旋转机器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种旋转机器(1)，其设置在静止的壳体(2)中，并包括用于监测和识别所述旋转机器(1)的不平衡的装置(10)，所述装置具有设置在所述旋转机器的所述壳体(2)处的、用于测定加速度信号(Sb)的第一传感器(20)和用于同时测定转数信号(Sd)以确定所述旋转机器的转数的第二传感器(30)，以及具有单片机(40)，所述加速度信号(Sb)和所述转数信号(Sd)传输至所述单片机，其中，所述单片机设计为，测定基于所述不平衡的、以测得的转数循环的加速度分量。本实用新型专利技术的装置用于简单且可靠地监测和识别旋转机器的不平衡。

【技术实现步骤摘要】
旋转机器
本技术涉及一种旋转机器，其具有用于传感器诊断地监测和识别不平衡的装置。
技术介绍
在现有技术中已知各种方案，用于检查制造机器或生产设备以及它们在时间上的行为。旋转机器，例如马达的系统可用性是经济使用该设备的重要因素。用于监测特别是旋转机器或可旋转机器的状态的方案，其主要任务在于尽可能在不中断运行的情况下实现对当前机器状态、机器负载以及涉及同心度的机器状态的任何改变的评估。机器状态在此特别是理解为在特定工作参数的基础上对机器不平衡的评估。在旋转工作的机器中，由于质量分布不均匀，可能产生循环的径向力分量，这导致振动和机器磨损的增加。因此，能够检测旋转部件根据不同工作时间而变化的、不均匀的质量分布(不平衡)就是合乎需要。通过预防性维护和经验数据可以提高旋转设备的可用性，并同时减少旋转设备的停机时间和维护费用。这里的缺点在于，几乎不可能作出关于当前状态以及正在旋转的机器的同心度的准确预测，因此也不可能预测或识别机器部件、轴承或磨损部件的故障时间点。此外，预防性维护并不是识别不平衡的适当措施，而是仅用于避免机器的停机时间。然而，由此一再出现的情况是，被更换的部件仍具有较长的剩余寿命并可能不存在不平衡。一种替代方案为状态相关地和定期地检测机器状态。为此开发并在现有技术中可用的测量和评估方案用于监测和评估工艺参数和机器特征值，例如温度、压力、转矩或电流数据。振动分析也经常用于机器诊断。通过这样的分析可以在早期阶段识别和判断由于不平衡的增强而可识别的故障，以避免连续损害和停机时间。因此，例如已知用于通过分析振动模式来监测持续移动和/或旋转的机器部件，特别是机器轴承的方案。为此所需的振动监测系统测量在较长时间段内持续旋转的机器的振动，并在总振动水平超过极限值时，例如作出即时的错误通报。这种方案的缺点在于，一方面只在实际超过极限参数时才进行检测，另一方面也难以评估改变的振动行为源自何处。错误通报的推测原因可能常常难以与实际原因联系起来。因此，振动信号的这种简单的特征值不能可靠地表述旋转机器的“不平衡”，当然也不能作出预测。对于同时集合了多个旋转部件和多个驱动装置的复杂机器，靶向监测几乎是不可能的。替代地，在现有技术中，不平衡通常通过转数变化、马达电流变化的检测或通过加速度记录仪检测。转数和马达电流的评估装置具有方向性，并通常使用在具有在水平方向上的轴的机器装置的取向上，因为在这种情况下由于重力产生了提升效应。加速度记录仪不受制于特定的方向，但是提供关于所有起作用的加速度的信息，甚至那些与机器的旋转无联系的加速度，例如外力作用。
技术实现思路
因此，从现有技术出发，本技术的任务在于克服上述缺点，并建议一种装置，其用于简单且可靠地监测和识别旋转机器的不平衡。这种任务通过以下特征得以实现。一种旋转机器，其设置在静止的壳体中，并包括用于监测和识别所述旋转机器的不平衡的装置，所述装置具有设置在所述旋转机器的所述壳体处的、用于测定加速度信号的第一传感器和用于同时测定转数信号以确定所述旋转机器的转数的第二传感器，以及具有单片机，所述加速度信号和所述转数信号传输至所述单片机，其中，所述单片机设计为，测定基于所述不平衡的、以测得的转数循环的加速度分量。优选地，所述第一传感器是加速度传感器。优选地，所述第二传感器是霍尔传感器。优选地，所述第一传感器安装在所述壳体或所述旋转机器的非旋转部件处。优选地，所述第二传感器安装在所述旋转机器的定子上。优选地，进一步设置有信号整理单元，用于整理由所述单片机评估的信号。优选地，进一步设置有信号处理单元，用于处理来自所述单片机的信号。优选地，进一步设置有信号处理单元，用于处理来自所述单片机并由信号整理单元整理的信号。使用根据本技术的、用于特别是传感器诊断地监测旋转机器的方案，能够在持续的运行中自动识别关于旋转机器的不平衡，特别是动态不平衡(也称作力矩不平衡)的状态信息，即检测旋转轴线不与旋转部件的稳定主惯性轴相匹配的状态。本技术的基本思想在于，通过并行即同时测定和评估旋转体的转数和非旋转体上的加速度来解决对旋转体上的不均匀的质量分布的检测。所需的信号一方面由壳体内或非旋转部件上的加速度记录仪提供，另一方面由优选直接设置在旋转机器的定子上的霍尔传感器提供。通过纳入旋转机器的转数，能够将评估限定于旋转引起的振动，并且可以说能够淡化外部影响。本技术中所利用的知识是，旋转体上的不均匀的质量分布会导致在正交于旋转轴线的方向上的、以转数循环的加速度分量。为此，根据本技术，借助加速度记录仪接收相应的信号，并滤除受到由转数引起的机器装置的激励而产生的加速度信号的分量。同时，由霍尔传感器测定旋转机器的当前旋转频率。根据测得的旋转频率带通过滤加速度记录仪的信号。由过滤后的信号计算垂直于旋转轴线的径向加速度振幅并形成平滑中值。将所计算的值与存储在系统中的参考值相比较，并在超过极限值时产生相应的信号。因此，根据本技术，用于传感器诊断地监测和识别旋转机器的不平衡的操作设有以下步骤：a.通过(第一)传感器测定旋转机器的壳体或非旋转部件的加速度信号；b.通过(第二)传感器测定用于确定旋转机器的转数的信号；c.通过评估单元提供并评估传感器信号，其中，测定伴随旋转机器的转数产生的、优选正交于旋转轴线的加速度分量，并将该分量与预先确定的极限值相比较。为此，优选设置单个单片机，将转数传感器的信号和加速度传感器的信号传输至该单片机，并由该单片机计算和分析这些信号及其取决于转数的相互关联。本技术的另一方面涉及一种装置，其用于监测和识别旋转机器的不平衡，包括用于测定加速度，特别是由不平衡引起的径向上的加速度分量的第一传感器、用于同时测定转数的第二传感器以及单片机，该单片机评估两种信号的相互关系，并特别是测定基于不平衡的、以测得的旋转速度的循环的径向加速度分量。本技术的装置用于简单且可靠地监测和识别旋转机器的不平衡。附图说明本技术的其它有利改进方案在以上技术方案中得到说明，如下结合本技术的优选实施方式的说明借助附图得到详细阐述，其中：图1示出了具有根据本技术的装置的旋转机器的示意图；图2示出了根据本技术的框图。具体实施方式以下结合图1和图2详细说明本技术，其中，相同的标号指示相同的结构特征和/或功能特征。图1示出了具有根据本技术的装置10的旋转机器1的示意图。该旋转机器1设置在静止的壳体2处，并包括用于监测和识别该旋转机器1的不平衡“U”的装置10，该装置具有设置在壳体2内的第一传感器20。该传感器20在此是加速度传感器，并用于测定加速度信号Sb。加速度传感器20设置在装置的静止的、不平衡加速度周期性地传递至此的部分上，在此即安装在壳体2上。在加速度信号Sb中包含有对于不平衡而言重要的加速度分量，该加速度分量以旋转机器的转数周期性地重复。此外设置有第二传感器30，即霍尔传感器，用于同时测定信号Sd以确定旋转机器的转数，并安装在定子上。此外，装置具有单片机40，从图2的框图中可知，该单片机处理传感器信号Sb、Sd，其中，该单片机设计为，评估两个信号Sb、Sd的相互关系，并特别是测定基于不平衡的、以测得的转数循环的径向加速度分量。因此，根据该实施方案，可以进行限定于一阶激励本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转机器(1)，其特征在于，其设置在静止的壳体(2)中，并包括用于监测和识别所述旋转机器(1)的不平衡的装置(10)，所述装置具有设置在所述旋转机器的所述壳体(2)处的、用于测定加速度信号(Sb)的第一传感器(20)和用于同时测定转数信号(Sd)以确定所述旋转机器的转数的第二传感器(30)，以及具有单片机(40)，所述加速度信号(Sb)和所述转数信号(Sd)传输至所述单片机，其中，所述单片机设计为，测定基于所述不平衡的、以测得的转数循环的加速度分量。

【技术特征摘要】
2017.04.13 DE 102017108109.71.一种旋转机器(1)，其特征在于，其设置在静止的壳体(2)中，并包括用于监测和识别所述旋转机器(1)的不平衡的装置(10)，所述装置具有设置在所述旋转机器的所述壳体(2)处的、用于测定加速度信号(Sb)的第一传感器(20)和用于同时测定转数信号(Sd)以确定所述旋转机器的转数的第二传感器(30)，以及具有单片机(40)，所述加速度信号(Sb)和所述转数信号(Sd)传输至所述单片机，其中，所述单片机设计为，测定基于所述不平衡的、以测得的转数循环的加速度分量。2.根据权利要求1所述的旋转机器(1)，其特征在于，所述第一传感器(20)是加速度传感器。3.根据权利要求1或2所述的旋转机器(1)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·诺斯，P·佩普尔，R·维斯塔普，R·德鲁舍尔，M·霍普夫，
申请(专利权)人：依必安派特穆尔芬根有限两合公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE