DE2802367A1 - BEARING STAND FOR BALANCING ROTORS - Google Patents
BEARING STAND FOR BALANCING ROTORSInfo
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Description
- 3 - 4.211 D- 3 - 4,211 D.
Lagerständer zum Auswuchten von RotorenBearing stand for balancing rotors
Die Erfindung betrifft eine 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 der Lageriänder verlaufenden Träger für Bearbeitungseinheiten.The invention relates to a balancing machine with bearing stands arranged on a 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 Rotr 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 bearing stands in which the bearing for the Rotr 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 Unwuchtbeseitigung durchführenden 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 such as welding devices, Drills or milling cutters cannot be located 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 Drehzahl 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-Regardless of the difficulties of loading and unloading a storage rack with heavy rotors, it occurs in particular Elongated rotors also run the risk of permanent deformation due to the occurrence of the critical rotational speed on. Here, the size of the critical bending speeds is independent of the design of the bearing pedestal, but only use one critical bending speed of one for measurement
8 C 9-8 fl Π / 0 11 ·8 C 9-8 fl Π / 0 11
- 4 - 4.211 D- 4 - 4,211 D.
deten 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.deten vibration sensor can be recorded 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, cannot be recognized by the vibration sensor.
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 parallel 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 Bedisnungsrnann geschieht bzw. daß der Bedienungsmann selbst, insbesondere bei leichten Gelenkwellen, in allernächster Körpernähe die Bedienung durchführen kann, ohne eine zusätzliche weitere Bewegung, die vom Körper wegführt, durchführen zu müssen.Based on this prior art, the invention has set itself 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 The rotor is displaced parallel 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 before the operator or that the operator himself, especially with light cardan shafts, in the very next Can carry out the operation close to the body without an additional further movement that leads away from the body to have to.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Längsachse der Laganng 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 position 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 weamt-In yet another embodiment of the invention, it is proposed that the longitudinal axis of the bearing for the rotor in the weamt-
liehen über einer vertikalen Endfläche des Grundkörpers angeordnet ist. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß eine derartige Lagerung auch für sehr hohe Rotordrehzahlen, wie sie beispielsweise zum Auswuchten von Gelenkwellen verwendet werden, benutzt werden kann.borrowed arranged over a vertical end face of the base body is. The particular advantage of this configuration is that such a bearing can also be used for very high rotor speeds, 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
I094SÖ-/O1*·I094SÖ- / O1 *
- 5 - 4.211 D- 5 - 4,211 D
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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 Schwingbrücken 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 Steifigkeiten 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 bi^ekritische Resonanz noch nicht ihr Maximum erreicht hat.is arranged in front of a vertical end face of the base body. This configuration is particularly suitable for a Use for low-speed balancing while retaining all the advantages of ease of use mentioned above. In an embodiment of the inventive concept, in particular for balancing cardan shafts, it is proposed that the longitudinal axis of the Lagaung for the rotor parallel to the base body is shifted from the center that the oscillating bridge mass is much larger than the rotor mass and that the The oscillating bridges are supported by leaf springs arranged in parallel. This inventive combination makes achieves that, as a result of the storage moved closer to the operator, loading and unloading is safer and that due to the large oscillating bridge mass, the different stiffnesses of the leaf springs in different Differences of the critical bending frequencies of the rotor to be examined in different directions caused by directions are reduced to such an extent that the bending-critical resonance at a higher speed also already occurs becomes recognizable when the bi-critical resonance at a lower speed has not yet reached its maximum Has.
In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes, insbesondere beim Auswuchten von Rotoren, deren Achslängen untereinander sehr stark variieren, wird vorgeschlagen, daß der Träger senkrecht zur Längsachse des Lagerständers parallel verschiebbar ist. Der 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 when Balancing rotors, the axis lengths 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. The advantage of such an arrangement is that the processing 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 if required * this also makes it 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.
miau/outmeow / out
- 6 - 4.211 D- 6 - 4,211 D.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Lagerständers einer Auswuchtmaschine,Fig. 1 is a view of a storage stand according to the invention a balancing machine,
Fig. 2 eine Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Lagerständers einer Auswuchtmaschine,Fig. 2 is a view of a further storage stand according to the invention a balancing machine,
Fig. 3 eine Auswuchtmaschine mit zwei erfindurgsgemäßen Lagerotändern zum Auswuchten von Gelenkwellen und einen erfindunsgemäßen Träger mit Bearbeitungseinheiten, 3 shows a balancing machine with two according to the invention Bearing strips for balancing cardan shafts and a carrier according to the invention with machining units,
Fig. 4 und 5 eine erfindungsgemäße Anordnung zwa.er verschiedener Bearbeitungseinheiten.4 and 5 show an arrangement according to the invention between different ones Machining units.
Gemäß Fig. 1 trägt ein Grundkörper 1, der auf einem Maschinenbett 2 angeordnet ist, über parallel angeordnete Blattfedern und 4 eine Schwingbrücke 7, wobei die Blattfedern 3 und 4 mit dem Grundkörper 1 und der Schwingbrücke 7 fest verbunden sind. Auf der Schwingbrücke 7 ist eine Lagerung 6 für den zu untersuchenden Rotor angeordnet, wobei die Längsachse 9 der Lagerung θ parallel zum Grundkörper aus dessen Mitte 1G verschoben ist. Bei Rotation eines zu untersuchenden Rotors um die Längsachse 9 der Lagerung 8 werden dessen Schwingungen über einen Schwingungsauf räumer 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 body 1 and the oscillating bridge 7 are. A mounting 6 for the rotor to be examined is arranged on the oscillating bridge 7, the longitudinal axis 9 the storage θ is shifted parallel to the base body from its center 1G. When rotating a rotor to be examined around the longitudinal axis 9 of the bearing 8, its vibrations are converted into electrical voltages via a Schwingungsauf scraper 11 converted and processed to determine the imbalance. The Schwirgjngsaufnehmer 11 only absorbs vibrations in the direction of its longitudinal axis, all vibrations transversely to 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 einen Rotor 16 auf die Schwingbrücke 7 übertragen werden, werden durch einen Schwingungsaufnehmer 18, der im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Absalut-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 caused by a rotor 16 on the oscillating bridge 7 are transmitted by a vibration sensor 18, which in contrast to that shown in FIG Absolute vibration transducer 11, designed as a relative transducer is, recorded and processed. As can be seen from the two figures, any type of vibration
»OM30/013·»OM30 / 013
- 7 - 4.211 D- 7 - 4,211 D.
aufnehmern zum Umsetzen der mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen verwendet werden, so daß eine Einschränkung auf die Art der dargestellten Schwingungsaufnehmer nicht gegeben ist.transducers are used to convert the mechanical vibrations into electrical vibrations, so that a restriction does not apply to the type of vibration sensor shown.
In Fig. 2 ist eine Rollenlagerung 20 zum Tragen des Rotors eingesetzt, die sich insbesondere zur Auswuchtung von Rotoren 16 mit eigenen Lagerzapfen eignet. Auch hier ist die Längsachse 9 der Rollenlagerung 20 parallel aus der Mitte 10 des Grundkörpers 1 verschoben.In Fig. 2, a roller bearing 20 is used to support the rotor, which is particularly useful for balancing rotors 16 with its own bearing pin is suitable. Here, too, the longitudinal axis 9 of the roller bearing 20 is parallel from the center 10 of the Basic body 1 moved.
Die 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 explained in more detail in FIG., Also be used for balancing rotors. who have no storage space themselves.
Gemäß Fig. 3 werden die Grundkörper 1 zweier erfindunjsgemäßer 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 8 ist jeweils eine Wuchtspindel 30 angeordnet, von denen eine von einem nicht dargestellten Motor der Auswuchtmaschine angetrieben wird. Beide Lagerungen 8 tragen Halterungen 31, die mit dem zu untersuchenden Rotor, im vorliegenden Falle einer Gelenkwelle 32, verbunden werden.According to FIG. 3, the base bodies 1 are two according to the invention Bearing stand arranged displaceably on a machine bed 2, the oscillating bridges 7 being able to swing via leaf springs 3, 4 are connected to the base bodies 1. A balancing spindle 30 is arranged in each of the bearings 8, one of which driven by a motor, not shown, of the balancing machine will. Both bearings 8 carry brackets 31 with the rotor to be examined, in the present case a Cardan shaft 32 are connected.
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 der 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 propeller 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 possible to also 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,
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Bearbeitungseinheiten angeordnet. So stellt Fig. 4 eins Schweißeinrichtung 45 dar, die über eins Lagerung 46 längs des Trägers 40 bewegt werden kann und die durch Bewegen des Trägers 40 in oder entgegengesetzt Pfeilrichtung 47 in die durch die Achse bestimmte Arbeitslage gebracht werden kann. In Fig. 5 ist eine Bohrmaschine 48 als Bearbeitungseinheit vorgesehen, die sowohl durch Bewegung in und entgegen der Pfeilrichtung 47 in den Bereich der durch die Achse 9 dargestellten Bearbeitungsebene gebracht werden kann.Machining units arranged. Thus, Fig. 4 shows a welding device 45, which can be moved along the carrier 40 via a bearing 46 and which can be moved by moving the carrier 40 in FIG or in the opposite direction of arrow 47 can be brought into the working position determined by the axis. In Fig. 5 is a Drilling machine 48 is provided as a processing unit, which can be moved both in and against the direction of arrow 47 in the Area of the machining plane represented by the axis 9 can be brought.
Wie bereits beschrieben, nimmt für jeden Lagerständer getrennt ein Schwingungsaufnehmer 11 oder 18 die Schwingungen der mit Unwucht behafteten Gelenkwelle 32 auf.As already described, a vibration sensor 11 or 18 separately takes along the vibrations for each bearing stand Unbalanced propeller 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 Rotors 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. Der 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 daß sie zur Anzeige gebracht werden kann. Die hieraus resultierende Gefahr besteht darin, daß der zu untersuchende Rotor bereits bei dieser kritischen Drehzahl zu Schaden Anlaß gibt, ohne.daß sich die Bedienungsperson hierauf einstellen kann. Besitzt jede der beiden Schwingbrücken 7 eine wesentlich größere Masse als das anteilige Rotorgewicht, so wird die kritische Resonanzfrequenz in Meßrichtung 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, as shown in Fig. 1 and 2, parallel are arranged to each other, are soft in the direction of the vibration sensor, so that the vibrations of the to be examined Rotor can be added, however, rigidly to this in the perpendicular direction. 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 on, namely a critical frequency in the direction of the vibration sensor and a critical frequency in perpendicular to this. The vibration sensor can however, only pick up the bending critical swinging in its direction and bring it to the display or further processing. The bending-critical resonance oscillation occurring perpendicular to this occurs already at a lower speed, without that it can be brought to the display. The resulting There is a risk that the rotor to be examined will already be damaged at this critical speed There is cause without the operator being able to adjust to it. Each of the two oscillating bridges 7 has one significantly greater mass than the proportional rotor weight, the critical resonance frequency in the measuring direction becomes a reduced speed and thus also 'their 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 Fleßrichtung wirkende höhere kritische Frequenz eindeutig bemerkbar wird, beispielsweise durch Auswanderung der Unwuchtanzeige aus einer vorher eingenommenen Lage, so daß die Auswuchtdrehzahl rechtzeitig begrenzt werden kann unter Vermeidung eines Schadensereignisses.Before the occurrence of the lower critical frequency, the higher critical frequency acting in the direction of the fleece is clearly noticeable is, for example, by migration of the unbalance indicator from a previously assumed position, so that 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 Grundkörper 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 The oscillating bridge 7 can also be integrated in the base body 1 in such a way that the base body 1 itself is U-shaped and within this U-shape, the longitudinal axis of the storage is shifted to the center 10 of the base body.
ORlGlNAt INSPECTED 909830/0131 ORlGlNAt INSPECTED 909830/0131
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