用于探测不平衡和/或错位的方法和传动系试验台技术

本发明专利技术涉及用于在试验台(1)上在运行中探测传动系(3)的至少一个轴系(2；4a、4b、4c)的不平衡和/或错位的方法(100)和传动系试验台(1)，其中，第一压电力传感器(4)设置在力流中，该力流通过在试验台(1)的加荷机(14a、14b)与传动系(3)的或试验台(1)的驱动机(2)之间的功率传递引起(101)并且该力流借助轴系(5；5a、5b)传递，其中借助第一力传感器(4a、4b、4c)在第一平面(E1)中和/或垂直于该第一平面(E1)地进行第一力测量(102

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于探测不平衡和/或错位的方法和传动系试验台


[0001]本专利技术涉及一种用于在试验台上在运行中探测传动系的至少一个轴系的不平衡和/或错位的方法。此外，本专利技术涉及一种试验台，在该试验台上可以实施所述方法。

技术介绍

[0002]不平衡发生在旋转体中，其旋转轴线与其惯性主轴之一不对应。不平衡导致振动和增大的磨损或甚至严重的机器损坏(例如轴断裂)。因此，旋转体一般通过放置补偿质量来平衡。
[0003]这里需要区分静态不平衡和动态不平衡、也称为力矩不平衡。在静态不平衡的情况下，旋转体的惯性主轴平行于旋转轴线移动。换言之，转动轴线不穿过旋转体的重心。旋转时，这种不平衡导致垂直于旋转轴线的离心力。通常这种不平衡可以通过在一个平面中进行平衡来消除，其中，平衡平面的位置是任意的。为了抵消静态不平衡，必须在至少一个平衡平面中安置补偿质量。
[0004]在纯动态不平衡的情况下，旋转体的重心虽然在旋转轴线上。然而旋转体的惯性主轴相对旋转轴线倾斜。由此在旋转中产生不平衡力矩，该不平衡力矩出现在支承力具有旋转体转动频率的一次谐波的轴颈上。为了抵消动态不平衡，必须在至少两个不同的平衡平面中防止补偿质量。所述平衡平面在这种情况下各自垂直于旋转体的转动轴线。
[0005]错位由装配和制造不确定性、沉降现象和热膨胀引起，它们导致旋转体转移。这种转移对旋转体的功能和使用寿命具有不利影响。错位导致旋转体及其支承件上的张力、特别是弯矩和压缩力。借助本专利技术可以在运行中确定由于在运行中发生的热膨胀引起的错位。用于测量错位的已知方法通常不在运行中使用，因此不检测动态热运行条件。
[0006]由教科书“Rotordynamik(转子动态学)”,Gasch/Nordmann/Pf
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tzner,Springer Verlag，第二版，1975年和教科书“Auswuchttechnik Band 1:Allgemeine Grundlagen,Meβverfahren und Richtlinien(平衡技术第一卷：基础概论，测量方法和准则)”Springer，1977年已知了用于静态和动态平衡的方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是：提供一种用于探测和/或校正传动系试验台运行的轴系的不平衡和/或错位的方法以及相应的传动系试验台。
[0008]所述目的由独立权利要求实现。从属权利要求中要求有利的设计方案。
[0009]本专利技术的第一方面涉及一种用于在试验台上在运行中探测传动系的至少一个轴系的不平衡和/或错位的方法，其中，第一压电力传感器设置在力流中，所述力流由试验台的加荷机(Belastungsmaschine)与传动系的或试验台的驱动机之间的功率传递(Leistungs
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bertragung)引起，并且所述力流借助轴系传递。优选借助第一力传感器在第一平面中和/或垂直于(normal)于该第一平面实施第一力测量，所述第一平面与轴系的转动轴线相交并且优选至少基本上垂直于该转动轴线。更优选地，对第一力测量的至少一个
测量值曲线(Messwertverlauf)和配置给该测量值曲线的用于轴系的转角确定的值曲线进行分析，以便探测不平衡。替代地或附加地，对第一力测量的测量值曲线进行分析，以探测轴系的错位。
[0010]本专利技术的第二方面涉及传动系试验台，其具有与需测试的传动系可连接的加荷机以及第一压电力传感器，所述第一压电力传感器设置在与需测试的传动系有关的力流中并设置为在试验台运行期间在第一平面中和/或垂直于该第一平面地进行第一力测量，所述第一平面与所述传动系的轴系的转动轴线相交并且优选至少基本上垂直于该转动轴线。优选地，所述传动系试验台还具有增量编码器，其被设置为确定用于轴系的转角，并且该传动系试验台更优选具有信号处理装置，所述信号处理装置具有用于基于第一力测量的测量值曲线和配置给该测量值曲线的用于轴系转角确定的值曲线来探测轴系的不平衡的机构和/或用于基于第一力测量的测量值曲线来探测轴系的错位的机构。
[0011]本专利技术的其他方面涉及计算机程序和计算机可读介质。
[0012]在本专利技术的意义上，轴系具有一个或多个转动连接的轴。
[0013]在本专利技术的意义上，“可连接”优选指“可以连接”或“已连接”。
[0014]在本专利技术的意义上，力流优选指机械系统中的力和/或扭矩从作用点、特别是引入部位到所述力和/或扭矩被反作用力和/或反作用力矩吸收的一个或多个部位的路径。优选地，力流由力、特别是相对于轴的转动方向的横向力以及扭矩、特别是围绕转动轴线的扭矩组成。
[0015]在本专利技术的意义上，功率流优选指功率在机械系统中从引入部位到功率被接收的一个或多个的部位的功率传递路径。
[0016]在本专利技术的意义上，压电测量元件优选具有压电晶体以及电荷引线(Ladungsableitung)或电路(elektrische Verschaltung)。
[0017]在本专利技术的意义上，机器设置成将能量、优选动能、特别是旋转能量转化为电能，或反过来，或者从化学能转化为动能。在本专利技术的意义上，机器优选具有外壳。
[0018]在本专利技术的意义上，支撑设备优选是用于对抗作用在元件上的力和/或作用在该元件上的扭矩以支撑元件的设备。支撑设备优选设置为，提供所谓的反作用力或者说支承反作用力。在本专利技术的意义上，支撑设备优选用于支撑轴承设备。所述支撑设备优选是变速箱罩、传动系的外壳或底板。
[0019]在本专利技术的意义上，探测优选是确定和/或量化和/或定位和/或分析。
[0020]在本专利技术的意义上，机构可以在硬件和/或软件技术方面进行设计、特别是优选与存储器和/或总线系统数据或信号连接的特别是数字的处理单元、尤其是微处理器单元(CPU)，和/或具有一个或多个程序或程序模块。CPU可以构造为为用于处理实现为存储在存储器系统中的程序形式的指令、从数据总线捕捉输入信号和/或向数据总线提供输出信号。存储器系统可以具有一个或多个特别是不同的存储介质、特别是光学的、磁性的、固态的和/或其它非易失性介质。所述程序可以具有如下的特性：它体现了或能够执行在此所述的方法，CPU可以执行这些方法的步骤，并且由此特别是可以探测到不平衡和/或错位。
[0021]在本专利技术的意义上，增量编码器优选能探测各个角度段和/或整圈。特别地，增量编码器每圈发出至少一个脉冲。
[0022]在本专利技术的意义上，平衡理解为调整轴系或者说传动系的质量。这例如也可以意
味着，通过以下方式改变质量分布，即，例如进一步向内或向外转动螺纹件。
[0023]本专利技术特别是基于如下的方案，即，在试验台运中，在试验台上对试验台上的需测试的传动系的轴系进行平衡和定向。特别地，轴系不必在外部单独地、即不在试验台上或通过另外的测量方法在静止状态下或者在平衡或定向运行中进行平衡或校准。确切地说，不平衡和/或错位的探测发生在直接由试验台运行引起的力流中，在该试验台中，在试验台的加荷机、即所谓的功率机(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在试验台(1)上在运行中探测传动系(3)的至少一个轴系(5、5a、5b)的不平衡和/或错位的方法(100)，其中，第一压电力传感器(4)设置在力流中，所述力流通过在试验台(1)的加荷机(14a、14b)与传动系(3)的或试验台(1)的驱动机(2)之间的功率传递引起(101)，并且所述力流借助所述轴系(5；5a、5b)传递，其中，借助所述第一力传感器(4a、4b、4c)在第一平面(E1)中和/或垂直于该第一平面(E1)地进行第一力测量(102
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1)，所述第一平面与所述轴系(5；5a、5b)的转动轴线(D)相交并且优选至少基本上垂直于所述转动轴线(D)，并且对所述第一力测量的至少一个测量值曲线和配置给该测量值曲线的用于所述轴系(5；5a、5b)的转角确定的值曲线进行分析(103a)以探测不平衡，并且/或者对所述第一力测量的测量值曲线进行分析(103b)以探测所述轴系(5；5a、5b)的错位。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，对所述第一力测量的测量值曲线进行分析，以探测关于所述轴系(5；5a、5b)的转动轴线和/或重心的不平衡。3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，借助所述力流中的第二压电力传感器(11)在第二平面(E2)中进行第二力测量(102
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2)，所述第二平面与所述第一平面(E1)不同、但同样与所述传动系的轴系(5；5a、5b)的转动轴线(D)相交并且优选至少基本上垂直于所述转动轴线(D)，其中，所述轴系(5；5a、5b)关于其重心的不平衡额外地基于第二力测量的测量值曲线来确定，优选在所述第一平面(E1)中进行所述第一力测量。4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法(100)，其中，第一压电力传感器(4)和/或第二压电力传感器(11)是具有多个压电测量元件(4a、4b、4c)的多分量力传感器。5.根据权利要求4所述的方法(100)，其中，力分量和扭矩分量借助基于各压电测量元件(4a、4b、4c)的测量信号的方程组来确定。6.根据权利要求4或5所述的方法(100)，其中，各压电测量元件(4a、4b、4c)的测量信号被分解成有助于相应待推导出的力分量和/或扭矩分量的部分，优选将各压电测量元件(4a、4b、4c)对相应待确定的力分量和/或扭矩分量的特别是所有的贡献都考虑在内。7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法(100)，其中，在第一力测量和/或第二力测量中，针对在加荷机(14a、14b)与支撑设备(10)之间的力流和/或在驱动机(2)与支撑设备(10)之间的力流来测量反作用力。8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的方法(100)，其中，基于对不平衡和/或错位的探测来调整所述轴系(5；5a、5b)的质量。9.一种计算机程序，其包括指令，所述指令在由计算机执行时使该计算机执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机可读介质，在该计算机可读介质上...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁，
申请(专利权)人：皮埃佐克莱斯特先进传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：