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Einrichtung an Maschinen mit Rotoren
Bei Maschinen mit Rotoren tritt
nach einer gewissen Betriebszeit die Notwendigkeit auf, ein Nachwuchten vorzunehmen,
weil sich erfahrungsgemäß durch Massenverlagerungen, Abnutzung oder andere Einflüsse
Schwingungen einstellen, derer Ausmaß schließlich die Stillsetzung der Maschinen
erfordert. Besonders l>ei Generatoren, Rotoren, Wasser-oder Dampfturbinen von
großer Leistung ist eine solche Stillsetzung zeitraubend und wegen des damit verbundenen
Produktionshzw. Energieausfalles auch kostspielig.
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Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen an Maschinen mit Rotoren,
mit deren Hilfe die der Drehachse benachbarte Hauptträgheitsachse des Rotors auch
während des Betriebes der Maschine verlagert werden kann. Dies geschieht erfindungsgemäß
durch Ausgleichsmassen, die im. Rotor angebracht und während seiiies Laufs radial
verstellbar sind. Die Ausgleichsmassen kann man paarweise und zweckmäßig mit geringer
gegenseitiger axialer Versetzung in zur Drehachse des Rotors senkrecht stehenden
Ebenen auf Spindeln radial verschiebbar anordnen. Ihre Verstellung geschieht während
des Rotorumlaufs durch geeignete mechanische, magnetische oder elektrische Mittel.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß auftretende Schwingungen ganz
oder nahezu ganz wieder zum Verschwinden gebracht werden. Die verstellbaren Ausgleichsmassen
lassen sich jederzeit, also auch bereits beim Bau oder bei der Aufstellung einer
Maschine mit Rotor nach an sich bekannten Grundsätzen der Wuchttechnik anbringen.
Durch Verstellen der Ausgleichsmassen wird die der Drehachse benachbarte Hauptträgheitsachse
des Rotors so lange verlagert, bis diese mit der geometrischen Drehachse des Rotors
zu-
sammenfällt. Ist dies der Fall. dann treten keine freien Fliehkräfte
mehr auf, und die Maschine läuft schwingungsfrei.
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Gegenüber dem bekannten Auswuchten oder Nachwuchten von umlaufenden
Maschinen uaf besonderen Auswuchtmaschinen oder in den eignen Lagern mit mehrfachem
Stillsetzen der Maschine gbesteht das Neue und Fortschrittliche der Erfindung darin,
daß das Nachwuchten des einmal auf einer Auswuchtmaschine ausgewuchteten Rotors
nicht mehr auf einer Auswuchtmaschine, sondern im Rotor selbst während des normalen
Betriebes dessellien ohne weiteres vorgenommen werden kann; Eine Anordnung zur Durchführung
des neuen Nachwuchtens ist als Ausführungsbeispiel schematisch in der Zeichnung
dargestellt.
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Ahb. I zeigt schematisch den Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Anordnung
und Abb. 2 eine andere Ausführungsform einer Einzelheit der Abb. 1.
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Mit I ist ein Rotor bezeichnet, der symbolisch die nachzuwuchtende
umlaufende Maschine oder Maschinenteile darstellen soll und der in seinen Maschinenlagern
2 und 3 bereits ausgewuchtet gelagert ist. In zum mindesten einer zur Drehachse
senkrecht stehenden Ausgleichsebene werden beim Bau der maschine nach an sich bekannten
grundsätzen Ausgleichsmassen 5 paarweise angeordnet, die radial verschiebbar sind,
indem sie beispielsweise mit Schraulenge'v.inde auf Spindeln 4 angeordnet und durch
Führungen 1 1 gegen Verdrehen gesichert sind. Die zu einem Paar gehörenden Ausgleichsmassen
können auoh gegeneinander axial versetzt angeordnet sein. Auf dem äußeren Ende der
Sp-indeln -4- sitzen Antriebsmittel. beispielsweise Stern räder 6. die von der nur
andeutungsweise gezeichneten Gehäusewand 7 aus durch Stifte 8 infolge Rotation des
Rotors in Umdrehung versetzt werden können. Indem die Stifte 8 jeweils heim Einschieben
auf zwei gegenüberliegenden Hälften der Sternräder 6 zur Auswirkung kommen, können
die Sternräder 6 mit jeder Umdrehung des Rotors entweder nach rechts oder nach links
gedreht und entsprechend die Ausgleichsgewichte 5 radial nach außen oder nadi innen
während des Umlaufs des Rotors verstellt werden.
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Das erfindungsgemäße Nachwucliteii eines unwuchtig gewordenen Rotors
geht während des Betriebes nun in der Weise vor sich, daß zunächst an einem Maschinenlager
mit Hilfe eines Schwingungsmessers lediglich die Größe der Schwillgungsausschläge
gemessen und durch Ausprobie'reii wie in den Anfängen der Auswuchttechnik die diesem
lager zugeordneten Ausgleichsgewichte durch Bedienen der Stifte 8 so lange verschoben
werden, bis die Schwingungsausschläge an dieser Lagerstelle geringer geworden sind
bzw. ein WIinimum erreicht haben, worauf die gleiche Handhabung auf der anderen
Lagerseite mit den diesem Lager zugeordneten Ausgleichsgewichten vorgenommen wird.
Nötigenfalls wird alsdann in bekannter Weise der Vorgang auf der ersten Lagerseite
wiederholt. um Restmomente auszuschalten.
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Da die Beseitigung der Unwucht oh@e Betriebsunterbrechung erfolgt,
spielt es gar keine Rolle, welche Zeit für dieses lediglich durch Ausprobieren durchzuführende
Nachwuchten erforderlich wird.
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An Stelle der in Abb. I gezeigten mechanischen Mittel zur Verstellung
der Ausgleichsmassen 5 während des Umlaufs von außen her können auch magnetische
oder elektrische Mittel angewendet werden. So ist in Abb. 2 eine beispielsweise,
aus Kupferblech bestehende Scheibe 9 an Stelle der Sternräder 6 gezeichnet, die
sich beim Umlauf des Rotor szwischen zwie elektro- oder Permanentmagneten 10 bewegt
und von einem dieser Magnete, der zu diesem Zweck durch Betätigung von außen in
den Bereich der Scheibe geschoben wird, beim Durchqueren seines Kraftfeldes ein
Stück gedreht wird.
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Durch einfaches Hinundherschieben der Magnete 10 können also die
Scheiben und damit die Spindeln 4 im gewünschten Drehsinn mit den darauf angeordneten
Ausgleichsmassen 5 verstellt werden.
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Ebenso ist es möglich, die Spindeln 4 durch Elektromotore anzutreiben,
die entweder über Schleifringe auf der Welle des Rotors 1 oder durch fotoelektrische
Mittel od. dgl. von außen in zwei verschiedenen Drehrichtungen zum Antrieb gebracht
werden können.
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Gegenüber dem bekannten Auswuchten auf Auswuchtmaschinen sind die
erfindungsgemäßen, von Anfang an eingebauten Ausgleichsgewichte für das Nachwuchten
wesentlich kleiner gehalten, weil sie nur zur Korrektur der während einer längeren
Betriebszeit eingetretenen Änderungen dienen; nicht aber-zum Ausgleich für die nach
den hisher üblichen Verfahren ermittelte, ursprünglich in dem Rotationskörper vorhandene
Unwucht bzw. Unwuchten.
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Sollten während des Betriebes Massenverlagerungen auftreten, für
die die erfindungsgemäß angeordneten Gewichte auch in ihrer äußersten Stellung nicht
mehr ausreichen, so genügt ein einmaliges Stillsetzen der Maschine, um zu erkennen,
welches von den eingebauten Ausgleichsgewichten in Endstellung steht und durch ein
zusätzlich anzubringendes Gewicht unterstützt werden muß. Zur Bestimmung dieses
zusätlichen Gewichts genügt eine überschlägige Berechnung unter Zugrundelegung des
Verstellbereichs der eingebauten Ausgleichsgewichte.
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PATENTANSPRI CHE : 1. Einrichtung an maschinen mit rotoren, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Verlagerung der der Drehachse benachbarteit Hauptträgheitsachse
des Rotors auch während des Betriebes der Maschine im Rotor Ausgleichsmassen angeordnet
sind, die während seines Laufs radial verstellt werden können.