Elastisches Wuchten: Modale Verfahren, EK-Technik, by Walter Kellenberger

By Walter Kellenberger

Natiirlich sollte der Titel des Buches heiBen: "Wuchten elastischer Rotoren." Fiir die Notwendigkeit, Rotoren zu wuchten, braucht es heute wohl keine Begriindung mehr. Betriebssicherheit (reliability) und Verfiigbarkeit (availability) werden immer groBer geschrieben. Sie konnen durch Wuchten wesentlich verbessert werden. Alle techni schen Rotoren werden he ute gewuchtet; der iiberwiegende Teil sind starre Rotoren. Aber gerade elastische Rotoren sind hochwertige Rotorsysteme, wie z. B. Dampf-und Gasturbinen, Turbogeneratoren, Turbopumpen, Turbolader, Kompressoren, Asyn chronmotoren, Antriebswellen fiir Schiffsturbinen und Helikopter, usw. Ihre wucht technische Behandlung ist deshalb von groBer wirtschaftlicher Bedeutung. Theorie und Praxis des elastischen Wuchtens sind allerdings wesentlich aufwendiger als die des "starren" Wuchtens. Das Buch enthiilt weniger Praxis als vielmehr Theorie des elastischen Wuchtens. Es ist aber nicht fUr Spezialisten und Wuchtexperten geschrieben, sondern fUr solche, die es werden wollen. Trotzdem hoffe ich, daB auch der Fachmann die eine oder andere Anregung erhiilt, die ihm von Nutzen sein kann. Ich habe mich bemiiht, alles Wissenswerte iiber das elastische Wuchten zusammenzufassen und die langjiihrige eigene Erfahrung damit zu verbinden. guy findet Aufsiitze iiber "elastisches" Wuchten gestreut in Fachzeitschriften und in Zusammenfassungen von Kongressen. Das Buch enthiilt alle mir bekannten und bedeutend erscheinenden Erkenntnisse auf dem Gebiet des elastischen Wuchtens bis 1985, ohne Anspruch aufVollstiindigkeit zu erheben. Der Inhalt stellt somit etwas, wie den Stand der Theorie des elastischen Wuchtens ("state of the art") bis 1985 dar.

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4 skizziert. Wahrend der Rotor als starrer Rotor um die z-Achse - die Haupttragheitsachse durch 6 Analog FuBnote 4, S. 25. 30 3 Das Wuchtproblem S ist - rotiert, werden die Lager nieht belastet. 1st der Rotor elastiseh, wird er sieh bei der Rotation dureh die entstehenden inneren Biegemomente Mb verkrummen, wobei sieh die Haupttragheitsaehse dureh S im Falle Abb. 4a parallel urn s versehiebt und im Falle Abb. 4 b urn S mit y dreht. Die Lager sind nieht mehr kraftefrei. Fur ein konstantes Q ist die Verkrummung konstant, gewissermaBen eingefroren.

Die erste Bedingung bringt den Massenmittelpunkt S auf die Lagerachse und die zweite Bedingung dreht die zentrale Haupttriigheitsachse in die Lagerachse. Dies kann bei einem gegebenen Rotor durch einen Massenausgleich, d. h. durch Hinzufugen, Wegnehmen, Vedagern oder Verformen von Massen, geschehen. Man kann das Wuchten deshalb auch folgendermaBen beschreiben: Wuchten ist das Bestreben durch Massenausgleich am Rotor die Lager frei von umlauffrequenten Kriiften zu halten. 2 2 Streng genommen konnte schon eine Kontrolle (Messung) die zeigt, daB der Wuchtzustand innerhalb der Toleranz liegt und keine Wuchtaktion erfordert, als Wuchten bezeichnet werden.

Abschn. 296) bei Dampfungsfreiheit Null ist, wenn die Eigenfrequenz der freien Lager mit der Drehfrequenz zusamrnenfallt, s. Abb. 5 c. Auch der unwuchtige Rotor wiirde bei kleinsten St@rungen in den Lagern schwingen ohne Krafte zu iibertragen. Jeder praktische Rotor ist aber mehr oder weniger gedampft, so daB r wohl klein, aber nie Null ist. Er iibertriigt somit Lagerkrafte, die zwar klein, aber nicht Null sind. 1st ein starrer Rotor vor dem Wuchten krumm, bleibt er es auch definitionsgemaB nach dem Wuchten, was fUr den elastischen Rotor nicht zutreffen muB.

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