Chapter 2: What kind of motion does a rigid rotor perform on
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Kapitel 2: Welche Bewegung führt ein starrer Rotor bei der Rotation aus?

Aus dem Ascential-Lehrbuch zum Auswuchten: die Eigenmoden, die ein starrer Rotor bei der Rotation ausführt, und wie Maschinen zum Auswuchten im superkritischen (weichen) und unterkritischen (harten) Bereich Unwucht messen.

Veröffentlicht 24. August 2026
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Im Allgemeinen wird die Bewegung eines starren Rotors hauptsächlich durch seine Lagerung begrenzt. Der Rotor kann sich jedoch auf interessante Weise bewegen, wenn die verbleibenden Freiheitsgrade genutzt werden.

Die Bewegungselemente, die zu berücksichtigen sind, umfassen die Rotation mit zwei Komponenten und die Querschwingung, die ebenfalls zwei Komponenten enthält.

Ein in einer rotierenden Maschine in seinen eigenen Lagern eingebauter Rotor bewegt sich während der Rotation so, dass zwei Punkte auf der Rotationsachse (z. B. in der Ebene der Lager) Bewegungen entlang von Ellipsen oder Kreisen ausführen. Um diese Bewegung zu bestimmen, müssten an jedem Lagerpunkt des Rotors zwei Sätze von Messdaten erfasst werden.

Messung der Rotorbewegung in seinen eigenen Lagern

Beim Auswuchten des Rotors in seinen eigenen Lagern führen wir Messungen in der gewählten Richtung an zwei Stellen durch, die entlang der Rotationsachse versetzt sind. Mit Hilfe von Richtungsschwingungssensoren führen wir eine Signalfilterung durch, indem wir die in der gewählten Richtung wirkende Komponente messen. Diese Komponente sollte eine harmonische Wellenform aufweisen, ist aber nur annähernd harmonisch, da sie viele Störungen enthält. In der Maschine entstehen die Störungen durch verschiedene Komponenten, die zu Schwingungen angeregt werden. Daher wird ein brauchbares Signal von dieser Komponente mit Hilfe einer elektronischen Schaltung mit hohen Filtereigenschaften getrennt. Die Filtermethode ist spezifisch für Auswuchtmaschinen, da sie sich an die momentane Rotordrehzahl anpasst und keine relevanten Informationen über die momentane Rotorposition (einschließlich Winkel) verliert. Das erhaltene brauchbare Signal hat eine Frequenz, die der Rotordrehzahl entspricht, und eine harmonische Wellenform.

Im folgenden Text wird die zweite Art der Filterung der Einfachheit halber bewusst weggelassen. Dennoch wird sie immer angewendet.

Dies ist der Verlauf der Schwingung, daher werden ausgewählte Schwingungsparameter gemessen. Die Messung der Unwucht ist indirekt. Das bedeutet, dass der Wert und die Winkelposition der Unwucht aus Merkmalen der Rotorbewegung abgeleitet werden können, die nicht direkt von den Kräften aus der Unwucht stammen. Bildlich gesprochen kann man sagen, dass das Rotorlagersystem „Kräfte in Bewegung umwandelt“.

Wenn man weiß, wie sich Rotoren bei der Rotation verhalten, ist es leichter, korrekte Schlussfolgerungen aus solchen Messungen zu ziehen.

Zwei Familien von Auswuchtmaschinen: weich und hart

Das Auswuchten von Rotoren auf stationären Auswuchtmaschinen kann auf zwei Arten durchgeführt werden, die sich im Laufe der Zeit in der folgenden Reihenfolge durchgesetzt haben:

a) auf superkritischen Auswuchtmaschinen, üblicherweise als „weiche“ Auswuchtmaschinen bezeichnet

b) auf unterkritischen Auswuchtmaschinen, üblicherweise als „harte“ Auswuchtmaschinen bezeichnet.

Bei superkritischen Auswuchtmaschinen ist die Vorgehensweise zur Ermittlung der Unwucht ähnlich wie beim Auswuchten in den eigenen Lagern. Dort messen wir die Bewegung und suchen nach den Kräften, die diese Bewegung verursachen.

Bei unterkritischen Auswuchtmaschinen ermöglicht die Lagerung dem Rotor nur die Rotation, daher werden nur Trägheitskräfte aus der Unwucht gemessen.

Auswuchten auf superkritischen Auswuchtmaschinen

Auswuchten auf superkritischen Auswuchtmaschinen Um den Prozess der Ermittlung der Position und der Werte der Überschussmassen (die auf der gegenüberliegenden Zylinderfläche des Rotors nicht durch eine andere Masse ausgeglichen werden und Unwucht verursachen) zu verstehen, ist es notwendig, die oszillierende Bewegung eines Systems mit zwei Freiheitsgraden zu analysieren.

Konstrukteure von Auswuchtmaschinen haben die Methode der Datenerfassung vereinfacht, indem sie dem Rotor an den Stützpunkten eine solche Lagerung gegeben haben, dass er sich in einer Ebene, normalerweise horizontal, bewegt. Die Bewegung in der Ebene ist eine Bewegung mit zwei Freiheitsgraden (wir berücksichtigen die Rotation nicht). Diese Anzahl von Freiheitsgraden reicht aus, um beide Komponenten der Unwucht zu ermitteln. Auswuchtmaschinen werden als superkritisch bezeichnet, weil die Stützsteifigkeit in der Horizontalen so klein ist, dass der Rotor bereits bei wenigen Umdrehungen über der Resonanz liegt.

Abbildung 1. Zwei Eigenmoden der Bewegung eines starren Rotors auf einer superkritischen Auswuchtmaschine.
Abbildung 1. Zwei Eigenmoden der Bewegung eines starren Rotors auf einer superkritischen Auswuchtmaschine.

Dadurch wird die erste Filterung des Signals, die wir mechanisch nennen, durch die Stützelemente durchgeführt. Die Reinigung der harmonischen Komponente von Störungen wird beim Auswuchten in den Eigenmoden der Lager durchgeführt, das heißt mit Hilfe eines elektronischen Systems.

Eigenmoden und Komponenten der Unwucht

Abbildung 1 zeigt, welche Bewegungen ein starrer, vollkommen symmetrischer Rotor ausführen kann, wenn er auf einer superkritischen Auswuchtmaschine sitzt. Diese Bewegungen können folgende sein:

a) linear und parallel zur Rotationsachse

b) winklig und beispielsweise in der horizontalen Ebene stattfindend.

Jede dieser Bewegungen wird als Eigenmodus bezeichnet. Starre Rotoren zeigen keine anderen Eigenmoden.

Jede dieser Bewegungen wird durch eine unterschiedliche Erregung verursacht. Die lineare Bewegung wird durch eine Kraft aus einer Unwucht verursacht. Diese Unwucht wird üblicherweise als statisch bezeichnet. Die winklige Bewegung entsteht durch ein Moment aus einer Unwucht. Diese werden üblicherweise als dynamisch bezeichnet. Wenn der Rotor mit beiden Unwuchtkomponenten belastet ist, führt er beide Bewegungen gleichzeitig aus.

Ungeachtet der obigen Aussage ist zu beachten, dass die Bewegung die Summe der beiden in Abbildung 1 gezeigten Eigenmoden ist. Daher werden die von den Sensoren gemessene Amplitude und Phase als Summe der beiden Komponenten ermittelt. Die Überlagerung der Bewegungen kann zu unterschiedlichen Werten führen, die in einem großen Variationsbereich liegen. Abbildung 2 zeigt schematisch die Komponenten der Unwucht.

Abbildung 2 zeigt die Komponenten der Rotorbewegung, die durch Unwuchtkomponenten verursacht werden:

a) linear, verursacht durch statische Last

b) winklig, verursacht durch dynamische Last

c) gemischt, verursacht durch beide Komponenten Die Messung erfolgt einmal pro Umdrehung und immer an einer identischen Winkelposition des Rotors relativ zur Schaufel. Dadurch wird ein rotierender Rotor von der Auswuchtmaschine „gesehen“, als würde er nicht rotieren. Das dynamische Phänomen wird als kinetisch-statisch beobachtet.

Die Methode und der Zeitpunkt der Messung werden durch entsprechend konstruierte mechanische und elektronische Systeme bereitgestellt. Vibrationssensoren, die in den Lagern der Auswuchtmaschinen befestigt sind, messen die Summe beider Bewegungen in Richtung der Achse und der Wirkung der Sensoren.

Der Betrieb superkritischer Auswuchtmaschinen unterscheidet sich von subkritischen Auswuchtmaschinen dadurch, dass der Rotor während der Messungen zusätzlich zur Rotationsbewegung horizontale Hin- und Herbewegungen ausführt. Diese Hin- und Herbewegungen erzeugen zusätzliche Trägheitskräfte in der Rotormasse aus der gesamten Masse. Diese Kräfte sind Störungen, und die obige Aussage hat Auswirkungen.

Aufgrund der Komplexität des Problems wird die Identifikation nicht nur an den Orten und in der üblichen Richtung der Vibrationssensoren durchgeführt, sondern auch bei einer bestimmten Drehzahl. Man kann sogar sagen, dass eine vollständige analytische Identifikation von Änderungen der Trägheitskräfte aus der gesamten Rotormasse praktisch nicht berechenbar ist. Dies liegt daran, dass sie nicht nur von der Masse, sondern auch von einem der Massenträgheitsmomente abhängt. Dies macht es unmöglich, die Messpunkte von den Ausgleichspunkten am Rotor zu entkoppeln. Der Ausgleich muss an den Stellen stattfinden, an denen die Testgewichte angebracht wurden und wo die teilweise Identifikation durchgeführt wurde.

Wenn die Messergebnisse sowohl die Auswirkungen der rotierenden Trägheitskräfte aus der Unwucht als auch die stationären Kräfte relativ zum Zapfen aus der gesamten Rotormasse enthalten, bedeutet dies:

a) zwei Rotoren mit gleicher Masse, belastet mit identischer Unwucht, aber unterschiedlicher Form, verhalten sich auf der Auswuchtmaschine bei gleicher Drehzahl unterschiedlich

b) ein gegebener Rotor wird sich nicht dynamisch und identisch verhalten, wenn sich die Drehzahl ändert, obwohl die Unwucht eines starren Rotors konstant ist; je nach Menge und Verteilung der Rotormasse ändert sich die in der gewählten Richtung auf den Rotorlagern gemessene Schwingungsamplitude.

Darüber hinaus ändert sich (wie nachfolgend gezeigt wird) die Winkelausrichtung zwischen der Kraft aus der Unwucht und der Bewegung des Rotors. Dies sollte in dem Sinne verstanden werden, dass sich der Rotor in den gleichen Phasen der Schwingungsverschiebung (beispielsweise bei maximaler Auslenkung) in einem anderen Rotationswinkel relativ zur Schaufel und bei unterschiedlichen Drehzahlen befindet. Dies bedeutet also, dass der Rotor zusätzlich zur Rotationsbewegung eine zusätzliche Rotation um einen kleinen Winkel einmal pro Drehzahländerung ausführt.

Daher wird jeder Prozess des Auswuchtens eines anderen Rotors auf einer superkritischen Auswuchtmaschine durch die sogenannte teilweise dynamische Identifikation des Systems aus Rotor und Lagern eingeleitet. Mit dieser Identifikation werden Kalibrierkoeffizienten sowie die Werte und tatsächlichen Sitzbedingungen der Ausgleichsgewichte ermittelt.

Rotoren in Rotation, die auf superkritischen Auswuchtmaschinen sitzen, verhalten sich spezifisch. Wir werden dieses Verhalten nachvollziehen.

Abbildung 3. Schwingungsbewegung einer unwuchtigen Scheibe, die an einem Zapfen mit Steifigkeit k und Dämpfung c befestigt ist.
Abbildung 3. Schwingungsbewegung einer unwuchtigen Scheibe, die an einem Zapfen mit Steifigkeit k und Dämpfung c befestigt ist.

Ein Modellsystem: unausgeglichene Scheibe auf elastischer Stütze

Abbildung 3 zeigt ein System: ein Rotor der Masse M + ein Lager mit Steifigkeit k und viskoser Dämpfung c. Lassen Sie uns das Verhalten eines solchen Systems analysieren.

Die Überlagerung von Bindungen, wie in Abbildung 3, filtert die Bewegungskomponente in der gewählten Richtung. Sensorsignale auf Auswuchtmaschinen werden ähnlich gefiltert. Sensoren dort extrahieren eine Komponente, die in einer bestimmten Richtung wirkt, aus dem mit dem Rotor rotierenden Signal. Die extrahierte Komponente hat eine harmonische Wellenform. Somit zeigt Abbildung 3 den Zustand nach Filterung des nutzbaren Signals.

Die Beschränkung der Massenbewegung durch das Auferlegen von Bindungen am Punkt 0 in Form eines Schiebers auf eine Bewegung entlang einer geraden Linie in x-Richtung ändert nicht die etablierten Richtungen der Kräfte, die am Punkt 0 auftreten. Die Bewegung der Scheibe in x-Achsenrichtung nimmt die Form einer einzelnen harmonischen Komponente an.

Die Zentrifugalkraft, die die Bewegung antreibt, hat einen Wert von:

𝐹𝐹⃗! = 𝑚𝑚! ∙𝜔𝜔" ∙𝑟𝑟⃗ Sie rotiert mit der Scheibe und der Überschussmasse mit Winkelgeschwindigkeit ω und behält die Richtung des Radius bei, auf dem sie sitzt. Wir stellen fest, dass der Wert der Trägheitskraft mit der Änderung der Drehzahl exponentiell ansteigt. Unter der Wirkung dieser Kraft verhält sich der Rotor spezifisch. Abbildung 4 zeigt die Wellenformen der Trägheitskraft aus der Unwucht und der Massenbewegung. Man kann sehen, dass die Kraft die Bewegung um einen Winkel φ in der Rotation des Rotors vorauseilt. Der Wert dieses Winkels hängt sowohl von der angewendeten Drehzahl als auch von der Steifigkeit und Dämpfung ab.

Abbildung 4. Die Wellenformen der erregenden Trägheitskraft und der Massenverschiebung der Scheibe.
Abbildung 4. Die Wellenformen der erregenden Trägheitskraft und der Massenverschiebung der Scheibe.

Abbildung 5 zeigt die gegenseitige Anordnung der Kräfte am Punkt 0 in der Phasenebene. Die vertikale Achse zeigt die Kräfte, die von der Verschiebung des Punktes 0 abhängen, und die horizontale Achse zeigt die Kräfte, die von der Verschiebungsgeschwindigkeit innerhalb des Mittelpunkts der Scheibe abhängen. Am Rotor rotieren alle Kräfte, einschließlich der Kraft aus Bₘ, mit der Winkelgeschwindigkeit ω. Ihre gegenseitige Winkelausrichtung (für einen bestimmten Rotor mit unveränderlichem Fundament auf dem Zapfen) ändert sich zeitlich nicht für die gewählte Drehzahl.

Abbildung 5. Verteilung der Kräfte, die aufgrund der Rotation der Scheibe mit Bindungen wie in Abbildung 3 wirken.
Abbildung 5. Verteilung der Kräfte, die aufgrund der Rotation der Scheibe mit Bindungen wie in Abbildung 3 wirken.

When the velocity changes, the mutual alignment changes depending on the amount of damping. In the figure, you can see that the forces balance each other in the direction of the vertical axis P(ẋ) as well as in the direction of the horizontal axis P(x). The horizontal component of the inertia force Bₘ balances the force from damping. The vertical component assists the inertia force coming from the mass of the disc M in order to balance the force coming from the stiffness Pk. Such a system of forces, in which the angle φ<π 2, occurs for subcritical speeds, occurs when the inertia force does not have a large amplitude and the deflection is significant. This system of forces is not the only system. Of all the others, two more can be distinguished:

a) in welchem der Winkel b) in welchem der Fall a) tritt auf, wenn die Frequenz ω, die sich aus der Drehzahl der Scheibe ergibt, einen Wert annimmt, der der sogenannten Eigenfrequenz entspricht, die am häufigsten mit dem Symbol ωₙ bezeichnet wird. Das System befindet sich dann in der sogenannten Resonanz, in der die Schwingungsamplitude ansteigt. Infolgedessen nehmen alle Kräfte zu.

Fall b) tritt auf, wenn die Frequenz ω, die sich aus der Drehzahl der Scheibe ergibt, einen Wert annimmt, der höher als die Eigenfrequenz ist.

𝜑𝜑= % "

𝜑𝜑> % “

Resonanz und Trägheitskräfte

Bei Resonanz ist die Auslenkung der Bewegung am größten, wenn die Dämpfungskraft einen großen Wert erreicht. Nach der Resonanz nimmt die Trägheitskraft zu. Ihre Amplitude hängt von der Frequenz ω im zweiten Grad ab. Daher unterstützt die Kraft aus der Unwucht die Wirkung der Kraft aus der Steifigkeit und wirkt zusammen der im zweiten Grad ansteigenden Trägheitskraft entgegen.

Der Ablenkungswinkel durch die Trägheitskraft φ nimmt auf superkritischen Auswuchtmaschinen Werte nahe 180° an. Beim Auswuchten in selbsttragender Ausführung können sie einen größeren Variationsbereich abdecken.

Unwucht ist eine Erregung am Rotor, die als Trägheitserregung bezeichnet wird. Der Name stammt von der Trägheitskraft, die durch die Rotation verursacht wird. Der Wert der Kraft aus der Unwucht hängt von der Frequenz ab, die sich aus der Rotation ergibt. Diese Abhängigkeit führt dazu, dass sich das System bei hohen Drehzahlen, also oberhalb der Resonanz, spezifisch verhält.

Eine wichtige Eigenschaft des Systems wird durch den Vergrößerungsfaktor gezeigt, der wie folgt definiert ist:

𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 = |𝑥𝑥| (2) 𝜈𝜈= ℎ𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑡𝑡ℎ𝑒𝑒 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 Die Obergrenze des Verhältnisses ist:

Abbildung 6. Amplituden-Frequenz-(unten) und Phasen-Frequenz-(oben) Diagramme für Trägheitserregung.
Abbildung 6. Amplituden-Frequenz-(unten) und Phasen-Frequenz-(oben) Diagramme für Trägheitserregung.

𝑒𝑒 (3) 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙!→# :

& ; = 1 |%| Der Verlauf des Wertes des Multiplikators oder der Bewegungsamplitude in Abhängigkeit von der Frequenz ω ist in der Amplitudencharakteristik in Abbildung 6 dargestellt. Sie zeigt, dass bei hohen Drehzahlen die Bewegungsamplitude gleich der Exzentrizität der Scheibe e ist. Das Phasendiagramm zeigt, dass bei diesen Drehzahlen der Winkel φ Werte nahe π annimmt. Dies bedeutet, dass die Verschiebung in Gegenphase erfolgt. Je größer die Dämpfung c ist, desto sanfter verlaufen die Änderungen in Amplitude und Phase bei einer Drehzahländerung.

Diese Eigenschaft der rotierenden Masse hat Auswirkungen auf die Bewegung eines Rotors mit der Länge L. Sie ermöglicht die Bildung aufeinanderfolgender Eigenformen der Durchbiegung bei anfälligen Rotoren. Dieses Problem wird separat bei der Analyse des Verhaltens nachgiebiger Rotoren berücksichtigt.

Auswuchten auf unterkritischen Auswuchtmaschinen

Beim Auswuchten auf unterkritischen Ausweichmaschinen ermöglichen die Lagerungen dem Rotor nur eine Rotation. Konstruktionsbedingt vibriert der Rotor nicht. Er führt nur eine Rotationsbewegung aus. Wenn sich auf dem Rotor ein Unwucht befindet, wirken die von ihr erzeugten Trägheitskräfte auf die Lagerstützen. Die Kräfte werden gemessen und analysiert.

Solche Eigenschaften werden durch eine ausreichend große Lagerstützensteifigkeit erreicht. Sie ist groß genug, um bei jeder Rotordrehzahl unterhalb der Resonanz zu liegen.

Hier lässt sich eine alltägliche Aussage anführen: Unterhalb der Resonanz wird das Verhalten des Rotors durch die Lagerstützensteifigkeit bestimmt, oberhalb der Resonanz durch die Rotormasse und deren Verteilung. Jede Änderung der Masse oder ihrer Verteilung erfordert eine neue Identifikation. Bei „weichen„ Ausweichmaschinen führt jeder neue Rotor, der ausgewuchtet wird und eine unterschiedliche Masse und deren Verteilung aufweist, bereits zu unterschiedlichen Bewegungen, unabhängig von der Unwucht. Daher können die Daten aus der „alten“ Identifikation nicht für den „neuen“ Rotor verwendet werden.

Die Suche nach der Last erfordert daher eine neue Identifikation.

Bei „harten„ Ausweichmaschinen ändert sich die Lagerstützensteifigkeit beim Wechsel von einem Rotor zu einem anderen nicht. Daher können die Daten aus der „alten“ Identifikation zum Auswuchten eines Rotors mit unterschiedlicher Form oder Gewicht verwendet werden.

In der Praxis können starre Aufhängungen von Lagerstützenwalzen umgestaltet werden. Ihre Verformungen sind klein genug, dass ihr Einfluss bei der Berechnung von Unwuchten mit festen Koeffizienten für verschiedene Drehzahlen, die nur von der Rotormasse abhängen, minimiert werden kann. Dies können beispielsweise drei Sätze von Koeffizienten sein, die für den gesamten Drehzahlbereich gültig sind: niedrige, mittlere und hohe Rotormasse.

Die Beseitigung des Einflusses der Massenquantität und -verteilung auf die Kräfte, die bei der Unterstützung eines ausgewuchteten Rotors bei der Rotation vorhanden sind, eröffnet neue Möglichkeiten im Ausweichprozess, einschließlich:

a) Entkopplung des Identifikationsprozesses vom aktuell ausgewuchteten Rotor

b) Auswahl der Position der Korrekturebenen unabhängig von der Position der Testebenen.

Woher kommen diese Fähigkeiten bei unterkritischen Ausweichmaschinen? Nur die durch die Unwucht verursachten Trägheitskräfte sind eine variable Last auf der Rotorlagerstütze. Eine Änderung der Drehzahl führt zu proportionalen und vorhersehbaren Änderungen der Amplituden der Trägheitskräfte. Andere Trägheitskräfte sind nicht vorhanden. Aufgrund der Steifigkeit des Rotors ändert sich die gegenseitige Ausrichtung aller Unwuchtkomponenten nicht, wenn sich die Drehzahl ändert. Zwei sehr unterschiedlich aussehende Rotoren, z. B. ein leichter und ein schwerer Rotor, ein schlanker und ein massiver Rotor, aber alle mit derselben Unwucht belastet, verhalten sich auf dieser Ausweichmaschine identisch. Dies bedeutet, dass die Variation der Lagerstützenlast in beiden Fällen identisch ist.

Wenn die Identifikation nicht mit der Masse und Form des Rotors verbunden ist, kann der Identifikationsprozess einmalig für alle Rotoren mit einem Referenzrotor durchgeführt werden. Die Daten aus der Identifikation sollten als Kalibrierkoeffizienten im Speicher der Maschine gespeichert und für das anschließende Auswuchten verwendet werden. Daher werden diese Maschinen nach der Montage auf dem Werkstattgelände des Kunden einmalig vom Kundendienst des Herstellers kalibriert. In der Praxis treten Veränderungen an der Grundlage und durch die Befestigung der Maschine an der Grundlage während des Maschinenbetriebs auf. Daher wird die beste Ausweicheffizienz durch einen jährlichen Service gewährleistet, der vom Team des Ausweichmaschinenherstellers durchgeführt wird.

Kalibrierung mit einem Referenzrotor

Zur Erinnerung: Eine überkritische Ausweichmaschine führt Messungen durch, wenn sich der Rotor immer in einer identischen Position befindet. Diese Position ist winkelbezogen zur Schaufel, und die Trägheitskräfte bilden ein variables Kraftsystem mit Komponenten. Dies umfasst eine Konstante aus der Unwucht und eine Variable aus der gesamten Rotormasse.

Eine unterkritische Ausweichmaschine führt auch Messungen durch, wenn sich der Rotor immer in einer identischen Winkelposition relativ zur Schaufel befindet, aber die Trägheitskräfte bilden ein invariantes System, das nur einen Satz von Kräften enthält – diejenigen aus der Unwucht. Es gibt keine Trennung von Kraft und Bewegung, da keine Seitenbewegung auftritt. Die Invarianz des Systems besteht in der gleichen Abhängigkeit aller Elemente des Satzes von der Drehzahl und der Konstanz oder dem Nullsetzen des Winkels φ (Abbildung 6).

Bei einer unterkritischen Ausweichmaschine beobachten wir ein kinetisches Kraftsystem, das Elemente enthält, die sich auf vorhersehbare und zählbare Weise mit einer Änderung der Drehzahl verändern.

Abbildung

2.000+ Werkstätten · 90 Länder
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Fazit

  1. Ein gemeinsames Merkmal des Ausweichtens von Rotoren in eigenen Lagern und auf überkritischen Ausweichmaschinen ist die Durchführung der sogenannten begrenzten dynamischen Identifikation des Systems: Rotor + Lagerstütze, mit Testgewichten, vor jedem Auswuchten. Ein solcher Test soll das Verhalten des Systems überprüfen: ein bestimmter Rotor + Grundlage, unter dem Einfluss einer externen Last an beispielsweise zwei Punkten und zusätzlich an jedem Punkt, aber in derselben Richtung. Der unmittelbare Grund für die Notwendigkeit des Tests ist das Vorhandensein von Trägheitskräften aus der gesamten Rotormasse während der Ausführung von Schwingungen – unabhängig von den Trägheitskräften aus der Unwucht.
  2. Der Hauptvorteil von unterkritischen Ausweichmaschinen gegenüber überkritischen Ausweichmaschinen ist die Möglichkeit, die während einer einzigen Identifikation mit einem Referenzrotor erhaltenen Kalibrierkoeffizienten zum Auswuchten anderer, unterschiedlicher Rotoren zu verwenden. Die Unabhängigkeit der Unwuchtberechnungsergebnisse von der Masse und Massenverteilung des ausgewuchteten Rotors wurde durch die Beseitigung der Rotorquerschwingungen bei der Rotation erreicht.
  3. Autor
Dr. Mirosław Malec, Ing.
  • Ehemaliger Präsident, Przedsiębiorstwo Cimat Sp. z o.o.Teilen
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