The Importance of Fan Balancing in Industrial Equipment Maintenance
نُشر بواسطة Nikolai Shelkovenko على

موازنة المروحة - التخلص من الاهتزازات وإطالة عمر المعدات
تخيل مروحة صناعية عالية السرعة تهتز بعنف، مع ارتخاء مساميرها مع كل دورة. غالبًا ما يكون سبب هذا السيناريو الكابوسي اختلال طفيف في دوار المروحة. الاهتزازات والضوضاء المفرطة ليست مجرد إزعاج، بل هي علامات تحذيرية لمشكلة قد تؤدي إلى توقف العمل وإصلاحات مكلفة.
Fan balancing هي عملية تصحيح هذا الخلل. وهي من أكثر الإجراءات شيوعًا في صيانة المعدات، نظرًا لحساسية المراوح الشديدة لأي توزيع غير متساوٍ للوزن. حتى أدنى انحراف قد يؤدي إلى اهتزازات كبيرة. يحدث خلل التوازن عندما لا يتطابق المركز الهندسي لعمود المروحة مع مركز كتلتها. كلما زادت سرعة دوران المروحة، زادت أهمية تحقيق التوازن الدقيق.
على سبيل المثال، يمكن لاختلال توازن مقداره 20 غرامًا فقط عند حافة دوار مروحة كبيرة تدور بسرعة 3000 دورة في الدقيقة أن يولّد قوة طرد مركزي تقارب 900 نيوتن، أي ما يعادل تقريبًا وزنًا وزنه 90 كجم يصطدم بالمحامل 50 مرة في الثانية. وليس من المستغرب أن يُسبب هذا الاختلال ضررًا سريعًا إذا تُرك دون علاج.
ما الذي يسبب اختلال توازن المروحة؟
The most common causes of fan imbalance include:
- Abrasive wear on fan blades
- Dirt accumulation on fan blades
- تجميع فضفاض أو سوء محاذاة المكره على المحور
- تقلبات درجة الحرارة في غلاف المروحة أو عمودها
- فقدان الوزن المتوازن (أضيف سابقًا)
- تشوه الشفرة (الانحناء أو التلف)
لماذا يعد موازنة المروحة أمرًا مهمًا؟
يؤدي تشغيل مروحة غير متوازنة إلى اهتزازات تُشكل خطرًا على الهيكل العام. ويؤدي الاهتزاز المفرط إلى زيادة استهلاك الطاقة، وتسارع التآكل، وغالبًا إلى تلف مبكر للمحامل (سواءً على العمود أو في الهياكل الداعمة). وقد يؤدي أيضًا إلى توقف غير مُخطط له بسبب الأعطال.
من ناحية أخرى، فإن المروحة المتوازنة سوف:
- تشغيل أكثر كفاءة (هدر طاقة أقل)
- وضع ضغط أقل على مكوناته
- إطالة عمر المحامل والأجزاء الأخرى
- العمل بهدوء أكثر
باختصار، سواء كنت تقوم بتثبيت مروحة جديدة أو صيانة مروحة موجودة، يجب عليك عدم تخطي خطوة الموازنة أثناء الصيانة.
Important: مع أن اختلال التوازن هو السبب الأكثر شيوعًا لارتفاع اهتزازات المراوح، إلا أنه ليس السبب الوحيد. فالمشاكل الهيكلية، والخلوص الزائد، ومشاكل محركات الأحزمة، وعدم المحاذاة، والشقوق في الدوار، أو أعطال المحامل، كلها عوامل قد تُسبب الاهتزازات أيضًا. من الضروري الاستعانة بأخصائي تشخيص اهتزازات خبير لتحديد السبب الجذري لأي اهتزاز زائد قبل افتراض أن الموازنة ستُعالج المشكلة.
تعليق المتخصص
كما تُظهر التجربة، غالبًا ما يلجأ الناس إلى خدمات الموازنة كلما ازداد الاهتزاز. ومع ذلك، فإن الموازنة هي في الواقع الخطوة الأخيرة في تقليل الاهتزاز. قبل الشروع في هذه الخطوة، يجب إجراء فحص شامل vibration diagnostic يجب إجراء فحص دقيق لحالة المعدات. يجب تحديد أي عيوب - مثل عيوب في الوصلات، أو عدم محاذاة العمود، أو عدم كفاية صلابة هيكل الدعم - ومعالجتها أولًا. بعد ذلك فقط، يُمكنك الانتقال إلى مرحلة الموازنة، إذا كانت لا تزال ضرورية.
على سبيل المثال، طلب أحد عملائنا مؤخرًا موازنة مروحة وحدة تجفيف. أشارت قياسات الاهتزاز التي أجريناها (وتحديدًا طيف سرعة الاهتزاز) إلى وجود ارتخاء ميكانيكي. عند الفحص، اكتشفنا تلفًا في مكان تثبيت هيكل دعم المروحة على الأساس. بعد إعادة تثبيت الدعامات وإعادة التشخيص، وجدنا أن الخلل المتبقي ضمن الحدود المقبولة. في هذه الحالة، لم تعد هناك حاجة للموازنة. ستعيق مشاكل مثل ارتخاء الأساسات أو عدم محاذاة الأجزاء بنجاح الموازنة. تذكر أنه يجب إجراء الموازنة فقط على جهاز في حالة ميكانيكية سليمة.
كيفية إجراء موازنة المروحة
يؤدي المتخصصون لدينا عادةً fan balancing (إما موازنة الدافع أو عجلة المروحة بأكملها) في الموقع باستخدام محامل المروحة نفسها. يتيح هذا النهج في الموقع أقصى درجات الدقة والسرعة دون الحاجة إلى التفكيك، مما يجنّب أي تدخل غير ضروري في هيكل الجهاز.
في كل مهمة موازنة، نهدف إلى تحقيق أدنى قدر ممكن من الخلل المتبقي ونلتزم بمعايير جودة التوازن ISO 1940-1-2007 لفئة المعدات المناسبة. ولتحقيق ذلك، نستخدم جهاز موازنة ديناميكية محمولًا - محلل الاهتزازات. Balanset-1A.
Steps Involved:
تتكون عملية الموازنة من عدة مراحل. يمكن لمصنّع المروحة تحديد عدد المستشعرات المستخدمة وموقعها. توصي الإرشادات العامة بوضع المستشعرات على محامل عمود المروحة وعلى الهيكل. إذا تعذر ذلك بسبب قيود التصميم، فيجب تركيب المستشعرات في مواقع متصلة مباشرةً بالمحامل قدر الإمكان.
- قم بتركيب أجهزة استشعار الاهتزاز بشكل عمودي على محور دوران الدوار.
a two-plane dynamic balancing process for an industrial radial fan. The procedure aims to eliminate vibration and imbalance in the fan's impeller. Balanset-1 Vibromera - Mount the tachometer on the magnetic stand.
a two-plane dynamic balancing process for an industrial radial fan. The procedure aims to eliminate vibration and imbalance in the fan's impeller. Balanset-1 Vibromera - Stick reflective tape on the pulley and point the RPM sensor toward the tape.
- قم بتوصيل أجهزة استشعار الاهتزاز بجهاز الموازنة، ثم قم بتوصيل الجهاز بالكمبيوتر المحمول.
a two-plane dynamic balancing process for an industrial radial fan. The procedure aims to eliminate vibration and imbalance in the fan's impeller. Balanset-1 Vibromera - ابدأ تشغيل برنامج الموازنة على الكمبيوتر المحمول.
- حدد وضع التوازن بين المستويين.
برنامج جهاز الموازنة المحمول ومحلل الاهتزاز Balanset-1A – شاشة القائمة الرئيسية. - أدخل معرف الدوار (الاسم أو الرقم) وموقعه.
- قم بوزن وزن الاختبار وأدخل قيمته ونصف القطر الذي سيتم تثبيته فيه.
برنامج لجهاز الموازنة المحمول ومحلل الاهتزاز Balanset-1A – إعداد معلمات الموازنة الديناميكية. - قم بتشغيل المروحة (الدوار) وقياس مستوى الاهتزاز الأولي (خط الأساس).
برنامج لجهاز الموازنة المحمول ومحلل الاهتزاز Balanset-1A – نافذة موازنة ذات مستويين تعرض الاهتزاز الأصلي (الابتدائي). - قم بتثبيت وزن الاختبار في المستوى التصحيحي الأول على دوار المروحة.
- قم بتشغيل المروحة مرة أخرى وخذ قياسًا ثانيًا للاهتزاز.
- تأكد من أن سعة الاهتزاز أو الطور قد تغيرت بما لا يقل عن 20% (مما يشير إلى أن وزن الاختبار كان له تأثير قابل للقياس).
- قم بإزالة وزن الاختبار من المستوى الأول وقم بتثبيته على المستوى الثاني للدوار.
- قم بتشغيل المروحة مرة أخرى وخذ قياس الاهتزاز للمرة الثالثة.
- ثم يقوم البرنامج بحساب أوزان التصحيح المطلوبة والزوايا التي يجب وضعها فيها في المستويين الأول والثاني.
برنامج لجهاز الموازنة المحمول ومحلل الاهتزاز Balanset-1A – نتائج الموازنة ثنائية المستوى (مخطط قطبي يشير إلى مكان إضافة الأوزان). - قم بإزالة وزن الاختبار من الدوار.
- قم بإعداد وزن التصحيح الدائم للكتلة المحددة (كما تم حسابها).
- قم بربط أو لحام وزن التصحيح على الدوار في المواضع المشار إليها.
موازن ديناميكي محمول، محلل اهتزازات "Balanset-1A" - قم بتشغيل المروحة مرة أخرى وتأكد من نجاح عملية الموازنة (مستويات الاهتزاز الآن ضمن الحدود المقبولة).
- إذا اقترح البرنامج إجراء تعديلات طفيفة أخرى، قم بإضافة الوزن الإضافي الموصى به وأعد التحقق من التوازن حتى يتم تقليل الاهتزاز إلى الحد الأدنى.
من خلال اتباع هذا الإجراء، فإننا نضمن مستوى عاليًا من الدقة في موازنة المروحة، مما يساهم في كفاءة وموثوقية معداتك الصناعية على المدى الطويل.
Conclusion
موازنة المروحة بشكل صحيح تُجنّبك أحد أهم مصادر اهتزاز الآلات. والنتيجة تشغيل أكثر سلاسة وموثوقية لمعداتك. إهمال هذه الخطوة قد يؤدي إلى أعطال مكلفة، بينما الموازنة المنتظمة (بعد إصلاح أي مشاكل ميكانيكية كامنة) ستوفر لك الوقت والمال على المدى الطويل. لا تنتظر لكي تهتز المروحة تلقائيًا - قم بتضمين التوازن كجزء روتيني من برنامج الصيانة الخاص بك لحماية الآلات لديك والحفاظ عليها تعمل على النحو الأمثل.
الأسئلة الشائعة
ما الذي يسبب اختلال توازن المروحة؟
عادةً ما ينتج اختلال توازن المروحة عن توزيع غير متساوٍ للكتلة في الأجزاء الدوارة. تشمل الأسباب الشائعة التآكل الكاشط لشفرات المروحة، وتراكم الأوساخ عليها، وارتخاء أو عدم محاذاة المراوح، وتقلبات درجات الحرارة التي تسبب تمدد المادة أو انكماشها، وفقدان أوزان التوازن المثبتة سابقًا، أو تشوهًا ماديًا للشفرات.
لماذا يعد موازنة المروحة أمرًا مهمًا؟
تُنتج المروحة غير المتوازنة اهتزازات مفرطة قد تُتلفها والأجهزة المتصلة بها. يُقلل موازنة المروحة من هذه الاهتزازات، مما يمنع هدر الطاقة ويُقلل الضغط على المحامل والمكونات الأخرى. كما تعمل المروحة المتوازنة بشكل صحيح بهدوء وكفاءة أعلى، مما يُطيل عمر الجهاز.
كيف توازن المروحة؟
تتم موازنة المروحة بإضافة أو إزالة وزن من دوارها (المروحة) لتصحيح أي خلل في توازن الكتلة. تتضمن العملية قياس اهتزاز المروحة، وتحديد موضع الخلل، ثم تثبيت أوزان تصحيح صغيرة في مواضع محددة على الدوار لتصحيحه. تستخدم أجهزة الموازنة المحمولة الحديثة أجهزة استشعار وبرامج لتوجيه هذه العملية وحساب الوزن والموضع الدقيقين اللازمين. (للمزيد من التفاصيل، راجع الإجراء خطوة بخطوة أعلاه).
متى يجب موازنة المروحة الصناعية؟
يجب موازنة المروحة الصناعية عند ملاحظة اهتزاز زائد أو بعد أي أعمال إصلاح/صيانة قد تُخل بتوازنها (مثل استبدال أو لحام شفرات المروحة). عادةً ما تُحافظ الشركة المصنعة على موازنة المراوح الجديدة، ولكن مع مرور الوقت، قد يُؤدي التآكل وتراكم المواد إلى اختلال التوازن. يُنصح بفحص مستويات الاهتزاز بشكل دوري كجزء من الصيانة، وإجراء الموازنة إذا تجاوزت هذه المستويات الحدود الموصى بها.
هل يمكن إجراء موازنة المروحة في الموقع؟
نعم. غالبًا ما يمكن إجراء موازنة المروحة في الموقع باستخدام معدات موازنة محمولة. الموازنة في الموقع، كما هو موضح أعلاه، تستخدم محامل المروحة نفسها ولا تتطلب تفكيك الجهاز. هذا يوفر الوقت ويضمن موازنة المروحة في ظروف التشغيل العادية.