MXPA05010762A

MXPA05010762A - Dispositivo para medicion de desequilibrio y metodo para medicion de desequilibrio.

Info

Publication number: MXPA05010762A
Application number: MXPA05010762A
Authority: MX
Inventors: Koerber Hans-Peter
Original assignee: Schenck Rotec Gmbh
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2004-04-03
Publication date: 2005-12-12
Also published as: JP2004317501A; US7412884B2; ATE369549T1; CN100491945C; BRPI0407556A; PL1611423T3; DE502004004576D1; DE10316767A1; EP1611423A1; CN1751233A; WO2004092699A1; EP1611423B1; BRPI0407556B1; ES2290692T3; US20060266115A1

Abstract

La invencion se relaciona con un dispositivo para medicion de desequilibrio comprendiendo una unidad de soporte para un sistema de soporte estatico de fluido del rotor (1). El objetivo de la invencion es mejorar la calidad de balanceo y reducir el tiempo necesario para el balanceo. Con esta finalidad, la unidad de soporte comprende al menos dos mitades (11, 11') de soporte abiertas, alimentadas con fluido para alojar secciones de la periferia del rotor, y al menos una placa (12, 12') de soporte alimentada con fluido asociada con una cara frontal de rotor. Durante la operacion de medicion de desequilibrio, el accionamiento es desacoplado del rotor (1). La operacion de medicion se realiza preferentemente cuando el rotor (1) este rotando de una manera variable sobre el tiempo.

Description

DISPOSITIVO PARA MEDICION DE DESEQUILIBRIO Y MÉTODO PARA MEDICIÓN DE DESEQUILIBRIO DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un dispositivo para medición de desequilibrio para rotores comprendiendo esencialmente un dispositivo de soporte para el soporte estático con fluido para un rotor rotatorio, un dispositivo para cambiar el comportamiento rotatorio del rotor, al menos un convertidor de medición que captura efectos del desequilibrio de rotor en una proceso de medición, un dispositivo para generar una señal de referencia y un dispositivo de procesamiento para las señales entregadas por el convertidor de medición mediante la señal de referencia, asi como métodos para medir el desequilibrio según el preámbulo de la reivindicación 7 y de la reivindicación 8. Del documento EP 0 104 266 Al se conocen un dispositivo para medición de desequilibrio y un método que permite el balanceo de rotores con una perforación central con una gran calidad de balanceo. Para esto es coloca el rotor sobre un mandril de una máquina de balanceo y se usa como fluido de soporte aire que se dispone entre superficies opuestas de la perforación del rotor y del mandril. Errores causados por imprecisiones de superficie ya no se hacen notar ya que las desviaciones de forma de la perforación de rotor o del mandril son integradas y se ofrece un eje rotatorio estable del rotor. Se puede balancear un rotor que puede apoyarse en su periferia externa tal como lo forman, por ejemplo, los muñones de soporte de un rotor eléctrico, con precisión respecto a estos puntos de apoyo. No se ha empleado, hasta ahora, un soporte aerostático de semejante rotor. Las exigencias a la calidad de balanceo, particularmente de rotores pequeños que giran a altas velocidades como, por ejemplo, rotores eléctricos, rotores de turbinas, etc., son, sin embargo, cada vez mayores. Una exigencia adicional es la de minimizar la duración de etapas en el proceso de manufactura, particularmente para las operaciones asociadas con el balanceo de rotores . La invención se basa en el objetivo de crear un dispositivo para la medición de desequilibrio del tipo mencionado inicialmente y ofrecer un método con que se mejora la calidad de balanceo particularmente de rotores pequeños de alta velocidad, reduciendo simultáneamente el tiempo requerido para el balanceo. El objetivo se logra inventivamente en un dispositivo para la medición de desequilibrio del tipo referido inicialmente, porque el dispositivo de soporte comprende al menos dos mitades de soporte abiertos, alimentados con fluido, para alojar unas secciones de la periferia del rotor y al menos una placa de soporte que es asociada con una superficie extrema del rotor, que es soportada en forma rígida y alimentada de fluido, porque se está previendo el dispositivo para capturar el comportamiento rotatorio de los rotor, porque el dispositivo para cambiar el comportamiento rotatorio durante el proceso de medición está desacoplado del rotor y porque el proceso de medición se realiza con un comportamiento rotatorio constante en el tiempo o preferentemente variable en el tiempo. Respecto al método se logra el objetivo mediante las características de la reivindicación 7 y de la reivindicación 8. Inventivamente está previsto, en un dispositivo para medición de desequilibrio así configurado, que el rotor es soportado tanto en dirección axial como también en dirección radial en soportes de fluido de fácil acceso usando gas o aire o una mezcla de gas o aire, es decir, en forma aerostática y, además, el accionamiento de aceleración respectivamente desaceleración en la operación de medición de desequilibrio está desacoplado del rotor, siendo que la operación de medición es determinada en un comportamiento rotatorio que varía sobre el tiempo, por ejemplo en la rodada por inercia o en un comportamiento rotatorio constante sobre el tiempo. El apoyo de una cara frontal del rotor en- dirección axial en una asociada superficie de placa de soporte alimentada con fluido produce, también con un eje de rotor dispuesto en dirección horizontal, una posición de soporte muy precisa del rotor en dirección axial, ya que, gracias a la formación de una distribución de presión en la corriente parecida a aquella en un difusor radial, se realiza, en sentido de la técnica de fluidos, una fijación de la posición de soporte de rotor frente a la placa de soporte. La conexión entre la placa de soporte y su estructura de sujeción es realizada con gran rigidez para evitar vibraciones en dirección axial de rotor, por ejemplo, vibraciones de arranque. La invención se basa en el descubrimiento que se logra solo mediante la combinación de estas medidas la medición de alta precisión deseable dentro de un periodo de tiempo muy corto. Mediante la invención se soporta el rotor libre de fuerzas y momentos de interferencia y se logra de esta manera un resultado de medición sustancialmente mejor que de la manera convencional. No obstante que ya se conoce del documento EP 0 590 169 Al determinar el desequilibrio del rotor con rotación de medición no constante, pero de esta publicación no pueden desprenderse indicaciones de soportar y permitir la rotación del rotor en la manera inventiva. Otra modalidad de la invención está previendo que las mitades de soporte están dispuestas de manera intercambiable en dispositivos de soporte y el dispositivo de soporte tiene un sistema de alimentación con fluido que permite una conducción estanca a fluido de mitades de soporte que tienen particularmente diferentes canales de fluido, por lo que se ofrece una estandarización ventajosa del dispositivo de soporte respectivamente una construcción modular del dispositivo para medición de desequilibrio. Lo mismo aplica también a una propuesta según la cual se está previendo que la placa de soporte está dispuesta de manera intercambiable en el dispositivo de soporte o en un elemento constructivo no oscilante del dispositivo para medición de desequilibrio y el dispositivo de soporte o el elemento constructivo tiene un sistema de alimentación de fluido que permite una conexión estanca a fluido de placas de soporte intercambiables que tienen en particular canales de fluido diferentes. Se puede usar ventajosamente un sistema de suministro de fluido para la alimentación de fluido tanto de las mitades de soporte como también de la placa de soporte. La placa de soporte puede estar dispuesta en una parte del dispositivo para medición de desequilibrio que realiza oscilaciones inducidas por desequilibrios, como el pie o el puente de soporte, o en un elemento constructivo que no está sometido a oscilaciones inducidas por desequilibrios como, por ejemplo, el bastidor.

Se facilita sustancialmente una colocación del rotor en una posición definida mediante la disposición de dos placas de soporte entre los que se coloca el rotor con sus caras frontales. La fijación precisa del rotor en dirección axial se realiza con técnica de fluidos mediante el fluido que fluye en la superficie de soporte de una placa de soporte en el intersticio entre la placa de soporte y la cara frontal. Ventajoso es también la formación del dispositivo para modificar el comportamiento rotatorio como accionamiento por correas, cuyas correas pueden apoyarse en dos puntos del rotor esencialmente opuestas, ya que de esta manera actúan sólo pequeñas fuerzas transversales sobre el rotor que podrían afectar el soporte aerostático. La propuesta de proveer el accionamiento de correa con una región formada en V con un ángulo de abertura ajustable en cuyo interior se dispone el rotor ofrece ventajas con relación al espacio constructivo y con relación a la operación de apoyar respectivamente retirar la correa del rotor con movimiento oscilante. Para esto pueden emplearse dispositivos de posicionamiento sencillos accionados con fluido o eléctricamente, cuyo movimiento de posicionamiento, adicionalmente, puede automatizarse de manera sencilla. La invención se explica a continuación en forma detalla con un ejemplo de realización que es representado en el dibujo. Muestran: Fig. 1 un dispositivo para medición de desequilibrio en representación esquemática Fig. 2 una vista de elevación lateral del dispositivo para medición de desequilibrio según Fig. 1 Fig. 3 una región de soporte del dispositivo para medición de desequilibrio en representación esquemática Fig. 4 un accionamiento de correa para acelerar o frenar un rotor por balancear. En Fig. 1 se encuentra representado en forma esquemática un dispositivo para medición de desequilibrio para un rotor 1 por balancear. El dispositivo para medición de desequilibrio comprende un puente 2 oscilante en que se soporta en forma rotatoria el rotor 1 cuyo desequilibrio se determina y que es, en el caso mostrado, un rotor eléctrico, en un dispositivo de soporte. El puente 2 oscilante está apoyado, como es usual, mediante, por ejemplo, cuatro muelles 3 de soporte de manera oscilante contra el bastidor 4 del dispositivo para medición de desequilibrio. El rotor 1 es puesto a rotar mediante un accionamiento 5 de correa, respectivamente frenado después de la operación de medición. Oscilaciones inducidas por desequilibrios del puente 2 oscilante son medidos mediante al menos un sensor 6 y se emplean para determinar el desequilibrio en el rotor 1 que debe balancearse. El accionamiento 5 de correa es desacoplado del rotor 1 durante la operación de medición. El dispositivo de soporte está formado para el soporte del rotor con dirección de eje horizontal y tiene elementos constructivos para dos puntos 10, 10' de soporte que están previstos, en el presente ejemplo de realización en los dos muñones de soporte en los extremos del rotor eléctrico. Para apoyo en dirección vertical del rotor 1 se está previendo respectivamente una mitad 11, 11' de soporte abierta, semicilindrica . La mitad 11, 11' de soporte tiene canales 21, 21' de fluido que desembocan en su superficie de soporte semicilindrico y que sirven para alimentar de gas o aire o de una mezcla de gas o aire para el soporte aerostático. Para el apoyo del rotor 1 en dirección horizontal, una placa 12, 12' de soporte está asociada a cada una de las caras extremas del rotor 1. La placa 12, 12' de soporte comprende unos canales de fluido que sirven para la alimentación de gas o aire o de una mezcla de gas o aire para el soporte aerostático. La superficie de soporte de la placa 12, 12' de soporte está formada de manera complementaria respecto a la superficie extrema del rotor 1 asociada a ella. Si el extremo del rotor tiene forma abombada, entonces la placa 12, -12' de soporte tiene unas cavidades de forma correspondiente, si la cara extrema es plana, entonces la placa 12, 12' de soporte tiene una superficie de soporte plana. Las aberturas de salida no mostradas de los canales de fluido en la superficie de soporte están dispuestas de manera tal que el fluido que sale preferentemente en dirección paralela el eje no ejerce presión sobre una perforación de centrado que está presente eventualmente en el extremo del rotor. Es decir, las aberturas de salida en la superficie de soporte de la placa de soporte están siempre opuestas a la superficie de soporte en la cara frontal del rotor. En sentido de técnica de fluidos, esto causa una fijación o un amarre de la cara frontal del rotor en respectivamente sobre la superficie de soporte de la placa de soporte y garantiza con esto una posición precisa del rotor en dirección axial. Las dos placas 12, 12' de soporte y las dos mitades 11, 11' de soporte pueden recibir una carga de la alimentación compartida con fluido, tal como se ilustra en Fig. 1 por las secciones de conducto representadas simbólicamente, señaladas con F. Se pueden considerar en sentido de técnica de fluidos unas condiciones variables con relación al soporte vertical y horizontal del rotor 1, por ejemplo, mediante puntos de estrangulación en los canales de fluido.

Para adaptación a los diferentes tipos de rotor, tanto las mitades 11, llr como también las placas 12, 12' de soporte están fijadas de manera intercambiable en los portadores 13, 13' y 14, 14' que están dispuestos en el puente 2 de soporte. Los portadores 13, 13', 14, 14' tienen los conductos 20 de fluido formados de manera tal que sus aberturas hacen juego en forma estanca con las aberturas de los canales 21, 21' de fluido de mitades 11, 11' de soporte de configuración variable respectivamente placas 12, 12' de soporte de configuración variable, tal como se aprecia con más detalle en Fig. 3. En un elemento constructivo estandarizado, el portador 13, 13' sujetado en el puente de soporte, se está previendo un conducto 20 de fluido con dos ramificaciones 20' , 20" que está asociado en forma estanca a fluidos con dos canales 21, 21' en la mitad 11, 11' de soporte semicilindrico . De una manera no mostrada a detalle, otro elemento constructivo estandarizado está formado como portador 14, 14' para la respectiva placa de soporte 12, 12' de manera correspondiente. Para el accionamiento o el frenado del rotor 1 se usa un accionamiento 5 de correa. En Fig. 2 se aprecia una modalidad en que las correas de accionamiento pueden apoyarse de manera tangencial en la periferia del rotor. En la modalidad mostrada en Fig. 4, la correa de accionamiento puede apoyarse en dos superficies de la periferia de rotor aproximadamente opuestas, lo que significa una carga más uniforme con relación a las exigencias sobre el soporte aerostático. El accionamiento 5 de correo tiene, para esto, una sección 5' en forma de V en cuyo interior se encuentra dispuesto el rotor 1. Los dos costados de la sección 5' en forma de V son pivotantes para apoyarse o retirarse de la superficie periférica de rotor. En lugar de un accionamiento 5 por correas es posible usar cualquier otro accionamiento apropiado para acelerar respectivamente frenar el rotor 1 como, por ejemplo, un accionamiento magnético o un accionamiento mediante aire o también un accionamiento que se acopla en unión positiva. Esencial para la invención es en esto que el accionamiento puede desacoplarse para la operación de medición, de manera que el rotor gira libre de esfuerzos y momentos que interfieren. La medición puede realizarse con comportamiento rotatorio constante sobre el tiempo o variable sobre el tiempo, lo que permite el uso de diferentes dispositivos de medición y procesamiento. Si se desea mediar con comportamiento rotatorio constante sobre el tiempo, entonces se mantiene el rotor a revoluciones constantes mediante un accionamiento que no aplica fuerzas y momentos que interfieren sobre el rotor como, por ejemplo, una tobera de aire. Como alternativa a un puente 2 oscilante, el rotor 1 puede apoyarse radíalmente también en dos bastidores de soporte con distancia axial. La región superior de cada bastidor de soporte que comprende la mitad de soporte, está apoyado mediante elementos elásticos en el bastidor del dispositivo para medición de desequilibrio, de manera que la región superior con la mitad de soporte puede realizar oscilaciones inducidas por desequilibrios. El apoyo axial puede estar conectado con la región superior del bastidor de soporte, pero también, como alternativa a lo anterior, estar dispuesto de manera no oscilante en el bastidor del dispositivo para medición de desequilibrio.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para medición de desequilibrio de rotores con esencialmente un dispositivo de soporte para el soporte estático con fluido para un rotor rotatorio, un dispositivo para cambiar el comportamiento rotatorio del rotor, al menos un convertidor que captura efectos de desequilibrio de rotor en una operación de medición, un dispositivo para generar una señal de referencia y un dispositivo de procesamiento para las señales entregadas por el convertidor de medición mediante uso de la señal de referencia, caracterizado porque el dispositivo de soporte comprende al menos dos mitades de soporte abiertas alimentadas con fluido para el alojamiento de secciones periféricas del rotor y al menos una placa de soporte asociada con una cara frontal de rotor, soportada en forma rígida, alimentada de fluido, porque se está previendo un dispositivo para detectar el comportamiento rotatorio del rotor, porque el dispositivo para cambiar el comportamiento rotatorio está desacoplado durante la operación de medición y la operación de medición se realiza durante comportamiento rotatorio constante sobre el tiempo o, preferentemente, durante comportamiento rotatorio variable sobre el tiempo.

2. Dispositivo para medición de desequilibrio según la reivindicación 1, caracterizado porque las mitades de soporte están dispuestas en el dispositivo de soporte de manera intercambiable y el dispositivo de soporte tiene un sistema de suministro de fluido que permite una conexión estanca a fluidos de mitades de soporte por ser intercambiadas con canales de fluido particularmente diferentes .

3. Dispositivo para medición de desequilibrio según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la placa de soporte está dispuesta en el dispositivo de soporte o en un elemento constructivo, sin tener capacidad de oscilar, en forma intercambiable y el dispositivo de soporte o el elemento constructivo tienen un sistema de suministro de fluido que permite una conexión estanca a fluidos de placas de soporte por intercambiar, particularmente con canales de fluido diferentes, al dispositivo de soporte o el elemento constructivo.

4. Dispositivo para medición de desequilibrio según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se están previendo dos placas de soporte alimentadas con fluido, soportadas en forma rígida, que encierran las dos caras frontales de rotor entre sí.

5. Dispositivo para medición de desequilibrio según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo para cambiar el comportamiento rotatorio es un accionamiento de correa cuya correa puede apoyarse en dos puntos del rotor en posiciones esencialmente opuestas.

6. Dispositivo para medición de desequilibrio seqún la reivindicación 5, caracterizado porque el accionamiento de correa tiene una región formada en forma de V con ángulo de abertura ajustable en cuyo interior está dispuesto el rotor .

7. Método para medición de desequilibrio de rotores en que el rotor es soportado en un soporte estático de fluido de un dispositivo para medición de desequilibrio y se realiza un movimiento rotatorio del rotor, caracterizado porque el rotor es soportado en dirección radial en al menos dos y en dirección axial en al menos un soporte aerostático con precisión de posición y no se lleva a cabo ninguna influencia sobre el comportamiento rotatorio del rotor durante la operación de medición y la operación de medición se realiza con comportamiento rotatorio cambiante sobre el tiempo.

8. ¡Método para medición de desequilibrio de rotores en que el rotor es soportado en un soporte estático de fluido de un dispositivo para medición de desequilibrio y es realiza un movimiento rotatorio del rotor, caracterizado porque el rotor es soportado en dirección radial en al menos dos y en dirección axial en un soporte aerostático con precisión de posición y las revoluciones del rotor son mantenidas constantes durante la operación de medición.