Portable balancer, vibration analyzer

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

€1,751.00

تم تجهيز Balanset-1A بقناتين وهو مصمم لتحقيق التوازن الديناميكي في طائرتين. وهذا يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك الكسارات، والمراوح، والمطاحن، والمثاقب على الحصادات، والأعمدة، وأجهزة الطرد المركزي، والتوربينات، وغيرها الكثير. تنوعها Read more…

رمز التخزين التعريفي: بس-1

فئة: Devices

Fan Balancing

(المعلومات مستخدمة من ISO 31350-2007 الاهتزاز. المراوح الصناعية. متطلبات الاهتزاز المنتج وجودة التوازن)

يعد الاهتزاز الناتج عن المروحة أحد أهم خصائصها التقنية. يشير إلى جودة تصميم وتصنيع المنتج. قد يشير الاهتزاز المتزايد إلى تركيب غير صحيح للمروحة، وتدهور حالتها الفنية، وما إلى ذلك. ولهذا السبب، يتم قياس اهتزاز المروحة عادةً أثناء اختبارات القبول، وأثناء التثبيت قبل التشغيل، وكذلك عند تنفيذ برنامج مراقبة حالة الماكينة. تُستخدم بيانات اهتزاز المروحة أيضًا في تصميم الأنظمة الداعمة والمتصلة (القنوات). عادةً ما يتم إجراء قياسات الاهتزاز باستخدام منافذ الشفط والتفريغ المفتوحة، ولكن تجدر الإشارة إلى أن اهتزاز المروحة يمكن أن يختلف بشكل كبير مع التغيرات في الديناميكا الهوائية لتدفق الهواء، وسرعة الدوران، وغيرها من الخصائص.

تحدد المعايير ISO 10816-1-97، وISO 10816-3-2002، وISO 31351-2007 طرق القياس وتحدد مواقع مستشعر الاهتزاز. إذا تم إجراء قياسات الاهتزاز لتقييم تأثيرها على القناة أو قاعدة المروحة، يتم اختيار نقاط القياس وفقًا لذلك.

يمكن أن تكون قياسات اهتزاز المروحة باهظة الثمن، وفي بعض الأحيان تتجاوز تكلفتها بشكل كبير تكلفة تصنيع المنتج نفسه. لذلك، يجب إدخال أي قيود على قيم مكونات الاهتزاز المنفصلة أو معلمات الاهتزاز في نطاقات التردد فقط عندما يشير تجاوز هذه القيم إلى وجود خلل في المروحة. يجب أيضًا أن يكون عدد نقاط قياس الاهتزاز محدودًا بناءً على الاستخدام المقصود لنتائج القياس. عادة، يكفي قياس الاهتزاز عند دعامات المروحة لتقييم حالة اهتزاز المروحة.

القاعدة هي ما يتم تركيب المروحة عليه وما يوفر الدعم اللازم للمروحة. يتم اختيار كتلة القاعدة وصلابتها لمنع تضخيم الاهتزازات المنقولة عبرها.

الدعم هو من نوعين:

الدعم المتوافق: نظام دعم المروحة مصمم بحيث يكون التردد الطبيعي الأول للدعم أقل بكثير من تردد دوران التشغيل للمروحة. عند تحديد درجة امتثال الدعم، ينبغي النظر في إدراجات مرنة بين المروحة وهيكل الدعم. يتم ضمان توافق الدعامة من خلال تعليق المروحة على النوابض أو وضع الدعامة على عناصر مرنة (الينابيع، العوازل المطاطية، إلخ). التردد الطبيعي لنظام التعليق – المروحة عادة ما يكون أقل من 25% من التردد المطابق لأدنى سرعة دوران للمروحة التي تم اختبارها.
الدعم الصلب: نظام دعم المروحة مصمم بحيث يكون التردد الطبيعي الأول للدعم أعلى بكثير من تردد دوران التشغيل. صلابة قاعدة المروحة نسبية. وينبغي النظر في المقارنة مع صلابة محامل الآلة. تميز نسبة اهتزاز مبيت المحمل إلى اهتزاز القاعدة تأثير امتثال القاعدة. يمكن اعتبار القاعدة صلبة وضخمة بدرجة كافية إذا كان سعة اهتزاز القاعدة (في أي اتجاه) بالقرب من أقدام الماكينة أو إطار الدعم أقل من 25% من الحد الأقصى لنتيجة قياس الاهتزاز التي تم الحصول عليها عند أقرب دعم محمل (في أي اتجاه).

نظرًا لأن كتلة وصلابة القاعدة المؤقتة التي تم تركيب المروحة عليها أثناء اختبار المصنع قد تختلف بشكل كبير عن ظروف التثبيت في موقع التشغيل، فإن قيم الحد الخاصة بظروف المصنع تنطبق على الاهتزاز ضيق النطاق في نطاق تردد الدوران، وبالنسبة اختبار المروحة في الموقع - لاهتزاز النطاق العريض، وتحديد حالة الاهتزاز الإجمالية للجهاز. موقع التشغيل هو موقع التثبيت النهائي للمروحة، والذي يتم تحديد ظروف التشغيل له.

فئات المعجبين (فئات BV)

يتم تصنيف المراوح بناءً على خصائص الاستخدام المقصود، وموازنة فئات الدقة، وقيم حدود معلمات الاهتزاز الموصى بها. يعد تصميم المروحة والغرض منها من المعايير التي تسمح بتصنيف العديد من أنواع المراوح وفقًا لقيم الاختلال المقبولة ومستويات الاهتزاز (فئات BV).

يعرض الجدول 1 الفئات التي يمكن أن تنسب إليها المراوح بناءً على ظروف تطبيقها، مع الأخذ في الاعتبار قيم عدم التوازن المسموح بها ومستويات الاهتزاز. يتم تحديد فئة المروحة من قبل الشركة المصنعة.

الجدول 1 – فئات المعجبين

شروط التقديم	أمثلة	استهلاك الطاقة، كيلوواط	فئة BV
المساحات السكنية والمكاتب	مراوح السقف والعلية، مكيفات الهواء النافذة	≥ 0.15	بف-1
المساحات السكنية والمكاتب	مراوح السقف والعلية، مكيفات الهواء النافذة	> 0.15	بف-2
المباني والمباني الزراعية	مراوح لأنظمة التهوية وتكييف الهواء؛ المشجعين في سلسلة المعدات	≥ 3.7	بف-2
المباني والمباني الزراعية		> 3.7	بف-3
العمليات الصناعية وتوليد الطاقة	المراوح في الأماكن المغلقة والمناجم والناقلات والغلايات وأنفاق الرياح وأنظمة تنظيف الغاز	≥ 300	بف-3
العمليات الصناعية وتوليد الطاقة		> 300	انظر ISO 10816-3
النقل بما في ذلك السفن البحرية	المشجعين على القاطرات والشاحنات والسيارات	≥ 15	بف-3
النقل بما في ذلك السفن البحرية	المشجعين على القاطرات والشاحنات والسيارات	> 15	بف-4
الأنفاق	مراوح لتهوية مترو الأنفاق والأنفاق والجراجات	≥ 75	بف-3
		> 75	بف-4
		أي	بف-4
إنتاج البتروكيماويات	مراوح لإزالة الغازات الخطرة، وتستخدم في العمليات التكنولوجية الأخرى	≥ 37	بف-3
إنتاج البتروكيماويات		> 37	بف-4
Computer Chip Production	Fans for Creating Clean Rooms	أي	BV-5
Notes 1 This standard only considers fans with power less than 300 kW. The vibration assessment of fans with greater power is according to ISO 10816-3. However, standard series electric motors can have a rated power of up to 355 kW. Fans with such electric motors should be accepted according to this standard. 2 Table 1 does not apply to large diameter (usually from 2800 to 12500 mm) low-speed light axial fans used in heat exchangers, cooling towers, etc. The balancing accuracy class for such fans should be G16, and the fan category – BV-3

When purchasing individual rotor elements (wheels or impellers) for subsequent installation on the fan, the balancing accuracy class of these elements (see table 2) should be followed, and when purchasing the fan as a whole, the results of factory vibration tests (table 4) and on-site vibration (table 5) should also be considered. Usually, these characteristics are agreed upon, so the choice of fan can be made based on its BV-category.

The category established in table 1 is typical for the normal use of fans, but in justified cases, the customer may request a fan of a different BV-category. It is recommended to specify the fan’s BV-category, balancing accuracy class, and acceptable vibration levels in the equipment supply contract.

A separate agreement between the customer and the manufacturer can be concluded regarding the fan installation conditions, so that the factory testing of the assembled fan considers the planned installation conditions at the operating site. In the absence of such an agreement, there are no restrictions on the type of base (rigid or compliant) for factory tests.

Fan Balancing

General Provisions

The fan manufacturer is responsible for balancing the fans according to the relevant regulatory document. This standard is based on the requirements of ISO 1940-1. Balancing is usually carried out on highly sensitive, specially designed balancing machines, allowing for an accurate assessment of residual imbalance.

Fan Balancing Accuracy Classes

The balancing accuracy classes for fan wheels are applied in accordance with table 2. The fan manufacturer can perform balancing for several elements in assembly, which may include, in addition to the wheel, the shaft, coupling, pulley, etc. In addition, individual assembly elements may require balancing.

Table 2 – Balancing Accuracy Classes

Fan Category	Rotor (Wheel) Balancing Accuracy Class
بف-1	G16
بف-2	G16
بف-3	G6.3
بف-4	G2.5
BV-5	G1.0
Note: Fans of category BV-1 can include small size fans weighing less than 224 g, for which it is difficult to maintain the specified balancing accuracy. In this case, the uniformity of mass distribution relative to the fan’s axis of rotation should be ensured by the manufacturing technology.

Fan Vibration Measurement

Measurement Requirements

General Provisions

Figures 1 – 4 show some possible measurement points and directions on each fan bearing. The values given in table 4 relate to measurements in the direction perpendicular to the axis of rotation. The number and location of measurement points for both factory tests and on-site measurements are determined at the manufacturer’s discretion or by agreement with the customer. It is recommended to measure on the bearings of the fan wheel shaft (impeller). If this is not possible, the sensor should be installed in a place where the shortest mechanical connection between it and the bearing is ensured. The sensor should not be mounted on unsupported panels, the fan housing, enclosure elements, or other places not directly connected to the bearing (such measurement results can be used, but not for assessing the fan’s vibrational state, but for obtaining information about the vibration transmitted to the duct or base – see ISO 31351 and ISO 5348.

Figure 1. Location of a three-coordinate sensor for a horizontally mounted axial fan

Figure 2. Location of a three-coordinate sensor for a single-suction radial fan

Figure 3. Location of a three-coordinate sensor for a double-suction radial fan

Figure 4. Location of a three-coordinate sensor for a vertically mounted axial fan

Measurements in the horizontal direction should be carried out at a right angle to the shaft axis. Measurements in the vertical direction should be carried out at a right angle to the horizontal measurement direction and perpendicular to the fan shaft. Measurements in the longitudinal direction should be carried out parallel to the shaft axis.

Measurements using inertia-type sensors

All vibration values specified in this standard refer to measurements taken using inertia-type sensors, the signal of which reproduces the movement of the bearing housing.

The sensors used can be either accelerometers or velocity sensors. Particular attention should be paid to the correct attachment of sensors: without gaps on the support surface, without swings and resonances. The size and mass of the sensors and the attachment system should not be excessively large to avoid significant changes in the measured vibration. The total error caused by the method of sensor attachment and calibration of the measuring system should not exceed +/- 10% of the measured value.

Measurements using non-contact sensors

By agreement between the user and the manufacturer, requirements for the maximum allowable shaft displacement (see ISO 7919-1) within sliding bearings may be established. The corresponding measurements can be carried out using non-contact sensors.

In this case, the measuring system determines the displacement of the shaft surface relative to the bearing housing. It is obvious that the allowable amplitude of displacements should not exceed the value of the bearing clearance. The clearance value depends on the size and type of bearing, the load (radial or axial), and the measurement direction (some bearing designs have an elliptical hole, for which the clearance in the horizontal direction is greater than in the vertical direction). The variety of factors that need to be considered does not allow setting uniform shaft displacement limits, but some recommendations are presented in table 3. The values given in this table represent a percentage of the total radial clearance value in the bearing in each direction.

Table 3 – Maximum Relative Shaft Displacement within the Bearing

Fan Vibrational State	Maximum Recommended Displacement, Percentage of Clearance Value (Along Any Axis)
Commissioning/Satisfactory State	Less than 25%
Warning	+50%
Shutdown	+70%
1) Radial and axial clearance values for a specific bearing should be obtained from its supplier.

The given values take into account “false” displacements of the shaft surface. These “false” displacements appear in the measurement results because, in addition to the shaft vibration, mechanical runouts also affect these results if the shaft is bent or has an out-of-round shape. When using a non-contact sensor, the measurement results will also include electrical runouts determined by the magnetic and electrical properties of the shaft material at the measurement point. It is believed that during the commissioning and subsequent normal operation of the fan, the range of the sum of mechanical and electrical runouts at the measurement point should not exceed the larger of two values: 0.0125 mm or 25% of the measured displacement value. Runouts are determined by slowly rotating the shaft (at a speed of 25 to 400 rpm), when the effect of forces caused by imbalance on the rotor is negligible. To meet the established runout tolerance, additional shaft machining may be required. Non-contact sensors should, if possible, be mounted directly on the bearing housing.

The given limit values apply only to a fan operating in its nominal mode. If the fan design allows operation with variable rotational speed, higher vibration levels are possible at other speeds due to the inevitable influence of resonances.

If the fan design allows changing the blade positions relative to the airflow at the intake port, the given values should be applied for conditions with the blades fully open. It should be noted that airflow stall, especially noticeable at large blade angles relative to the intake airflow, can lead to increased vibration levels.

Fan Support System

The vibrational state of fans after installation is determined considering the support stiffness. A support is considered rigid if the first natural frequency of the “fan – support” system exceeds the rotational speed. Usually, when mounted on large concrete foundations, the support can be considered rigid, and when mounted on vibration isolators – compliant. A steel frame, often used for mounting fans, can belong to either of the two support types. In case of doubt about the fan support type, calculations or tests can be carried out to determine the system’s first natural frequency. In some cases, the fan support should be considered rigid in one direction and compliant in another.

Limits of Allowable Fan Vibration during Factory Tests

The limit vibration levels given in table 4 apply to assembled fans. They relate to narrow-band vibration velocity measurements at bearing supports for the rotational frequency used during factory tests.

الجدول 4 - الحد من قيم الاهتزاز أثناء اختبارات المصنع

Fan Category	الحد من سرعة اهتزاز RMS، مم/ثانية
Fan Category	الدعم الصارم	الدعم المتوافق
بف-1	9.0	11.2
بف-2	3.5	5.6
بف-3	2.8	3.5
بف-4	1.8	2.8
BV-5	1.4	1.8
Notes 1 تم تحديد قواعد تحويل وحدات سرعة الاهتزاز إلى وحدات الإزاحة أو التسارع للاهتزازات ضيقة النطاق في الملحق أ. 2 تنطبق القيم الواردة في هذا الجدول على الحمل الاسمي وتردد الدوران الاسمي للمروحة التي تعمل في الوضع مع دوارات دليل المدخل المفتوحة. يجب أن يتم الاتفاق على القيم الحدية لشروط التحميل الأخرى بين الشركة المصنعة والعميل، ولكن يوصى بعدم تجاوز القيم الجدولية بأكثر من 1.6 مرة.

حدود اهتزاز المروحة المسموح بها أثناء الاختبار في الموقع

لا يعتمد اهتزاز أي مروحة في موقع التشغيل على جودة توازنها فحسب. العوامل المتعلقة بالتركيب، مثل كتلة وصلابة نظام الدعم، سيكون لها تأثير أيضًا. ولذلك، فإن الشركة المصنعة للمروحة ليست مسؤولة عن مستوى اهتزاز المروحة في موقع التشغيل الخاص بها ما لم يتم تحديد ذلك في العقد.

يوفر الجدول 5 القيم الحدية الموصى بها (في وحدات سرعة الاهتزاز لاهتزاز النطاق العريض على مبيتات المحمل) للتشغيل العادي للمراوح في مختلف الفئات.

الجدول 5 - الحد من قيم الاهتزاز في موقع التشغيل

Fan Vibrational State	Fan Category	الحد من سرعة اهتزاز RMS، مم/ثانية
Fan Vibrational State	Fan Category	الدعم الصارم	الدعم المتوافق
التكليف	بف-1	10	11.2
	بف-2	5.6	9.0
	بف-3	4.5	6.3
	بف-4	2.8	4.5
	BV-5	1.8	2.8
Warning	بف-1	10.6	14.0
	بف-2	9.0	14.0
	بف-3	7.1	11.8
	بف-4	4.5	7.1
	BV-5	4.0	5.6
Shutdown	بف-1	__1)	__1)
	بف-2	__1)	__1)
	بف-3	9.0	12.5
	بف-4	7.1	11.2
	BV-5	5.6	7.1
1) تم تحديد مستوى إيقاف تشغيل المراوح من الفئتين BV-1 وBV-2 بناءً على تحليل طويل المدى لنتائج قياس الاهتزاز.

يجب ألا يتجاوز اهتزاز المراوح الجديدة التي يتم تشغيلها مستوى "التشغيل". أثناء تشغيل المروحة، من المتوقع أن يزداد مستوى اهتزازها بسبب عمليات التآكل والتأثير التراكمي للعوامل المؤثرة. تعتبر هذه الزيادة في الاهتزاز أمرًا طبيعيًا بشكل عام ولا ينبغي أن تسبب القلق حتى تصل إلى مستوى "التحذير".

عند الوصول إلى مستوى الاهتزاز "التحذيري"، من الضروري التحقق من أسباب زيادة الاهتزاز وتحديد التدابير اللازمة لتقليله. يجب أن يكون تشغيل المروحة في هذه الحالة تحت المراقبة المستمرة وأن يكون محدودًا بالوقت اللازم لتحديد التدابير اللازمة للقضاء على أسباب زيادة الاهتزاز.

إذا وصل مستوى الاهتزاز إلى مستوى "إيقاف التشغيل"، فيجب اتخاذ الإجراءات اللازمة لإزالة أسباب زيادة الاهتزاز على الفور، وإلا فيجب إيقاف المروحة. يمكن أن يؤدي تأخير وصول مستوى الاهتزاز إلى مستوى مقبول إلى تلف المحمل وحدوث شقوق في الدوار وفي نقاط اللحام في مبيت المروحة، مما يؤدي في النهاية إلى تدمير المروحة.

عند تقييم حالة اهتزاز المروحة، من الضروري مراقبة التغيرات في مستويات الاهتزاز مع مرور الوقت. يشير التغيير المفاجئ في مستوى الاهتزاز إلى الحاجة إلى إجراء فحص فوري للمروحة وإجراءات الصيانة. عند مراقبة تغيرات الاهتزاز، لا ينبغي النظر في العمليات الانتقالية الناجمة، على سبيل المثال، عن استبدال مواد التشحيم أو إجراءات الصيانة.

تأثير إجراءات الجمعية

بالإضافة إلى العجلات، تشتمل المراوح على عناصر دوارة أخرى يمكن أن تؤثر على مستوى اهتزاز المروحة: بكرات القيادة، أو الأحزمة، أو الوصلات، أو دوارات المحرك، أو أجهزة القيادة الأخرى. إذا كانت شروط الطلب تتطلب توريد المروحة بدون جهاز محرك، فقد يكون من غير العملي بالنسبة للشركة المصنعة إجراء اختبارات التجميع لتحديد مستويات الاهتزاز. في مثل هذه الحالة، حتى لو قامت الشركة المصنعة بموازنة عجلة المروحة، فليس هناك يقين من أن المروحة ستعمل بسلاسة حتى يتم توصيل عمود المروحة بمحرك الأقراص ويتم اختبار الجهاز بأكمله للتأكد من عدم وجود اهتزاز أثناء التشغيل.

عادة، بعد التجميع، يلزم إجراء موازنة إضافية لتقليل مستوى الاهتزاز إلى مستوى مقبول. بالنسبة لجميع المراوح الجديدة من الفئات BV-3، وBV-4، وBV-5، يوصى بقياس اهتزاز الماكينة المجمعة قبل بدء التشغيل. سيؤدي ذلك إلى إنشاء خط أساس وتحديد المزيد من تدابير الصيانة.

لا تتحمل الشركات المصنعة للمراوح مسؤولية التأثير على اهتزاز أجزاء محرك الأقراص المثبتة بعد اختبار المصنع.

أدوات قياس الاهتزاز والمعايرة

أدوات القياس

يجب التأكد من أن أدوات القياس وأجهزة الموازنة المستخدمة مستوفية لمتطلبات المهمة. يتم تحديد الفاصل الزمني بين عمليات التحقق من خلال توصيات الشركة المصنعة لأدوات القياس (الاختبار). يجب أن تضمن حالة أدوات القياس تشغيلها الطبيعي طوال فترة الاختبار.

يجب أن يتمتع العاملون بأدوات القياس بالمهارات والخبرة الكافية لاكتشاف الأعطال المحتملة والتدهور في جودة أدوات القياس.

معايرة

يجب معايرة جميع أدوات القياس وفقًا للمعايير. قد يختلف تعقيد إجراء المعايرة من الفحص المادي البسيط إلى معايرة النظام بأكمله. يمكن أيضًا استخدام الكتل التصحيحية المستخدمة لتحديد عدم التوازن المتبقي وفقًا للمواصفة ISO 1940-1 لمعايرة أدوات القياس.

توثيق

Balancing

عند الطلب، إذا نصت شروط العقد على ذلك، يمكن تقديم تقرير اختبار موازنة المروحة إلى العميل، والذي يوصى بأن يتضمن المعلومات التالية:
– اسم الشركة المصنعة لآلة الموازنة، رقم الطراز؛
- نوع تركيب الدوار: بين الدعامات أو الكابولي؛
- طريقة الموازنة: ثابتة أو ديناميكية؛
- كتلة الأجزاء الدوارة لمجموعة الدوار؛
- عدم التوازن المتبقي في كل مستوى تصحيح؛
- عدم التوازن المتبقي المسموح به في كل مستوى تصحيح؛
- موازنة فئة الدقة؛
– معايير القبول: مقبول/مرفوض؛
– شهادة الموازنة (إذا لزم الأمر).

Vibration

عند الطلب، إذا نصت شروط العقد على ذلك، يمكن تقديم تقرير اختبار اهتزاز المروحة إلى العميل، والذي يوصى بأن يتضمن المعلومات التالية:
- أدوات القياس المستخدمة؛
- طريقة تركيب مستشعر الاهتزاز؛
- معلمات تشغيل المروحة (تدفق الهواء، الضغط، الطاقة)؛
- تردد دوران المروحة؛
- نوع الدعم: جامد أو متوافق؛
– الاهتزاز المقاس:
1) مواضع مستشعر الاهتزاز ومحاور القياس،
2) وحدات القياس والمستويات المرجعية للاهتزاز،
3) نطاق تردد القياس (نطاق التردد الضيق أو الواسع)؛
- مستوى (مستويات) الاهتزاز المسموح بها؛
- مستوى (مستويات) الاهتزاز المُقاس؛
– معايير القبول: مقبول/مرفوض؛
– شهادة مستوى الاهتزاز (إذا لزم الأمر).

METHODS OF BALANCING FANS ON A BALANCING MACHINE

B.1. Direct Drive Fan

B.1.1. General Provisions

The fan wheel, which is mounted directly on the motor shaft during assembly, should be balanced according to the same rule for accounting for the keyway effect as for the motor shaft.

Motors from previous years of production could be balanced using a full keyway. Currently, motor shafts are balanced using a half-keyway, as prescribed by ISO 31322, and marked with the letter H (see ISO 31322).

B.1.2. Motors Balanced with a Full Keyway

The fan wheel, mounted on the motor shaft balanced with a full keyway, should be balanced without a key on a tapered arbor.

B.1.3. Motors Balanced with a Half-Keyway

For the fan wheel mounted on the motor shaft balanced with a half-keyway, the following options are possible:
a) if the wheel has a steel hub, cut a keyway in it after balancing;
b) balance on a tapered arbor with a half-key inserted into the keyway;
c) balance on an arbor with one or more keyways (see B.3), using full keys.

B.2. Fans Driven by Another Shaft

Where possible, all rotating elements, including the fan shaft and pulley, should be balanced as a single unit. If this is impractical, balancing should be performed on an arbor (see B.3) using the same keyway accounting rule as for the shaft.

B.3. Arbor

The arbor on which the fan wheel is mounted during balancing must meet the following requirements:
a) be as light as possible;
b) be in a balanced state, ensured by appropriate maintenance and regular inspections;
c) preferably be tapered to reduce errors associated with eccentricity, resulting from the tolerances of the hub hole and arbor dimensions. If the arbor is tapered, the true position of the correction planes relative to the bearings should be considered in the imbalance calculations.

If it is necessary to use a cylindrical arbor, it should have a keyway cut into it, into which a full key is inserted to transmit the torque from the arbor to the fan wheel.

Another option is to cut two keyways on opposite ends of the shaft diameter, allowing the use of the reverse balancing method. This method involves the following steps. First, measure the wheel imbalance by inserting a full key into one keyway and a half-key into the other. Then rotate the wheel 180° relative to the arbor and measure its imbalance again. The difference between the two imbalance values is due to the residual imbalance of the arbor and the universal drive joint. To obtain the true rotor imbalance value, take half the difference of these two measurements.

SOURCES OF FAN VIBRATION

There are many sources of vibration within the fan, and vibration at certain frequencies can be directly linked to specific design features of the machine. This appendix only covers the most common vibration sources observed in most types of fans. The general rule is that any looseness in the support system causes deterioration in the fan’s vibrational state.

Fan Imbalance

This is the primary source of fan vibration; it is characterized by the presence of a vibration component at the rotational frequency (first harmonic). The cause of imbalance is that the axis of the rotating mass is eccentric or angled to the axis of rotation. This can be caused by uneven mass distribution, the sum of tolerances on the dimensions of the hub hole and shaft, shaft bending, or a combination of these factors. Vibration caused by imbalance mainly acts in the radial direction.

Temporary shaft bending can result from uneven mechanical heating – due to friction between rotating and stationary elements – or electrical nature. Permanent bending can result from changes in material properties or misalignment of the shaft and fan wheel when the fan and motor are separately mounted.

During operation, the fan wheel imbalance can increase due to particle deposition from the air. When operating in an aggressive environment, imbalance can result from uneven erosion or corrosion of the wheel.

Imbalance can be corrected by additional balancing in the appropriate planes, but before performing the balancing procedure, the sources of imbalance should be identified, eliminated, and the machine’s vibrational stability checked.

Fan and Motor Misalignment

This defect can occur when the motor and fan shafts are connected via a belt drive or flexible coupling. Misalignment can sometimes be identified by characteristic vibration frequency components, usually the first and second harmonics of the rotational frequency. In the case of parallel misalignment of the shafts, vibration primarily occurs in the radial direction, while if the shafts intersect at an angle, longitudinal vibration may become dominant.

If the shafts are connected at an angle and rigid couplings are used, alternating forces begin to act in the machine, causing increased wear of the shafts and couplings. This effect can be significantly reduced by using flexible couplings.

Fan Vibration Due to Aerodynamic Excitation

Vibration excitation can be caused by the interaction of the fan wheel with stationary elements of the design, such as guide vanes, motor, or bearing supports, incorrect gap values, or improperly designed air intake and exhaust structures. A characteristic feature of these sources is the occurrence of periodic vibration associated with the wheel’s rotational frequency, against the background of random fluctuations in the interaction of the wheel blades with the air. Vibration can be observed at the blade frequency harmonics, which is the product of the wheel’s rotational frequency and the number of wheel blades.

Aerodynamic instability of the airflow, caused by its stall from the blade surface and subsequent vortex formation, causes broadband vibration, the spectrum shape of which changes depending on the fan’s load.

Aerodynamic noise is characterized by the fact that it is not related to the wheel’s rotational frequency and can occur at subharmonics of the rotational frequency (i.e., at frequencies below the rotational frequency). In this case, significant vibration of the fan housing and ducts can be observed.

If the aerodynamic system of the fan is poorly matched with its characteristics, sharp impacts may occur in it. These impacts are easily distinguishable by ear and are transmitted as impulses to the fan support system.

If the above-mentioned causes lead to blade vibration, its nature can be investigated by installing sensors in different parts of the structure.

Fan Vibration Due to Whirl in the Oil Layer

Whirls that may occur in the lubrication layer of sliding bearings are observed at a characteristic frequency slightly below the rotor’s rotational frequency unless the fan operates at a speed exceeding the first critical. In the latter case, oil wedge instability will be observed at the first critical speed, and sometimes this effect is called resonant whirl.

Sources of Electrical Nature Fan Vibration

Uneven heating of the motor rotor can cause it to bend, leading to imbalance (manifesting at the first harmonic).

In the case of an asynchronous motor, the presence of a component at a frequency equal to the rotational frequency multiplied by the number of rotor plates indicates defects related to the stator plates, and vice versa, components at a frequency equal to the rotational frequency multiplied by the number of rotor plates indicate defects related to the rotor plates.

Many vibration components of electrical nature are characterized by their immediate disappearance when the power supply is turned off.

Fan Vibration Due to Belt Drive Excitation

Generally, there are two types of problems related to belt drives: when the drive’s operation is influenced by external defects and when the defects are in the belt itself.

In the first case, although the belt vibrates, this is due to forcing forces from other sources, so replacing the belt will not produce the desired results. Common sources of such forces are imbalance in the drive system, pulley eccentricity, misalignment, and loosened mechanical connections. Therefore, before changing the belts, vibration analysis should be carried out to identify the excitation source.

If the belts respond to external forcing forces, their vibration frequency will most likely be the same as the excitation frequency. In this case, the excitation frequency can be determined using a stroboscopic lamp, adjusting it so that the belt appears stationary in the lamp’s light.

In the case of a multi-belt drive, unequal belt tension can lead to a significant increase in the transmitted vibration.

Cases where the vibration sources are the belts themselves are related to their physical defects: cracks, hard and soft spots, dirt on the belt surface, missing material from its surface, etc. For V-belts, changes in their width will cause the belt to ride up and down the pulley track, creating vibration due to changing its tension.

If the vibration source is the belt itself, the vibration frequencies are usually the harmonics of the belt’s rotational frequency. In a specific case, the excitation frequency will depend on the nature of the defect and the number of pulleys, including tensioners.

في بعض الحالات، قد يكون سعة الاهتزاز غير مستقر. هذا ينطبق بشكل خاص على محركات الأقراص متعددة الأحزمة.

تعتبر العيوب الميكانيكية والكهربائية مصادر للاهتزاز، والتي تتحول فيما بعد إلى ضوضاء محمولة بالهواء. يمكن أن ترتبط الضوضاء الميكانيكية بعدم توازن المروحة أو المحرك، وضوضاء المحمل، ومحاذاة المحور، واهتزازات جدار القناة ولوحة الغلاف، واهتزازات الشفرة المثبطة، واهتزازات الشفرة، والمخمد، والأنابيب، والدعم، بالإضافة إلى نقل الاهتزازات الميكانيكية عبر الهيكل. ترتبط الضوضاء الكهربائية بأشكال مختلفة لتحويل الطاقة الكهربائية: 1) يتم تحديد القوى المغناطيسية من خلال كثافة التدفق المغناطيسي، وعدد وشكل الأقطاب، وهندسة الفجوة الهوائية؛ 2) يتم تحديد الضوضاء الكهربائية العشوائية عن طريق الفرش، والقوس الكهربائي، والشرر الكهربائي، وما إلى ذلك.

يمكن أن ترتبط الضوضاء الديناميكية الهوائية بتكوين الدوامة، ونبضات الضغط، ومقاومة الهواء، وما إلى ذلك، ويمكن أن يكون لها طبيعة النطاق العريض والنطاق الضيق. يمكن أن تحدث ضوضاء النطاق العريض بسبب: أ) الشفرات والمخمدات والعوائق الأخرى في مسار تدفق الهواء؛ ب) دوران المروحة ككل، والأحزمة، والشقوق، وما إلى ذلك؛ ج) التغيرات المفاجئة في اتجاه تدفق الهواء أو المقطع العرضي للقناة، والاختلافات في سرعات التدفق، وفصل التدفق بسبب التأثيرات الحدودية، وتأثيرات ضغط التدفق، وما إلى ذلك. يمكن أن تحدث ضوضاء النطاق الضيق بسبب: أ) الرنين (تأثير أنبوب الأرغن، واهتزازات الأوتار، واللوحة ، اهتزازات العناصر الهيكلية، وما إلى ذلك)؛ ب) تشكيل دوامة على الحواف الحادة (إثارة عمود الهواء)؛ ج) التدوير (تأثير صفارات الإنذار، الشقوق، الثقوب، الفتحات على الأجزاء الدوارة).

تنتج التأثيرات الناتجة عن التلامس بين العناصر الميكانيكية المختلفة للهيكل ضوضاء مشابهة لتلك الناتجة عن ضربة المطرقة أو لفة الرعد أو رنين الصندوق الفارغ، وما إلى ذلك. يمكن سماع أصوات الصدمات من صدمات أسنان التروس وتصفيق الحزام المعيب. يمكن أن تكون نبضات التأثير عابرة جدًا لدرجة أنه لتمييز نبضات التأثير الدورية عن العمليات العابرة، يلزم وجود معدات تسجيل خاصة عالية السرعة. المنطقة التي تحدث فيها العديد من نبضات الاصطدام، يؤدي تراكب قممها إلى خلق تأثير طنين ثابت.

اعتماد الاهتزاز على نوع دعم المروحة

يعد الاختيار الصحيح لدعم المروحة أو تصميم الأساس ضروريًا للتشغيل السلس والخالي من المشاكل. لضمان محاذاة المكونات الدوارة عند تركيب المروحة، المحرك، وأجهزة القيادة الأخرى، يتم استخدام إطار فولاذي أو قاعدة خرسانية مسلحة. في بعض الأحيان تؤدي محاولة التوفير في بناء الدعم إلى عدم القدرة على الحفاظ على المحاذاة المطلوبة لمكونات الماكينة. وهذا أمر غير مقبول بشكل خاص عندما يكون الاهتزاز حساسًا لتغيرات المحاذاة، خاصة بالنسبة للآلات التي تتكون من أجزاء منفصلة متصلة بواسطة مثبتات معدنية.

الأساس الذي تم وضع القاعدة عليه يمكن أن يؤثر أيضًا على اهتزاز المروحة والمحرك. إذا كان التردد الطبيعي للأساس قريبًا من تردد المروحة أو تردد دوران المحرك، فسوف يتردد صدى الأساس أثناء تشغيل المروحة. يمكن اكتشاف ذلك عن طريق قياس الاهتزاز في عدة نقاط عبر الأساس والأرضية المحيطة ودعامات المروحة. في كثير من الأحيان في ظروف الرنين، يتجاوز مكون الاهتزاز الرأسي بشكل كبير المكون الأفقي. يمكن تخفيف الاهتزاز عن طريق جعل الأساس أكثر صلابة أو زيادة كتلته. حتى لو تم التخلص من عدم التوازن واختلال المحاذاة، مما يسمح بتقليل قوى التأثير، فقد تظل هناك شروط مسبقة كبيرة للاهتزاز. هذا يعني أنه إذا كانت المروحة، مع دعامتها، قريبة من الرنين، فإن تحقيق قيم اهتزاز مقبولة سيتطلب موازنة أكثر دقة ومحاذاة عمود أكثر دقة مما هو مطلوب عادةً لمثل هذه الآلات. هذا الوضع غير مرغوب فيه ويجب تجنبه عن طريق زيادة الدعم أو كتلة الكتلة الخرسانية و/أو الصلابة.

دليل مراقبة وتشخيص حالة الاهتزاز

يتمثل المبدأ الرئيسي لمراقبة حالة اهتزاز الماكينة (المشار إليها فيما بعد بالحالة) في مراقبة نتائج القياسات المخططة بشكل صحيح لتحديد اتجاه زيادة مستويات الاهتزاز والنظر فيها من منظور المشكلات المحتملة. تنطبق المراقبة في الحالات التي يتطور فيها الضرر ببطء، ويظهر تدهور حالة الآلية من خلال علامات مادية قابلة للقياس.

يمكن مراقبة اهتزاز المروحة، الناتج عن تطور العيوب الجسدية، على فترات زمنية معينة، وعندما يتم اكتشاف زيادة في مستوى الاهتزاز، يمكن زيادة تردد المراقبة، ويمكن إجراء تحليل تفصيلي للحالة. في هذه الحالة، يمكن تحديد أسباب تغيرات الاهتزاز بناءً على تحليل تردد الاهتزاز، مما يسمح بتحديد التدابير اللازمة والتخطيط لتنفيذها قبل وقت طويل من تفاقم الضرر. عادة، تعتبر التدابير ضرورية عندما يزيد مستوى الاهتزاز بمقدار 1.6 مرة أو بمقدار 4 ديسيبل مقارنة بمستوى خط الأساس.

يتكون برنامج مراقبة الحالة من عدة مراحل يمكن صياغتها بإيجاز على النحو التالي:
أ) تحديد حالة المروحة وتحديد مستوى الاهتزاز الأساسي (قد يختلف عن المستوى الذي تم الحصول عليه أثناء اختبارات المصنع بسبب طرق التثبيت المختلفة، وما إلى ذلك)؛
ب) تحديد نقاط قياس الاهتزاز؛
ج) تحديد تردد المراقبة (القياس)؛
د) تحديد إجراءات تسجيل المعلومات؛
ه) تحديد معايير تقييم حالة اهتزاز المروحة، والقيم الحدية للاهتزاز المطلق وتغيرات الاهتزاز، وتلخيص تجربة تشغيل آلات مماثلة.

نظرًا لأن المراوح تعمل عادةً دون أي مشاكل بسرعات لا تقترب من المستوى الحرج، فلا ينبغي أن يتغير مستوى الاهتزاز بشكل ملحوظ مع تغيرات طفيفة في السرعة أو الحمل، ولكن من المهم ملاحظة أنه عندما تعمل المروحة بسرعة دوران متغيرة، يتم تطبيق قيم حد الاهتزاز المحددة إلى أقصى سرعة دوران التشغيل. إذا لم يكن من الممكن الوصول إلى الحد الأقصى لسرعة الدوران ضمن حد الاهتزاز المحدد، فقد يشير ذلك إلى وجود مشكلة خطيرة ويتطلب تحقيقًا خاصًا.

تعتمد بعض التوصيات التشخيصية الواردة في الملحق ج على تجربة تشغيل المروحة وهي مخصصة للتطبيق المتسلسل عند تحليل أسباب زيادة الاهتزاز.

لإجراء تقييم نوعي لاهتزاز مروحة معينة وتحديد إرشادات لمزيد من الإجراءات، يمكن استخدام حدود منطقة حالة الاهتزاز التي حددتها ISO 10816-1.

من المتوقع بالنسبة للمراوح الجديدة أن تكون مستويات اهتزازها أقل من القيم الحدية الواردة في الجدول 3. وتتوافق هذه القيم مع حدود المنطقة أ لحالة الاهتزاز وفقًا للمواصفة القياسية ISO 10816-1. يتم تحديد القيم الموصى بها لمستويات التحذير وإيقاف التشغيل بناءً على تحليل المعلومات المجمعة على أنواع معينة من المراوح.

معلومات الامتثال

المعايير الدولية المرجعية المستخدمة كمراجع معيارية في هذا المعيار

الجدول ح.١

تعيين المعيار المرجعي بين الولايات	تسمية وعنوان المعيار الدولي المرجعي والتسمية المشروطة لدرجة امتثاله للمعيار المرجعي المشترك بين الولايات
ISO 1940-1-2007	آيزو 1940-1:1986. اهتزاز. متطلبات موازنة جودة الدوارات الصلبة. الجزء 1. تحديد عدم التوازن المسموح به (IDT)
ايزو 5348-2002	آيزو 5348:1999. الاهتزاز والصدمة. التركيب الميكانيكي لمقاييس التسارع (IDT)
آيزو 7919-1-2002	آيزو 7919-1:1996. اهتزاز الآلات غير الترددية. قياسات على مهاوي الدورية ومعايير للتقييم. الجزء 1. المبادئ التوجيهية العامة (IDT)
ايزو 10816-1-97	أيزو 10816-1:1995. اهتزاز. تقييم حالة الماكينة عن طريق قياسات الاهتزاز على الأجزاء غير الدوارة. الجزء 1. المبادئ التوجيهية العامة (IDT)
آيزو 10816-3-2002	آيزو 10816-3:1998. اهتزاز. تقييم حالة الماكينة عن طريق قياسات الاهتزاز على الأجزاء غير الدوارة. الجزء 3. الآلات الصناعية بقدرة اسمية تزيد عن 15 كيلووات وسرعات اسمية تتراوح من 120 إلى 15000 دورة في الدقيقة، القياسات في الموقع (IDT)
ايزو 10921-90	آيزو 5801:1997. مراوح صناعية. اختبار الأداء باستخدام القنوات القياسية (NEQ)
آيزو 19534-74	آيزو 1925:2001. اهتزاز. التوازن. المفردات (NEQ)
ايزو 24346-80	آيزو 2041:1990. الاهتزاز والصدمة. المفردات (NEQ)
آيزو 31322-2006 (آيزو 8821:1989)	آيزو 8821:1989. اهتزاز. التوازن. إرشادات لحساب تأثير Keyway عند موازنة الأعمدة والأجزاء المجهزة (MOD)
آيزو 31351-2007 (آيزو 14695:2003)	آيزو 14695:2003. مراوح صناعية. طرق قياس الاهتزاز (MOD)
ملاحظة: يتم استخدام التسميات الشرطية التالية لدرجة الامتثال للمعيار في هذا الجدول: IDT - معايير متطابقة؛

فئات: Impellersمثال

تعليقات 0

اترك تعليقاً إلغاء الرد

يجب أن تكون مسجلا للدخول لتكتب تعليق.

AR