1. Een aandrijfas balanceermachine het dynamisch uitbalanceren van aandrijfassen, omvattende ten minste twee sokkels aangebracht op een machinebed, elk voetstuk een bovenste deel gemonteerd op veren en ontvangen van een spindel die roterend om een as en omvat een steun een einde van een aandrijfas evenwichtige en een eerste trillingssensor die trillingen van het bovenste deel als gevolg van een onbalans van de aandrijfas en verdere betrokken krachten in ten minste een eerste vrijheidsgraad van beweging loodrecht detecteert de spilas worden , waarbij het bovenste deel van tenminste één voetstuk mounts een tweede trilling sensor die de trillingen van het bovendeel ten minste een tweede vrijheidsgraad van beweging detecteert, en waarbij de trillingssignalen van de eerste en tweede trillingssensor worden toegevoerd aan een evaluatieschakeling waarbij de trillingssignalen analyseert en koppelt deze op zodanige wijze dat trilling excitaties van het bovendeel toonhoogte komen niet in de onbalans waarde van de aandrijving s haft berekend in de evaluatie.
2. Het balanceren Machine volgens conclusie 1, waarbij een derde trillingssensor is aangebracht op het bovenste deel van ten minste één voetstuk trillingen van het bovendeel in de richting van de hartlijn van de as te detecteren, en dat de evaluatieschakeling geconfigureerd bepalen van de trillingssignalen van de derde trillingssensor een axiale kracht excitatie en het afscheiden bij de evaluatie van een onbalans meting wordt de component van de axiale kracht excitatie van de trillingssignalen van berekening van de mate van onbalans.
3. Werkwijze voor de dynamische balancering van aandrijfassen middels een afweging machine volgens conclusie 1, waarbij een kalibreren voorafgaat aan een onbalans meting van aandrijfassen, waarbij afzonderlijk op proeven worden uitgevoerd op elk van de beide voetstukken van het evenwicht, omvattende uitvoeren van een eerste referentie werking met geen of lage dwarskracht en moment dat excitatie, een tweede referentie uitgevoerd met een dwarskracht excitatie van bekende grootte en een derde referentiefrekwentie uitgevoerd met een moment excitatie van bekende grootte, harmonisch analyseren van de gedetecteerde trillingssignalen van de referentie runs, ze op te slaan als parameters en het gebruik ervan voor de berekening van een ijken matrix en evalueren van de trillingssignalen in de daaropvolgende onbalans meting van een aandrijfas met de berekende ijken matrix, zodat veld vibratie excitaties kan de onbalans waarde van het niet in aandrijfas berekend in de evaluatie.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij in de stap kalibreren andere referentie werking van een axiale kracht excitatie wordt uitgevoerd en trillingen van een bovenste deel van tenminste één voetstuk in de richting van de hartlijn van de spil worden gedetecteerd door een trillingssensor analyseerde harmonisch, opgeslagen als kalibratiefactor en in de daaropvolgende onbalans meting van een aandrijfas, gescheiden van de trillingssignalen berekening van de onbalans waarde. 
Beschrijving:
Verwijzing naar gerelateerde aanvragen
Verzoeksters prioriteit onder 35 USC §119 Duitse octrooiaanvrage 10 2013 101 375,9 ingediend op 12 februari 2013.
GEBIED VAN DE UITVINDING
De uitvinding heeft betrekking op een aandrijfas balanceermachine het dynamisch uitbalanceren van aandrijfassen, omvattende ten minste twee sokkels aangebracht op een machinebed, elk voetstuk met een verend bovendeel monteren van een as die roterend om een as en omvat een drager een einde van een aandrijfas evenwichtige en een eerste trillingssensor die trillingen van het bovenste deel als gevolg van een onbalans van de aandrijfas en verdere betrokken krachten in ten minste een eerste vrijheidsgraad van beweging detecteert loodrecht op de as worden as. De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het dynamisch uitbalanceren van aandrijfassen.
ACHTERGROND VAN DE UITVINDING
Aandrijfas balanceermachines zijn onder andere bekend uit DE 28 02 367 B2 en US. No. 6.694.812 B2. In aandrijfas balanceermachines, de aandrijfassen te balanceren aan beide uiteinden worden ontvangen door een roterende spil van een voetstuk. De spil wordt gedragen in een legerhuis aangebracht op het voetstuk door middel van veren. De veren, die meestal bladveren, opgesteld op een manier zodat het bovendeel in trilling als gevolg van parallelle verschuiving van de spilas en reageert slechts dwarskrachten door een verstoring van de aandrijfas en aan het bovendeel door de gewrichten en de spil. Aangezien de verbindingen van de aandrijfas zenden geen buigmomenten, worden de voeten van de aandrijfas trillingstechniek uitgevoerd als onbalans meetinrichtingen voor een enkel vlak, met een trillingssensor is aangebracht aan elk voetstuk om de trillingen van het voetstuk bovendeel in sporen de vrijheidsgraad van beweging loodrecht op de spilas. Deze configuratie is inmiddels in de praktijk bewezen.
In een krukas balanceermachine bekend uit DE 15 73 670 B2, wordt de lagerstoel van een voetstuk gedragen op een tweetal trillingen detecteren krachtopnemers met verschillende meetrichtingen die in het draagvlak. De signalen van beide krachtopnemers zijn gesplitst door het evalueren van schakelingen volgens de Cartesische vibratiecomponenten, waarvan de cirkelvormige en polaire of anti-cirkelvormige onderdelen worden weergegeven.
JP 57 165 731 A beschrijft een onbalans corrigerende systeem waarin de rotor in twee lagers middels lagertap wordt uitgevoerd. Elk lager een eerste trillingssensor voor het detecteren van trillingen van de lagerpen en op afstand daarvan een tweede trilling sensor die in dezelfde richting als het eerste en het detecteren van trillingen van koppeldelen aangebracht aan het einde van de lagerpen.
SAMENVATTING VAN DE UITVINDING
De noodzaak om aandrijfassen gemeten bij relatief hoge snelheden in de nabijheid van hun normale loopsnelheid verhogen, heeft echter aangetoond dat bij hogere eisen aan de nauwkeurigheid van de gemeten onbalans kan niet langer worden voldaan aan de tevredenheid snelheden. Het is daarom een doel van de onderhavige uitvinding een aandrijfas balanceermachine van het soort te verschaffen oorspronkelijk bedoeld die nauwkeurige metingen mogelijk ook bij hogere snelheden balancing dichtbij de normale loopsnelheid van de aandrijfas. Een ander doel van de onderhavige uitvinding om een verbeterde werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen.
Wat de aandrijfas balanceermachine, genoemde doel wordt bereikt door de kenmerken volgens conclusie 1. Een voordelige uitvoeringsvorm van de balanceermachine wordt uiteengezet in conclusie 2. Met betrekking tot de werkwijze genoemde doel wordt bereikt door de kenmerken werkwijze volgens conclusie 3 en een verdere ontwikkeling van deze werkwijze wordt bereikt met de kenmerken volgens conclusie 4.
In de aandrijfas evenwicht machine volgens de uitvinding, het bovenste deel van ten minste één sokkel mounts een tweede trilling sensor die de trillingen van het bovendeel ten minste een tweede vrijheidsgraad van beweging detecteert, de trillingssignalen van de eerste en de tweede trillingssensor wordt toegevoerd aan een evaluatieschakeling waarbij de trillingssignalen analyseert en koppelt deze op zodanige wijze dat trilling excitaties van het bovendeel toonhoogte komen niet in de onbalans waarde van de aandrijfas berekend bij de evaluatie.
De onderhavige uitvinding berust op het inzicht dat het voetstuk bovendeel, in aanwezigheid van relatief hoge balancing snelheden en ondanks exclusieve excitatie door dwarskrachten als gevolg van onbalans en veersteun geleiding loodrecht op de rotatieas, trillingen uitgevoerd waarbij de spil as wordt bewogen niet meer zuiver evenwijdig, de beweging die plaats bijkomende bestanddelen van een pek om een as die zich uitstrekt in een richting dwars op de spilas en dwars op de geleidingsrichting van de veersteun. De dynamische stijfheid van de veren ondersteunen van het bovendeel, welke stijfheid tegengaat stampen, afneemt bij hoge snelheden en de snelheid toeneemt, kan leiden tot een spoed resonantie te produceren waarbij het voetstuk bovendelen niet meer uitsluitend reageren op radiale krachten maar zijn zeer gevoelig voor schip excitatie. Vanwege de configuratie van het evenwicht machine volgens de uitvinding is door middel van de tweede trilling sensor die de trillingen van het bovendeel worden gedetecteerd in de tweede vrijheidsgraad van beweging uitvoeren stampen en gescheiden van de onbalans geïnduceerde vibratiecomponenten in de evaluatie-berekening. Op deze wijze worden verminderd meet nauwkeurigheid door hogere snelheden balancing vermeden.
Volgens een ander voorstel van de uitvinding kan een derde trillingssensor worden aangebracht op het bovenste deel van een voetstuk trillingen van het bovendeel in de richting van de hartlijn van de as te detecteren, waarbij de evaluatieschakeling is geconfigureerd om te bepalen van de trilling signalen van de derde trillingssensor een axiale kracht excitatie en de component van de axiale kracht excitatie van de trillingssignalen van berekening van de mate van onbalans te verwijderen bij de evaluatie van een onbalans meting.
Deze uitvoeringsvorm van de balanceermachine heeft als voordeel dat rotatie frequent axiale krachten die een interferentiecomponent de trillingssignalen gedetecteerd door de trillingssensoren kunnen veroorzaken niet nadelig de nauwkeurigheid van de meting onbalans. Rotatie voorkomende axiale krachten optreden bij het meten onbalans van aandrijfassen wanneer deze geen axiale compensatie in de vorm van een schuifdeel en een axiaal verschuifbare homokinetische.
De werkwijze volgens de uitvinding een ijken stap voorafgaand aan een onbalans meting van aandrijfassen, waarbij afzonderlijke referentie proeven worden uitgevoerd op elk van de beide voetstukken van het evenwicht, omvattende het uitvoeren van een eerste referentie-run met geen of lage dwarskracht en schip excitatie een tweede referentiespanning uitgevoerd met een dwarskracht excitatie van bekende grootte en een derde referentiefrekwentie uitgevoerd met een moment excitatie van bekende grootte, harmonisch analyseren van de gedetecteerde trillingssignalen van de referentie-runs te slaan als parameters en het gebruik ervan voor de berekening van een ijken matrix en evalueren van de trillingssignalen in de daaropvolgende onbalans meting van een aandrijfas met de berekende ijken matrix, zodat veld vibratie excitaties niet de onbalans waarde van de aandrijfas berekend in de evaluatie voeren.
In een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze, kan worden voorzien in de voor ijking stap een andere referentie werking van een axiale kracht excitatie trillingen van het bovendeel van het voetstuk in de richting van de hartlijn van de spil te detecteren door middel van een trillingssensor , analyseren harmonisch, opslaan als kalibratiefactor en in de daaropvolgende onbalans meting van een aandrijfas, ze te scheiden van de trillingssignalen berekening van de onbalans waarde.
Korte beschrijving van de tekeningen
De uitvinding wordt nader toegelicht in het volgende aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden weergegeven in de bijgaande tekening, waarin:
Fig. 1 is een schematische weergave van een bekende aandrijfas balancing machine; en
Fig. 2 is een schematische weergave van een voetstuk van aandrijfas evenwicht machine volgens de uitvinding.
Gedetailleerde beschrijving van de tekeningen
Fig. 1 toont de basisconstructie van een bekende balanceermachine 10 bestemd voor het balanceren van aandrijfassen. Het balanceren machine 10 omvat een machinebed 12, waarop beide voetstukken 13, 14 zijn tegenover elkaar opgesteld. De voetstukken telkens een basis 15, 16 die om langsverplaatsing in een lineaire geleiding zich in de lengterichting van het machinebed 12 is aangebracht en beweegbaar is om de afstand aan te passen tussen de voetstukken 13, 14 om de lengte van de aandrijfas ontvangen. De bases 15, 16 een bovenste deel 17, 18 dragen respectievelijk ondersteund op te nemen met behulp van veren 19, 20. Elk bovenste deel 17, 18 is geschikt voor een respectievelijke as 21, 22 draaibaar gemonteerd in lagerhuizen. De spillen 21, 22 van de twee bovenste gedeelten 17, 18 zijn coaxiaal en hebben aan hun naar elkaar toegekeerde uiteinden kleminrichtingen 23, 24 voor het nauwkeurig lokaliseren van een centraal bevestigingseinde bijvoorbeeld de eindflens van een aandrijfas W. Tenminste een bovenste deel in de tekening het bovenste gedeelte 18 omvat een aandrijfmotor 25 ingericht om de spindel 22 en daarmee de gemonteerde aandrijfas set w in roterende beweging. De andere as 21 vrij draaibaar met de gemonteerde einde van de aandrijfas W, maar kan eveneens voorzien zijn van een aandrijfmotor. Elk bovendeel 17, 18 omvat verder een respectievelijke trillingssensor 26, 27 die trillingen van het betreffende bovendeel 17 detecteert, 18 in één richting, bij deze uitvoeringsvorm de verticale richting en uitzendt in de vorm van elektrische signalen aan een elektronische evaluatie en computerinrichting. Om de draaibeweging van de spillen 21, 22, een elektrisch gezichtshoek-rotatiesensor 28 is ook voorzien die eveneens is verbonden met de evaluatie en computerinrichting meten.
Tijdens het meten draaien de aandrijfas W wordt aangedreven met een snelheid Ω, met onbalansen van de aandrijfas W spannende trillingen van de bovendelen 17, 18 van de voetstukken 13, 14. De trillingen en hun snelheid gedetecteerd en de fasen en grootten mogelijk de onbalans van de aandrijfas 10 te bepalen twee vlakken van de meting. Meetvlakken van een aandrijfas van de vlakken loodrecht op de rotatieas en door het midden van de gewrichten, omdat de krachten veroorzaakt door onbalans zijn U daar doorgegeven als dwarskrachten Q de aandrijfas flenzen gemonteerd op de assen. De onbalansen van de aandrijfas flenzen en koppeldelen zijn eveneens gedetecteerd in de meetvlakken. De veren 19, 20 van de voetstukken 13, 14 van de aandrijfas balancing machines worden gewoonlijk geconfigureerd en opgesteld dat de bovendelen 15, 16 van de voetstukken 13, 14 oscilleren als gevolg van excitatie door deze dwarskrachten op een manier waardoor de assen van de spillen 21, 22 parallelle bewegingen uitvoeren, waardoor hun richting loodrecht op de meetvlakken handhaven. Het resultaat Hierdoor wordt bereikt dat de voetstukken 13, 14 reageren uitsluitend dwarskrachten als gevolg van de aandrijfas onbalans en door de gewrichten. Dienovereenkomstig elke voet van een aandrijfas balanceermachine gebruikelijk vertegenwoordigt een onbalans meetinrichting voor een onbalans vlak.
Deze bekende en conventionele opstelling van aandrijfas balanceermachines bewezen in de praktijk levert bevredigende resultaten bij lage snelheden. Aandrijfassen hebben echter een houding ten opzichte van een as-elastisch gedrag, waardoor de noodzaak aandrijfassen evenwicht bij hogere snelheden in de nabijheid van de toekomstige normale loopsnelheid. Met de aandrijfas lopen bij hogere snelheden, de sokkel bovendeel, zelfs wanneer deze worden geëxciteerd door dwarskrachten, niet meer zuiver parallel uitvoert trillingen, de trillingen die plaats bestanddelen pitching bewegingen, cf. de positieverandering van het voetstuk bovendeel in fig. 2 met stippellijnen. Het voetstuk niet meer reageert dwarskrachten exclusief, maar ook om buigmomenten. Het signaal u 1 (t) van de trillingssensor bevat dan componenten veroorzaakt door (rotatie frequent) dwarskrachten {rechter pijl boven (Q)} (t) en componenten wordt veroorzaakt door (rotatie frequent) buigmomenten {rechter pijl boven (M) } (t). Scheiden tussen deze twee redenen niet mogelijk wanneer één trillingsopnemer wordt gebruikt per voetstuk. Bijgevolg wordt de bepaling van de onbalans gecorrumpeerd door momenten die op het voetstuk bovenkant. De onderhavige uitvinding een wijze waarop deze meetfouten kunnen worden vermeden door toepassing van een verdere sensor.
Volgens de onderhavige uitvinding worden de bovenste delen van beide voetstukken van een aandrijfas evenwicht machine voorzien van een eerste en een tweede trillingssensor. Fig. 2 toont de voet 13 van de aandrijfas balanceermachine 10 waarvan het bovenste deel 17 omvat volgens de uitvinding twee vibratiesensoren 26, 29. Beide vibratiesensoren 26, 29 van het voetstuk 13 op afstand van elkaar door een grote afstand, als gevolg waarvan zij leveren verschillende signalen u 1,1 (t) u 1,2 (t) bij parallelle en pitching trillingen gelegd. Voor het harmonisch geanalyseerd meetsignalen van vibratiesensoren, gebruikt de techniek gewoonlijk een afweging
Voor excitatie van een voetstuk, de horizontale en verticale componenten
worden in het op de rotor coördinatenstelsel.
Voor de excitatie krachten en excitatie momenten, de volgende lineair verband houdt dan waar
waarbij slechts acht vrije parameters voordoen in de 4 x 4 kalibratiematrix vanwege symmetrieën. Deze kan empirisch worden bepaald door te laten treden in werking bij een referentieloop bijvoorbeeld een kleine excitatie {rechter pijl boven (Q)} 0 ≈0, {rechter pijl boven (M)} 0 ≈0 vervolgens een eerste en een tweede excitatie van bekende grootte, bijvoorbeeld {rechter pijl boven (Q)} I = Q Kal, {rechter pijl boven (M)} I ≈0, {rechter pijl boven (Q)} ≈0 II, {rechter pijl boven ( M)} II = M Kal, de sensorsignalen wordt harmonisch geanalyseerd en opgeslagen als {rechter pijl boven (u)} 1 0, {rechter pijl boven (u)} 1 I {rechter pijl boven (u)} 1 II , {rechter pijl boven (u) 2} 0 {rechter pijl boven (u) 2} I {rechter pijl boven (u)} 1 II.
Geschikt kan de excitatie worden geproduceerd door het plaatsen proef onbalans elementen op de spil. Met deze aanpak elke voetstuk wordt afzonderlijk beschouwd.
De acht vrije parameters a. . . h zijn bij omzetting van de vergelijkingen verkregen door het oplossen van een lineair vergelijkingssysteem van de vorm
De coëfficiënten van de matrix A afhankelijk van de verschillen van de geanalyseerde harmonisch meetsignalen
({rechter pijl boven (u)} 1 I - {rechter pijl boven (u)} 1 0), ({rechter pijl boven (u)} 1 II - {rechter pijl boven (u)} 1 0), ({ rechtse pijl boven (u)} 2 I - {rechter pijl boven (u)} 2 0), ({rechter pijl boven (u)} 2 II - {rechter pijl boven (u)} 2 0).
Zodra de kalibratiematrix bekend is, kan men de dwarskracht en moment excitatie bij alle volgende metingen scheiden:
en, respectievelijk,
De hiernavolgende overwegingen gelden dan de volledige balancering machine met twee sokkels.
De dwarskracht excitaties van de eerste en tweede voetstuk
kan vervolgens worden toegevoerd aan de conventionele onbalans berekening. De werkelijke onbalans kalibrering vindt dan plaats door het plaatsen van bekende elementen onbalans in de meetvlakken van de aandrijfas. Op deze wijze is het mogelijk om meetfouten als gevolg van de effecten van momenten bijna volledig door een tweede sensor elimineren.
Op het moment dat excitaties van de eerste en tweede voetstuk
normaal gesproken zou worden genegeerd. Onder omstandigheden, kan een test worden uitgevoerd om te controleren of een grenswaarde wordt overschreden, omdat een fabrikant van aandrijfassen mogelijk zou willen beperken, afgezien van het effect van onbalans, ook het effect van momenten op de omgezette aanbouwdelen.
Meting problemen kunnen ook optreden als de aandrijfas geen axiale compensatie (bijvoorbeeld een schuifelement of verplaatsbare homokinetische). Rotatie voorkomende axiale krachten kan vervolgens introduceren van een stoorcomponent in het meetsignaal. Volgens de uitvinding, door toepassing van een derde trillingssensor 30 aan het bovendeel 17 van het voetstuk 13, kan men de excitatie te detecteren door rotatie frequent axiale krachten en beschouwen het bij de berekening van de onbalans. Deze werkwijze is volledig analoog aan die in het voorgaande beschreven. Eerst een referentieprocedure wordt uitgevoerd zonder excitatie, daarna drie voor ijking uitgevoerd met dwarskracht excitatie, schip excitatie en axiale kracht excitatie. In deze benadering, het genereren van rotatie frequent axiale krachten is iets moeilijker omdat het niet kan worden bereikt door het plaatsen van de test onbalans elementen. Een mogelijkheid zou zijn het gebruik van een fase-ware kracht exciter, maar dit zou hoge kosten inhouden. Meer praktijkgerichte zou bijvoorbeeld een aandrijfas met lengtecompensatie is gevestigd in de spaninrichting met een bepaalde axiale verschuiving. Voor de referentie-run en de eerste twee kalibreren loopt over de lengte compensatie zou worden ingeschakeld, maar het uitschakelen van het voor de laatste kalibreren run. Terwijl een latere kwantificering van de gemeten axiale krachten niet mogelijk is, kunnen zij niettemin worden afgescheiden en verwijderd uit de onbalans meting.
