1. En drivaksel balancering maskine til dynamisk afbalancering af drivaksler, der omfatter mindst to sokler er anbragt på en maskine seng, hver piedestal indbefatter en øvre del monteret på fjedre og modtage en spindel, som er roterende omkring en akse og indbefatter en understøtning for en ende af en drivaksel til at være afbalanceret og en første vibration sensor, som detekterer vibrationer af den øvre del som følge af en ubalance af drivakslen samt yderligere involverede kræfter i det mindste en første frihedsgrad af bevægelse vinkelret på spindelaksen , hvor den øvre del af mindst en piedestal monterer en anden vibration sensor, som registrerer vibrationerne i den øvre del i mindst en anden frihedsgrad af bevægelse, og hvor vibrationer signalerne fra den første og den anden vibrationssensor føres til en evaluering af kredsløb, som analyserer vibrationssignaler og forbinder dem på en sådan måde, at slå vibrationer excitationer i den øvre del ikke træder den ubalance værdi af drevet s endog Grebet beregnet i evalueringen.
2. afbalancering maskine ifølge krav 1, hvor en tredje vibration sensor er placeret på den øvre del af mindst en piedestal at detektere vibrationer af den øvre del i retning af aksen af spindlen, og at vurderingskredsløbet er konfigureret at afgøre, fra de vibrationer signaler i det tredje vibrationssensor en aksial kraft excitation og til at fjerne i evalueringen af en ubalance måling komponenten af den aksiale kraft excitation fra vibrationssignaler til beregning af niveauet af ubalance.
3. Fremgangsmåde til dynamisk afbalancering af drivaksler anvendelse af en afbalancering maskine ifølge krav 1, hvor en kalibrering trin forud en ubalance måling af drivaksler, hvor separate referencenumre kørsler udføres på hver af de to sokler af afbalancering maskine, omfattende udføre en første henvisning køre med nul eller lav tværgående kraft og øjeblik excitation, en anden henvisning køre med en tværgående kraft excitation af kendt størrelsesorden, og en tredje henvisning køre med et øjeblik excitation af kendt størrelsesorden, harmonisk analyse af de detekterede vibrationer signaler af referencen kørsler, opbevare dem som parametre og anvender dem til beregning af en kalibreringssien matrix og evaluerer vibrationer signaler i den efterfølgende ubalance måling af en drivaksel ved hjælp af beregnede kalibreringssien matrix, således at banen vibrationer excitationer ikke ind i ubalance værdi drivaksel beregnet i evalueringen.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, hvor en anden reference kørt med en aksial kraft excitation i kalibrering udføres og detekteres vibrationer af en øvre del af i det mindste en piedestal i retningen af aksen af spindlen ved en vibrationssensor , analyseret harmonisk, lagret som kalibreringsfaktoren, og i den efterfølgende ubalance måling af en drivaksel, er adskilt fra de vibrationssignaler for beregning af den ubalance værdi. 
Beskrivelse:
KRYDSHENVISNING TIL BESLÆGTEDE ANSØGNINGER
Sagsøgerne prioritet under 35 USC § 119 i den tyske ansøgning nr 10 2013 101 375,9 indleveret Feb. 12 2013.
OPFINDELSENS OMRÅDE
Denne opfindelse angår en drivaksel afbalancering maskine til dynamisk afbalancering af drivaksler, der omfatter mindst to sokler er anbragt på en maskine seng, hver piedestal indbefatter en fjedermonteret øvre del montere et spindel, som er roterende omkring en akse og omfatter en støtte til en ende af en drivaksel til at være afbalanceret og en første vibration sensor, som detekterer vibrationer af den øvre del som følge af en ubalance af drivakslen samt yderligere involverede kræfter i det mindste en første frihedsgrad af bevægelse vinkelret på spindlen akse. Den foreliggende opfindelse angår endvidere en fremgangsmåde til dynamisk afbalancering af drivaksler.
Opfindelsens baggrund
Kardanaksel afbalancere maskiner er kendt, bl.a. fra DE 28 02 367 B2 og US patent nr. No. 6.694.812 B2. I drivaksel afbalancere maskiner, at drivakslerne afbalanceres modtages ved hver ende af en roterende spindel af en piedestal. Spindlen bæres i et lejehus understøttet på soklen ved hjælp af fjedre. Fjedrene, der generelt er bladfjedre, er anbragt på en måde, der gør det muligt øvre del til at vibrere som følge af parallel forskydning af sine spindelaksen og kun reagerer på tværgående kræfter, der frembringes af en ubalance af drivakslen og transmitteret til den øvre del gennem leddene og spindlen. I betragtning af at leddene i drivakslen transmittere nogen bøjningsmomenter, er soklerne af drivakslen afbalancere maskiner udformet som ubalance måleindretninger for et enkelt plan, med en vibrationssensor er anbragt på hver piedestal at detektere vibrationer af soklen øvre del i frihedsgraden af bevægelse vinkelret på spindelaksen. Denne konfiguration er siden blevet bevist i praksis.
I en krumtapaksel afbalancering maskine kendes fra DE 15 73 670 B2, er lejebukken af en piedestal båret på to vibrations-detektering krafttransducere med forskellige måleinstrumenter liggende retninger i bæreplanet. Signalerne fra de to krafttransducere er delt op ved at evaluere kredsløb i henhold til deres kartesiske frekvenser, hvorfra de cirkulære og polære eller anti-cirkulære komponenter er repræsenteret.
JP 57 165 731 A beskriver en ubalance korrigere system, i hvilket rotoren bæres i to lejer ved hjælp af lejetappe. Hvert leje indbefatter en første vibration sensor til detektering vibrationerne af lejetappen, og adskilt derfra, en anden vibration sensor måler i samme retning som den første og detektere vibrationer af koblingsdele anbragt ved enden af lejetappen.
Sammendrag af opfindelsen
Med behovet for at måle drivaksler ved relativt høje hastigheder i nærheden af deres normale løbehastighed stigende, har det imidlertid vist, at ved højere hastigheder kravene til nøjagtigheden af ubalance måling ikke længere kan opfyldes tilfredsstillende. Det er derfor et formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en drivaksel afbalancering maskine af den indledningsvis omhandlede som muliggør nøjagtige målinger også ved højere balancering hastigheder tæt på normal hastighed af drivakslen. Det er et andet formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en forbedret fremgangsmåde af den indledningsvis omhandlede.
Med hensyn til drivakslen afbalancering maskine, benævnt den genstand opnås ved trækkene ifølge krav 1. En fordelagtig udførelsesform for afbalancering maskine er angivet i krav 2. Med hensyn til fremgangsmåden, henvist den genstand opnås ved fremgangsmåden træk nævnt i krav 3, og en yderligere udvikling af denne fremgangsmåde opnås med trækkene ifølge krav 4.
I drivakslen afbalancering maskinen ifølge opfindelsen, den øvre del af mindst en piedestal monterer en anden vibration sensor, som registrerer vibrationerne i den øvre del i mindst en anden frihedsgrad af bevægelse, med vibrationssignaler fra den første og den anden vibrationsføler den føres til et vurderingskredsløbet som analyserer de vibrationssignaler og forbinder dem på en sådan måde, at slå vibrationer excitationer i den øvre del ikke træder den ubalance værdi af drivakslen beregnes i evalueringen.
Den foreliggende opfindelse ligger i erkendelsen af, at soklen øvre del, i nærvær af relativt høje balancering hastigheder og på trods af eksklusiv excitation af tværgående kræfter forårsaget af ubalance og fjederstøtten vejledende vinkelret på rotationsaksen, udfører vibrationer i hvilken spindlen akse ikke længere bevæges rent parallel, bevægelsen indeholder i stedet yderligere bestanddele af en pitch omkring en akse, der strækker sig i en retning på tværs af spindelaksen og på tværs af føringsretningen af fjederen støtte. Den dynamiske stivhed af fjedrene understøtter den øvre del, som stivhed modvirker duvning, aftager ved høje hastigheder og med den hastighed stiger, kan forårsage en pitch resonans der skal fremstilles, ved hvilken piedestal øvre dele ikke længere svare udelukkende radiale kræfter men er meget følsomme over øjeblik excitation. På grund af konfigurationen af afbalancering maskinen ifølge opfindelsen, er det ved hjælp af den anden vibration sensor, der detekteres vibrationer overdelen i den anden frihedsgrad af bevægelse udfører duvning, og er adskilt fra ubalance-inducerede frekvenser i den evaluerende beregning. På denne måde reduceres måle- nøjagtighed forårsaget af højere balancering hastigheder undgås.
Ifølge et andet forslag ifølge opfindelsen, kan en tredje vibrationssensor være anbragt på den øvre del af en piedestal til påvisning vibrationer af den øvre del i retning af aksen af spindlen, med vurderingskredsløbet er konfigureret til at bestemme fra vibrationen signaler i den tredje vibrationssensor en aksial kraft excitation og til at fjerne i evalueringen af en ubalance måling komponenten af den aksiale kraft excitation fra vibrationssignaler til beregning af niveauet af ubalance.
Denne udførelsesform for afbalancering maskine har den fordel, at drejeligt hyppige aksiale kræfter, som kan forårsage en interferenskomponent i vibrationssignaler detekteres af vibrationer sensorer ikke kan påvirke nøjagtigheden af ubalance måling. Rotationsmæssigt kan forekomme hyppige aksiale kræfter i ubalance måling af drivaksler, når disse ikke har nogen aksial kompensation i form af et glideelement eller en aksialt forskydelig homokinetisk led.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen indbefatter et kalibreringsværktøjet trin forud ubalance måling af drivaksler, hvori separate referencenumre kørsler er udført på hver af de to sokler af afbalancering maskine, omfattende at udføre en første henvisning køre med nul eller lav tværgående kraft og øjeblik excitation , en anden henvisning køre med en tværgående kraft excitation af kendt størrelsesorden, og en tredje henvisning køre med et øjeblik excitation af kendt størrelsesorden, harmonisk analyse af de detekterede vibrationssignaler for referencestofferne kørsler, opbevare dem som parametre og bruge dem til beregning af en kalibrerende matrix, og evaluere vibrationer signaler i den efterfølgende ubalance måling af en drivaksel ved hjælp af beregnede kalibreringssien matrix, således at banen vibrationer excitationer ikke ind i ubalance værdi af drivakslen beregnes i evalueringen.
I en yderligere udførelsesform for fremgangsmåden, kan der dog i kalibreringsværktøjet trin for en anden reference kørt med en aksial kraft excitation at detektere vibrationer af den øvre del af soklen i retningen af aksen af spindlen ved hjælp af en vibrationssensor , analysere dem harmonically, gemme dem som kalibreringsfaktoren, og i den efterfølgende ubalance måling af en drivaksel, adskille dem fra de vibrationssignaler for beregning af den ubalance værdi.
KORT BESKRIVELSE AF TEGNINGERNE
Den foreliggende opfindelse vil blive forklaret mere detaljeret i det følgende under henvisning til udførelsesformer vist på den medfølgende tegning, hvor:
Fig. 1 er en skematisk afbildning af en kendt drivaksel afbalancering maskine; og
Fig. 2 er en skematisk repræsentation af en sokkel af drivakslen afbalancering maskinen ifølge opfindelsen.
Detaljeret beskrivelse af tegningerne
Fig. 1 viser den grundlæggende konstruktion af et kendt afbalancering maskinen 10 beregnet til afbalancering af drivaksler. Balancemarkedet Maskinen 10 indbefatter en maskine leje 12, på hvilken to sokler 13, 14 er anbragt over for hinanden. Soklerne har en respektiv basis 15, 16, som er monteret til langsgående forskydning i en lineær føring, der strækker sig i længderetningen af maskinrammen 12 og kan bevæges til at tilpasse afstanden mellem soklerne 13, 14 til længden af drivakslen til blive modtaget. Baserne 15, 16 bærer en øvre del 17, 18, henholdsvis understøttet på dem ved hjælp af fjedre 19, 20. Hver øvre del 17, 18 optager en respektiv spindel 21, 22 monteret til rotation i lejehuse. Spindlerne 21, 22 af de to øvre dele 17, er 18 koaksialt anbragt og har til deres modstående ender klemindretninger 23, 24 til nøjagtig centralt lokalisering af en fastgørelsesende for eksempel endeflangen, af en drivaksel W. Mindst en øvre del, i den øvre del 18 tegning, indbefatter en drivmotor 25 er indrettet til at indstille spindlen 22 og dermed den monterede drivaksel W i roterende bevægelse. Den anden spindel 21 er frit drejeligt sammen med den monterede ende af drivakslen W, men det kan ligeledes forsynet med en drivmotor. Hver øvre del 17, 18 omfatter endvidere en respektiv vibrationssensor 26, 27, som detekterer vibrationer af respektive øvre del 17, 18 i en retning, i denne udførelsesform den vertikale retning, og transmitterer dem i form af elektriske signaler til en elektronisk evaluering og beregningsindretningen. At måle den roterende bevægelse af spindlerne 21, 22, en elektrisk vinkel-of-rotation sensoren 28 er også tilvejebragt som ligeledes forbundet til evaluering og beregningsindretningen.
Under en måling køre drivakslen W drives ved en hastighed Ω, med ubalancer i drivakslen W spændende vibrationer i de øvre dele 17, 18 af soklerne 13, 14. Vibrationerne og deres hastighed detekteres, og deres faser og størrelser muliggør ubalance af drivakslen 10, der skal bestemmes i to planer af måling. Måling planer af en drivaksel er planerne vinkelret på rotationsaksen og går gennem midten af leddene, fordi de kræfter induceret af ubalance U transmitteres der som tværgående kræfter Q til drivakslen flanger monteret på spindler. De ubalancer af drivakslen flanger og koblingsdele er ligeledes detekteret i måling planer. Fjedrene 19, 20 i soklerne 13, 14 af drivakslen afbalancere maskiner konventionelt udformet og anbragt således, at de øvre dele 15, 16 af soklerne 13, 14 svinger som følge af excitation ved disse tværgående kræfter på en måde forårsager aksler af spindlerne 21, 22 til at udføre parallelle bevægelser, og dermed bevare deres retning vinkelret på måling fly. Resultatet derved opnås, at soklerne 13, 14 reagerer udelukkende til de tværgående kræfter forårsaget af drivakslen ubalance og fremsendes leddene. Følgelig hver sokkel af en drivaksel afbalancering maskine betegner konventionelt en ubalance måleanordning til en ubalance plan.
Dette kendte og konventionelle konfiguration af drivakslen afbalanceringsmaskiner er blevet bevist i praksis og frembringer tilfredsstillende resultater ved lave hastigheder. Drivaksler dog have en disposition mod en aksel-elastisk opførsel, hvilket resulterer i behovet for at afbalancere drivaksler ved relativt høje hastigheder i nærheden af den kommende normal hastighed. Med drivakslen kører ved højere hastigheder, piedestal øvre del, selv når udelukkende exciteres af tværgående kræfter, ikke længere udfører rene parallelle vibrationer, dens vibrationer indeholdende stedet komponenter af duvningsbevægelser, jfr den positionsændring af piedestalen øvre del vist i fig. 2 med punkterede linier. Den piedestal ikke længere reagerer på tværgående kræfter udelukkende, men også til at bøje øjeblikke. Signalet u 1 (t) af vibrationssensoren indeholder derefter komponenter forårsaget af (rotationsmæssigt hyppige) tværkræfter {højre pil i (Q)} (t), og komponenter forårsaget af (rotationsmæssigt hyppige) bøjningsmomenter {højre pil i (M) } (t). Adskillelse mellem disse to årsager ikke er muligt, når der anvendes en enkelt vibrationssensor pr piedestal. Som konsekvens heraf er fastsættelsen af den ubalance ødelagt af momenter, der virker på den piedestal øverste del. Den foreliggende opfindelse viser en måde, hvordan disse målefejl kan undgås ved anvendelse af en yderligere sensor.
Ifølge den foreliggende opfindelse er de øvre dele af de to sokler af en drivaksel afbalancering maskine udstyret med en første og en anden vibration sensor. Fig. 2 viser soklen 13 af drivakslen afbalancering maskine 10, hvis øvre del 17 indbefatter ifølge opfindelsen to vibrationssensorer 26, 29. De to vibrationssensorer 26, 29 af soklen 13 er adskilt fra hinanden med en bred afstand, som et resultat af hvilket de leverer forskellige signaler u 1,1 (t) u 1,2 (t), når parallelle og pitching vibrationer overlejret. For harmonisk analyserede målesignalerne af vibrationsfølere, den afbalanceringsteknologi konventionelt anvender en
Til excitation af en piedestal, den horisontale og den vertikale komponenter
indføres i koordinatsystemet fastgjort til rotoren.
For excitation styrker og excitations- øjeblikke, den følgende lineære korrelation derefter gælder
hvor kun otte frie parametre forekomme i 4 × 4 kalibreringsmatrix grund symmetrier. Disse kan bestemmes empirisk ved at lade får virkning i en reference løb, for eksempel en lille excitation {højre pil i (Q)} 0 ≈0, {højre pil i (M)} 0 ≈0 og efterfølgende en første og en anden excitation af kendt størrelsesorden, fx {højre pil i (Q)} i = Q Kal, {højre pil i (M)} jeg ≈0, {højre pil i (Q)} II ≈0, {højre pil løbet ( M)} II = M Kal, med sensorsignalerne der analyseres harmonisk og gemmes som {højre pil i (u)} 1 0, {højre pil i (u)} 1 I {højre pil i (u)} 1 II , {højre pil i (u)} 2 0, {højre pil i (u)} 2 I {højre pil i (u)} 1 II.
Passende kan excitationen fremstilles ved at anbringe test ubalance elementer på spindlen. Med denne fremgangsmåde hver sokkel betragtes hver for sig.
De otte frie parametre a. . . h opnås ved gennemførelse af ligningerne ved at løse et lineært ligningssystem af formen
Koefficienterne for matricen A afhænge af forskelle i harmonisk analyserede målesignaler
({højre pil i (u)} 1 I - {højre pil i (u)} 1 0), ({højre pil i (u)} 1 II - {højre pil i (u)} 1 0), ({ højre pil i (u)} 2 I - {højre pil i (u)} 2 0), ({højre pil i (u)} 2 II - {højre pil i (u)} 2 0).
Når først kalibreringen matrix er kendt, er det muligt at adskille den tværgående kraft, og det øjeblik excitation på alle efterfølgende målinger:
og henholdsvis
De efterfølgende overvejelser så gælde for hele afbalancering maskine med to sokler.
De tværgående kraft excitationer af den første og anden piedestal
kan derefter føres til den konventionelle ubalance beregning. Den faktiske ubalance kalibrering tager derefter sted ved at placere kendte ubalance elementer i måling planerne af drivakslen. På denne måde er det muligt at eliminere målefejl forårsaget af virkningerne af øjeblikke næsten fuldstændigt ved hjælp af en anden sensor.
I det øjeblik excitationer af den første og anden piedestal
ville blive normalt ignoreret. Under omstændigheder kunne en test gøres for at kontrollere, om en grænseværdi overskrides, fordi en producent af drivaksler muligvis ville forsøge at begrænse, bortset fra effekten af ubalancen, også effekten af øjeblikke på den flange-på komponenter.
Måling problemer kan også opstå, hvis drivakslen har nogen aksial kompensation (f.eks et glideelement eller en forskydelig homokinetisk fælles). Rotationsmæssigt hyppige aksiale kræfter kan derefter indføre en interferenskomponent i målesignalet. Ifølge opfindelsen, ved at anvende en tredje vibration sensor 30 til den øvre del 17 af soklen 13, er det muligt at detektere excitation ved drejeligt hyppige aksiale kræfter og det undersøges i beregningen af ubalance. Denne fremgangsmåde er helt analog med den beskrevet i det foregående. Først en referencekørsel udføres uden excitation, derefter tre kalibreringsværktøjet kører med tværgående kraft excitation, øjeblik excitation og aksial kraft excitation. I denne fremgangsmåde genereringen af drejeligt hyppige aksiale kræfter er noget mere vanskelig, fordi det ikke kan opnås ved anbringelse af test ubalance elementer. En mulighed kunne omfatte brugen af et fase-sand kraft impulshjul, men dette ville indebære en betydelig udgift. Mere praksis-orienteret ville være for eksempel en drivaksel med længdekompensering som er beliggende i fastspændingsarmaturet med en defineret aksial forskydning. For reference køre og de to første kalibrering kører kompensation længden ville blive aktiveret, invaliderende det dog for sidste kalibrering løb. Mens en efterfølgende kvantificering af de målte aksiale kræfter ikke er muligt, kan de adskilles alligevel og elimineret fra ubalance måling.
