach gelagerten Körpers (I) elektrische Schwingungsaufnehmer (Tauchspulen 7) angebracht sind, und daß die Lager (2) sowohl beim niedrigtourigen als auch beim hochtourigen Wuchtlauf mindestens in einer Radialebene frei schwingen und die von den Schwingungsaufnehmern abgegebenen Wechselspannungen in drei oder vier Schaltstellungen aufgezeichnet werden, von denen zwei oder drei im niedrigtourigen und eine im hochtourigen Lauf benutzt wird.
6. 6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 4, gekennzeichiiet durch eine derartige Bemessung der Federkonstanten in zwei vorzugsweise rechtwinklig zueinander stehenden Schwingungsrichtungen, daß bei niedrigtourigem Vorwuchten die eine (harte) Federung (3) nahezu unelastisch bleibt und der Wuchtkörper nur in der Schwingungsrichtung der anderen Federung (5) schwingen kann, von der die Unwuchtmessung abgeleitet wird, während beim hochtourigen Wuchten beide Federungen überkritisch und damit den allseitigen Schwingungen des Wuchtkörpers (I) elastisch nachgebend arbeiten.