Modellgestütztes Auswuchten - Unwuchtidentifikation

Maschinenschwingungen schaden der Dauerfestigkeit, deshalb werden vom Kunden immer engere Grenzwerte gesetzt. Bei rotierenden Maschinen dominiert meist der unwuchterregte, drehfrequente Schwingungsanteil, Abhilfe wird durch Auswuchten geschaffen. Im industriellen Maßstab wird heute meist das Verfahren der Einflusskoeffizienten benutzt, dieses ist schwierig und langwierig in der Anwendung und führt nicht immer zu befriedigenden Ergebnissen. Modellgestützte, testgewichtslose Verfahren werden aufgrund der nicht ausreichenden Modellgenauigkeit und dem damit verbundenen Ingenieursaufwand bisher nicht eingesetzt. Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren – Modellgestütztes Auswuchten, Unwuchtidentifikation beginnt mit der Modellbildung. Es wird ein Finite-Elemente-Modell erzeugt, mit welchem die Einflusszahlenmatrix vorherberechnet wird. Ein erster Messlauf gibt Aufschluss über den Schwingungszustand des Rotors, mit der Unwuchtidentifikation wird ein erstes Testgewicht oder eine vorläufige Ausgleichssetzung erzeugt. Dabei werden neue mathematische Algorithmen, wie das Tikhonov – Regularisierungsverfahren in Verbindung mit dem Morozov’schen Diskrepanzprinzip verwendet. Die Differenz aus den Schwingungen des Testlaufs zum Urlauf wird zur Modellanpassung verwendet, im Anschluss dazu wird wieder eine Unwuchtidentifikation durchgeführt. Das Verfahren läuft solange, bis zum Einen der Rotor ausgewuchtet ist, zum Anderen aber auch ein angepasstes FE-Modell zur Verfügung steht. Das neu entwickelte Verfahren konvergiert schneller, es werden nur noch wenige, zielgerichtete Testläufe durchgeführt, das Auswuchten beginnt sofort nach dem ersten Messlauf. Die Verfahrensanwendung bedingt den ständigen Vergleich zwischen Messung und Rechnung, durch den Rückfluss der Erkenntnisse in die Entwicklung und Konstruktion kommt es zu einer langfristigen Verbesserung der FE-Modelle. Durch die Unwuchtidentifikation verbessert sich das Auswuchtergebnis. Die Kenntnis der axialen Unwuchtlage ermöglicht die Beseitigung der Schwingungsursachen, so dass das Auswuchtergebnis von den Aufstellungsbedingungen weitgehend unabhängig wird