Преносим балансьор, вибрационен анализатор

Преносим балансьор и вибрационен анализатор Balanset-1A

€1,751.00

Balanset-1A е оборудван с 2 канала и е предназначен за динамично балансиране в две равнини. Това го прави подходящ за широк спектър от приложения, включително трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други. Неговата многофункционалност Прочетете повече...

SKU: BS-1

Категория: Устройства

Балансиране на вентилатора

(Използвана е информация от ISO 31350-2007 VIBRATION. ПРОМИШЛЕНИ ВЕНТИЛАТОРИ. ИЗИСКВАНИЯ ЗА ПРОИЗВЕЖДАНИТЕ ВИБРАЦИИ И КАЧЕСТВО НА БАЛАНСИРАНЕ)

Вибрациите, произвеждани от вентилатора, са една от най-важните му технически характеристики. Тя показва качеството на проектиране и производство на продукта. Повишената вибрация може да показва неправилен монтаж на вентилатора, влошаване на техническото му състояние и др. Поради тази причина вибрациите на вентилатора обикновено се измерват по време на приемните изпитвания, по време на монтажа преди пускането в експлоатация, както и при изпълнението на програма за мониторинг на състоянието на машината. Данните за вибрациите на вентилатора се използват и при проектирането на неговите опорни и свързани системи (канали). Измерванията на вибрациите обикновено се извършват при отворени смукателни и нагнетателни отвори, но трябва да се отбележи, че вибрациите на вентилатора могат да варират значително при промени в аеродинамиката на въздушния поток, скоростта на въртене и други характеристики.

ISO 10816-1-97, ISO 10816-3-2002 и ISO 31351-2007 установяват методите за измерване и определят местата на сензорите за вибрации. Ако измерванията на вибрациите се извършват с цел оценка на въздействието им върху въздухопровода или основата на вентилатора, точките на измерване се избират по съответния начин.

Измерванията на вибрациите на вентилаторите могат да бъдат скъпи и понякога разходите за тях значително надвишават разходите за производство на самия продукт. Поради това всякакви ограничения на стойностите на отделните дискретни компоненти на вибрациите или на параметрите на вибрациите в честотните ленти трябва да се въвеждат само когато превишаването на тези стойности показва неизправност на вентилатора. Броят на точките за измерване на вибрациите също трябва да бъде ограничен въз основа на предвиденото използване на резултатите от измерванията. Обикновено е достатъчно да се измерят вибрациите в опорите на вентилатора, за да се оцени вибрационното му състояние.

Основата е тази, върху която се монтира вентилаторът и която осигурява необходимата опора за вентилатора. Масата и твърдостта на основата се избират така, че да се предотврати усилването на вибрациите, предавани чрез нея.

Опорите са два вида:

съвместима поддръжка: Система за поддържане на вентилатора, проектирана така, че първата собствена честота на опората да е значително по-ниска от работната честота на въртене на вентилатора. Когато се определя степента на податливост на опората, трябва да се вземат предвид еластичните вложки между вентилатора и опорната конструкция. Подвижността на опората се осигурява чрез окачване на вентилатора на пружини или поставяне на опората върху еластични елементи (пружини, гумени изолатори и др.). Собствената честота на системата за окачване - вентилатор обикновено е по-малка от 25% от честотата, съответстваща на минималната скорост на въртене на изпитвания вентилатор.
твърда опора: Система за поддържане на вентилатора, проектирана така, че първата собствена честота на опората да е значително по-висока от работната честота на въртене. Коравината на основата на вентилатора е относителна. Тя трябва да се разглежда в сравнение с коравината на лагерите на машината. Съотношението на вибрациите на корпуса на лагера към вибрациите на основата характеризира влиянието на податливостта на основата. Основата може да се счита за твърда и достатъчно масивна, ако амплитудата на вибрациите на основата (в която и да е посока) в близост до краката или опорната рамка на машината е по-малка от 25% от максималния резултат от измерването на вибрациите, получен при най-близката опора на лагера (в която и да е посока).

Тъй като масата и коравината на временната основа, върху която е монтиран вентилаторът по време на заводските изпитвания, могат да се различават значително от условията на монтаж на работното място, граничните стойности за заводските условия се прилагат за теснолентови вибрации в диапазона на честотата на въртене, а за изпитването на вентилатора на място - за широколентови вибрации, определящи общото вибрационно състояние на машината. Мястото на експлоатация е окончателното място на инсталиране на вентилатора, за което се определят условията на експлоатация.

Категории фенове (BV-категории)

Вентилаторите се категоризират въз основа на характеристиките на тяхното предназначение, класовете на точност на балансиране и препоръчителните гранични стойности на параметрите на вибрациите. Конструкцията и предназначението на вентилатора са критерии, които позволяват класифицирането на много видове вентилатори според допустимите стойности на дисбаланса и нивата на вибрациите (BV-категории).

В таблица 1 са представени категориите, към които могат да бъдат отнесени вентилаторите въз основа на условията на приложение, като се вземат предвид допустимите стойности на дисбаланса и нивата на вибрациите. Категорията на вентилатора се определя от производителя.

Таблица 1 - Категории вентилатори

Условия за кандидатстване	Примери	Консумация на енергия, kW	BV-категория
Жилищни и офис площи	Таванни и тавански вентилатори, Прозоречни климатици	≤ 0.15	BV-1
Жилищни и офис площи	Таванни и тавански вентилатори, Прозоречни климатици	> 0.15	BV-2
Сгради и селскостопански помещения	Вентилатори за вентилационни и климатични системи; Вентилатори в серийно оборудване	≤ 3.7	BV-2
Сгради и селскостопански помещения		> 3.7	BV-3
Индустриални процеси и производство на енергия	Вентилатори в затворени пространства, мини, конвейери, котли, въздушни тунели, системи за почистване на газове	≤ 300	BV-3
Индустриални процеси и производство на енергия		> 300	виж ISO 10816-3
Транспорт, включително морски плавателни съдове	Фенове на локомотиви, камиони и автомобили	≤ 15	BV-3
Транспорт, включително морски плавателни съдове	Фенове на локомотиви, камиони и автомобили	> 15	BV-4
Тунели	Вентилатори за проветряване на подлези, тунели и гаражи	≤ 75	BV-3
		> 75	BV-4
		Всички	BV-4
Нефтохимическо производство	Вентилатори за отстраняване на опасни газове и използвани в други технологични процеси	≤ 37	BV-3
Нефтохимическо производство		> 37	BV-4
Производство на компютърни чипове	Вентилатори за създаване на чисти помещения	Всички	BV-5
Бележки 1 Този стандарт разглежда само вентилатори с мощност под 300 kW. Оценката на вибрациите на вентилатори с по-голяма мощност е в съответствие с ISO 10816-3. Въпреки това стандартните серийни електродвигатели могат да имат номинална мощност до 355 kW. Вентилаторите с такива електродвигатели трябва да се приемат съгласно настоящия стандарт. 2 Таблица 1 не се прилага за леки аксиални вентилатори с голям диаметър (обикновено от 2800 до 12500 mm) с ниска скорост, използвани в топлообменници, охладителни кули и др. Класът на точност на балансиране за такива вентилатори трябва да бъде G16, а категорията на вентилатора - BV-3.

При закупуване на отделни роторни елементи (колела или работни колела) за последващ монтаж на вентилатора трябва да се спазва класът на точност на балансиране на тези елементи (вж. таблица 2), а при закупуване на вентилатора като цяло трябва да се вземат предвид и резултатите от фабричните вибрационни тестове (таблица 4) и вибрациите на място (таблица 5). Обикновено тези характеристики са съгласувани, така че изборът на вентилатор може да се направи въз основа на неговата BV-категория.

Категорията, определена в таблица 1, е типична за нормалната употреба на вентилаторите, но в обосновани случаи клиентът може да поиска вентилатор от друга BV-категория. Препоръчва се в договора за доставка на оборудване да се посочат BV-категорията на вентилатора, класът на точност на балансиране и допустимите нива на вибрации.

Може да се сключи отделно споразумение между клиента и производителя относно условията за инсталиране на вентилатора, така че при фабричното изпитване на сглобения вентилатор да се вземат предвид планираните условия за инсталиране на мястото на експлоатация. При липса на такова споразумение няма ограничения за вида на основата (твърда или съвместима) за заводските изпитвания.

Балансиране на вентилатора

Общи разпоредби

Производителят на вентилатора е отговорен за балансирането на вентилаторите съгласно съответния нормативен документ. Този стандарт се основава на изискванията на ISO 1940-1. Балансирането обикновено се извършва на високочувствителни, специално проектирани машини за балансиране, които позволяват точна оценка на остатъчния дисбаланс.

Класове за точност на балансиране на вентилатора

Класовете на точност на балансиране за колелата на вентилатора се прилагат в съответствие с таблица 2. Производителят на вентилатора може да извърши балансиране на няколко елемента при сглобяването, които могат да включват освен колелото и вала, съединителя, шайбата и др. Освен това може да се наложи балансиране на отделни елементи от сглобката.

Таблица 2 - Класове за точност на балансиране

Категория вентилатори	Клас на точност на балансиране на ротора (колелото)
BV-1	G16
BV-2	G16
BV-3	G6.3
BV-4	G2.5
BV-5	G1.0
Забележка: Вентилаторите от категория BV-1 могат да включват вентилатори с малки размери и тегло под 224 g, за които е трудно да се поддържа определената точност на балансиране. В този случай равномерното разпределение на масата спрямо оста на въртене на вентилатора трябва да се осигури от производствената технология.

Измерване на вибрациите на вентилатора

Изисквания за измерване

Общи разпоредби

На фигури 1 - 4 са показани някои възможни точки и посоки на измерване на всеки лагер на вентилатор. Стойностите, дадени в таблица 4, се отнасят за измервания в посока, перпендикулярна на оста на въртене. Броят и местоположението на точките за измерване както при заводските изпитвания, така и при измерванията на място се определят по преценка на производителя или по споразумение с клиента. Препоръчва се измерването да се извършва върху лагерите на вала на колелото на вентилатора (работното колело). Ако това не е възможно, сензорът трябва да се монтира на място, където е осигурена най-късата механична връзка между него и лагера. Сензорът не трябва да се монтира на неподдържани панели, на корпуса на вентилатора, на елементи от корпуса или на други места, които не са пряко свързани с лагера (такива резултати от измерванията могат да се използват, но не за оценка на вибрационното състояние на вентилатора, а за получаване на информация за вибрациите, предавани към канала или основата - виж ISO 31351 и ISO 5348.

Фигура 1. Местоположение на трикоординатен сензор за хоризонтално монтиран аксиален вентилатор

Фигура 2. Местоположение на трикоординатен сензор за радиален вентилатор с едно засмукване

Фигура 3. Местоположение на трикоординатен сензор за радиален вентилатор с двойно засмукване

Фигура 4. Местоположение на трикоординатен сензор за вертикално монтиран аксиален вентилатор

Измерванията в хоризонтална посока трябва да се извършват под прав ъгъл спрямо оста на вала. Измерванията във вертикална посока трябва да се извършват под прав ъгъл спрямо хоризонталната посока на измерване и перпендикулярно на вала на вентилатора. Измерванията в надлъжна посока трябва да се извършват успоредно на оста на вала.

Измервания чрез сензори от инерционен тип

Всички стойности на вибрациите, посочени в този стандарт, се отнасят за измервания, извършени с помощта на сензори от инерционен тип, чийто сигнал възпроизвежда движението на корпуса на лагера.

Използваните сензори могат да бъдат акселерометри или сензори за скорост. Особено внимание трябва да се обърне на правилното закрепване на сензорите: без пропуски върху опорната повърхност, без колебания и резонанси. Размерът и масата на датчиците и системата за закрепване не трябва да са прекалено големи, за да се избегнат значителни промени в измерените вибрации. Общата грешка, причинена от метода на закрепване на сензора и калибрирането на измервателната система, не трябва да надвишава +/- 10% от измерената стойност.

Измервания чрез безконтактни сензори

По споразумение между потребителя и производителя могат да бъдат установени изисквания за максимално допустимото преместване на вала (вж. ISO 7919-1) в плъзгащите се лагери. Съответните измервания могат да се извършват с помощта на безконтактни сензори.

В този случай измервателната система определя преместването на повърхността на вала спрямо корпуса на лагера. Очевидно е, че допустимата амплитуда на преместванията не трябва да надвишава стойността на хлабината на лагера. Стойността на хлабината зависи от размера и типа на лагера, натоварването (радиално или аксиално) и посоката на измерване (някои конструкции лагери имат елипсовиден отвор, за който хлабината в хоризонтална посока е по-голяма, отколкото във вертикална). Разнообразието от фактори, които трябва да се вземат предвид, не позволява да се определят единни граници на преместването на вала, но някои препоръки са представени в таблица 3. Стойностите, дадени в тази таблица, представляват процент от общата стойност на радиалната хлабина в лагера във всяка посока.

Таблица 3 - Максимално относително изместване на вала в лагера

Вибрационно състояние на вентилатора	Максимално препоръчително преместване, процент от стойността на разстоянието (по всяка ос)
Въвеждане в експлоатация/задоволително състояние	По-малко от 25%
Предупреждение	+50%
Изключване	+70%
1) Стойностите на радиалната и аксиалната хлабина за конкретния лагер трябва да се получат от неговия доставчик.

Дадените стойности отчитат "фалшивите" премествания на повърхността на вала. Тези "фалшиви" премествания се появяват в резултатите от измерването, тъй като освен вибрациите на вала, механичните хлътвания също влияят на тези резултати, ако валът е огънат или има некръгла форма. Когато се използва безконтактен сензор, резултатите от измерването включват и електрически отклонения, определени от магнитните и електрическите свойства на материала на вала в точката на измерване. Смята се, че по време на пускането в експлоатация и последващата нормална работа на вентилатора обхватът на сумата от механичните и електрическите хлабини в точката на измерване не трябва да надвишава по-голямата от двете стойности: 0,0125 mm или 25% от измерената стойност на преместването. Бягствата се определят чрез бавно въртене на вала (със скорост от 25 до 400 об./мин.), когато ефектът от силите, причинени от дисбаланса на ротора, е незначителен. За да се спази установеният толеранс на биене, може да се наложи допълнителна обработка на вала. Безконтактните сензори трябва, ако е възможно, да се монтират директно върху корпуса на лагера.

Дадените гранични стойности се отнасят само за вентилатор, работещ в номиналния си режим. Ако конструкцията на вентилатора позволява работа с променлива скорост на въртене, при други скорости са възможни по-високи нива на вибрации поради неизбежното влияние на резонансите.

Ако конструкцията на вентилатора позволява промяна на положението на лопатките спрямо въздушния поток във всмукателния отвор, дадените стойности трябва да се прилагат за условия с напълно отворени лопатки. Трябва да се отбележи, че задържането на въздушния поток, особено забележимо при големи ъгли на лопатките спрямо входящия въздушен поток, може да доведе до повишени нива на вибрации.

Система за поддръжка на вентилатори

Вибрационното състояние на вентилаторите след монтажа се определя, като се отчита коравината на опората. Една опора се счита за твърда, ако първата собствена честота на системата "вентилатор - опора" превишава скоростта на въртене. Обикновено, когато е монтирана върху големи бетонни фундаменти, опората може да се счита за твърда, а когато е монтирана върху виброизолатори - за съвместима. Стоманената рамка, често използвана за монтиране на вентилатори, може да принадлежи към един от двата типа опори. В случай на съмнение относно типа на опората на вентилатора могат да се извършат изчисления или изпитвания, за да се определи първата собствена честота на системата. В някои случаи опората на вентилатора трябва да се счита за твърда в една посока и за податлива в друга.

Граници на допустимите вибрации на вентилатора по време на фабричните тестове

Граничните нива на вибрациите, посочени в таблица 4, се отнасят за сглобени вентилатори. Те се отнасят до измервания на скоростта на вибрациите в тесен диапазон в опорите на лагерите за честотата на въртене, използвана по време на заводските изпитвания.

Таблица 4 - Гранични стойности на вибрациите по време на фабричните изпитвания

Категория вентилатори	Пределна средноквадратична скорост на вибрациите, mm/s
Категория вентилатори	Твърда опора	Подкрепа за съвместимост
BV-1	9.0	11.2
BV-2	3.5	5.6
BV-3	2.8	3.5
BV-4	1.8	2.8
BV-5	1.4	1.8
Бележки 1 Правилата за преобразуване на единиците за скорост на вибрациите в единици за преместване или ускорение за теснолентови вибрации са посочени в допълнение А. 2 Стойностите в тази таблица се отнасят за номиналното натоварване и номиналната честота на въртене на вентилатора, работещ в режим с отворени входящи направляващи лопатки. Граничните стойности за други условия на натоварване трябва да се договорят между производителя и клиента, но се препоръчва те да не надвишават стойностите от таблицата повече от 1,6 пъти.

Граници на допустимите вибрации на вентилатора по време на изпитване на място

Вибрациите на всеки вентилатор на работното място зависят не само от качеството на балансирането му. Влияние оказват и факторите, свързани с монтажа, като например масата и твърдостта на опорната система. Поради това производителят на вентилатора не носи отговорност за нивото на вибрациите на вентилатора на мястото на експлоатация, освен ако това не е посочено в договора.

В таблица 5 са дадени препоръчителни гранични стойности (в единици за скорост на вибрациите за широколентовите вибрации върху корпусите на лагерите) за нормалната работа на вентилатори от различни категории.

Таблица 5 - Гранични стойности на вибрациите на работната площадка

Вибрационно състояние на вентилатора	Категория вентилатори	Пределна средноквадратична скорост на вибрациите, mm/s
Вибрационно състояние на вентилатора	Категория вентилатори	Твърда опора	Подкрепа за съвместимост
Въвеждане в експлоатация	BV-1	10	11.2
	BV-2	5.6	9.0
	BV-3	4.5	6.3
	BV-4	2.8	4.5
	BV-5	1.8	2.8
Предупреждение	BV-1	10.6	14.0
	BV-2	9.0	14.0
	BV-3	7.1	11.8
	BV-4	4.5	7.1
	BV-5	4.0	5.6
Изключване	BV-1	__1)	__1)
	BV-2	__1)	__1)
	BV-3	9.0	12.5
	BV-4	7.1	11.2
	BV-5	5.6	7.1
1) Нивото на спиране за вентилатори от категории BV-1 и BV-2 се определя въз основа на дългосрочен анализ на резултатите от измерването на вибрациите.

Вибрациите на новите вентилатори, които се пускат в експлоатация, не трябва да надвишават нивото за "пускане в експлоатация". С експлоатацията на вентилатора се очаква нивото на вибрациите му да се увеличи поради процесите на износване и кумулативния ефект на влияещите фактори. Такова увеличение на вибрациите обикновено е естествено и не трябва да предизвиква безпокойство, докато не достигне нивото "предупреждение".

При достигане на "предупредително" ниво на вибрациите е необходимо да се проучат причините за повишените вибрации и да се определят мерки за намаляването им. Работата на вентилатора в това състояние трябва да бъде под постоянен контрол и да бъде ограничена до времето, необходимо за определяне на мерки за отстраняване на причините за повишените вибрации.

Ако нивото на вибрациите достигне нивото на "изключване", трябва незабавно да се вземат мерки за отстраняване на причините за повишените вибрации, в противен случай вентилаторът трябва да се спре. Забавянето на привеждането на нивото на вибрациите до приемливо ниво може да доведе до повреда на лагерите, пукнатини в ротора и в точките на заваряване на корпуса на вентилатора, което в крайна сметка да доведе до разрушаване на вентилатора.

Когато се оценява вибрационното състояние на вентилатора, е важно да се наблюдават промените в нивата на вибрациите с течение на времето. Внезапната промяна в нивото на вибрациите показва необходимостта от незабавна проверка на вентилатора и мерки за поддръжка. При наблюдението на промените във вибрациите не трябва да се вземат предвид преходни процеси, причинени например от подмяна на смазочни материали или процедури за поддръжка.

Влияние на процедурата на събранието

Освен колелата, вентилаторите включват и други въртящи се елементи, които могат да повлияят на нивото на вибрациите на вентилатора: задвижващи ролки, ремъци, съединители, ротори на двигатели или други задвижващи устройства. Ако условията на поръчката изискват доставката на вентилатора без задвижващо устройство, може да се окаже непрактично производителят да провежда монтажни изпитвания за определяне на нивата на вибрации. В такъв случай, дори производителят да е балансирал колелото на вентилатора, няма сигурност, че вентилаторът ще работи безпроблемно, докато валът на вентилатора не бъде свързан към задвижването и цялата машина не бъде изпитана за вибрации по време на пускането в експлоатация.

Обикновено след сглобяването е необходимо допълнително балансиране, за да се намали нивото на вибрациите до приемливо ниво. За всички нови вентилатори от категории BV-3, BV-4 и BV-5 се препоръчва измерване на вибрациите за сглобената машина преди пускането ѝ в експлоатация. Така ще се установи базово ниво и ще се очертаят по-нататъшните мерки за поддръжка.

Производителите на вентилатори не носят отговорност за влиянието върху вибрациите на частите на задвижването, монтирани след фабричното изпитване.

Инструменти за измерване на вибрации и калибриране

Инструменти за измерване

Използваните измервателни инструменти и балансиращи машини трябва да бъдат проверени и да отговарят на изискванията на задачата. Интервалът между проверките се определя от препоръките на производителя на измервателните (изпитвателните) инструменти. Състоянието на измервателните инструменти трябва да осигурява нормалната им работа през целия период на изпитване.

Персоналът, работещ с измервателни инструменти, трябва да има достатъчно умения и опит, за да открива потенциални неизправности и влошаване на качеството на измервателните инструменти.

Калибриране

Всички измервателни инструменти трябва да бъдат калибрирани в съответствие със стандартите. Сложността на процедурата за калибриране може да варира от обикновена физическа проверка до калибриране на цялата система. Коригиращите маси, използвани за определяне на остатъчния дисбаланс съгласно ISO 1940-1, могат да се използват и за калибриране на измервателни инструменти.

Документация

Балансиране

При поискване, ако това е предвидено в условията на договора, на клиента може да бъде предоставен протокол от изпитване за балансиране на вентилатора, който се препоръчва да включва следната информация:
- Име на производителя на балансиращата машина, номер на модела;
- Вид на монтажа на ротора: между опори или конзолно;
- Метод на балансиране: статичен или динамичен;
- Маса на въртящите се части на роторния възел;
- Остатъчен дисбаланс във всяка равнина на корекция;
- Допустим остатъчен дисбаланс във всяка равнина на корекция;
- Клас за точност на балансиране;
- Критерии за приемане: приет/отхвърлен;
- Сертификат за балансиране (ако е необходимо).

Вибрации

При поискване, ако това е предвидено в условията на договора, на клиента може да бъде предоставен доклад от вибротестовете на вентилатора, който се препоръчва да включва следната информация:
- Използвани инструменти за измерване;
- Метод на закрепване на сензора за вибрации;
- Работни параметри на вентилатора (въздушен поток, налягане, мощност);
- Честота на въртене на вентилатора;
- Вид на опората: твърда или съвместима;
- Измерени вибрации:
1) Позиции на сензора за вибрации и оси на измерване,
2) Единици за измерване и референтни нива на вибрациите,
3) Честотен диапазон на измерване (тесен или широк честотен диапазон);
- Допустимо(и) ниво(а) на вибрации;
- Измерено(и) ниво(а) на вибрации;
- Критерии за приемане: приет/отхвърлен;
- Сертификат за ниво на вибрации (ако е необходимо).

МЕТОДИ ЗА БАЛАНСИРАНЕ НА ВЕНТИЛАТОРИ НА БАЛАНСИРАЩА МАШИНА

B.1. Вентилатор с директно задвижване

B.1.1. Общи разпоредби

Колелото на вентилатора, което се монтира директно върху вала на двигателя по време на монтажа, трябва да се балансира по същото правило за отчитане на ефекта на шпонката, както при вала на двигателя.

Двигателите от предишните години на производство могат да бъдат балансирани с помощта на пълен шпонков канал. Понастоящем валовете на двигателите се балансират с полуключов канал, както е предписано в ISO 31322, и се маркират с буквата H (вж. ISO 31322).

B.1.2. Двигатели, балансирани с пълен ход на ключа

Колелото на вентилатора, монтирано на вала на двигателя, балансирано с пълен шпонков канал, трябва да се балансира без шпонков канал върху конусна ос.

B.1.3. Двигатели, балансирани с полуключ

За колелото на вентилатора, монтирано на вала на двигателя и балансирано с полуключ, са възможни следните варианти:
а) ако колелото е със стоманена главина, след балансирането изрежете в нея шпонка;
б) балансиране върху конусна ос с половин ключ, поставен в отвора за шпонката;
в) балансиране на арбалет с един или повече шпонкови канали (вж. Б.3), като се използват пълни шпонки.

B.2. Вентилатори, задвижвани от друг вал

Когато е възможно, всички въртящи се елементи, включително валът и шайбата на вентилатора, трябва да се балансират като едно цяло. Ако това е непрактично, балансирането трябва да се извърши на шпиндел (вж. Б.3), като се използва същото правило за отчитане на шпонковите канали, както за вала.

B.3. Arbor

Дръжката, върху която се монтира колелото на вентилатора по време на балансирането, трябва да отговаря на следните изисквания:
а) да бъде възможно най-лек;
б) да са в балансирано състояние, осигурено чрез подходяща поддръжка и редовни проверки;
в) за предпочитане е да е конусна, за да се намалят грешките, свързани с ексцентрицитета, произтичащи от допуските на отвора на главината и размерите на арматурното табло. Ако аортата е конусна, при изчисляването на дисбаланса трябва да се вземе предвид истинското положение на равнините за корекция спрямо лагерите.

Ако е необходимо да се използва цилиндрична ос, тя трябва да има изрязан канал, в който се поставя пълен ключ за предаване на въртящия момент от оста към колелото на вентилатора.

Друга възможност е да се изрежат две втулки в противоположните краища на диаметъра на вала, което позволява използването на обратния метод на балансиране. Този метод включва следните стъпки. Първо, измерете дисбаланса на колелото, като поставите пълен ключ в единия шпонков канал и половин ключ в другия. След това завъртете колелото на 180° спрямо шпиндела и отново измерете дисбаланса му. Разликата между двете стойности на дисбаланса се дължи на остатъчния дисбаланс на арматурното желязо и универсалното задвижващо съединение. За да получите истинската стойност на дисбаланса на ротора, вземете половината от разликата на тези две измервания.

ИЗТОЧНИЦИ НА ВИБРАЦИИ НА ВЕНТИЛАТОРА

Има много източници на вибрации във вентилатора, а вибрациите при определени честоти могат да бъдат пряко свързани с конкретни конструктивни характеристики на машината. Това приложение обхваща само най-често срещаните източници на вибрации, наблюдавани при повечето видове вентилатори. Общото правило е, че всяка хлабина в опорната система води до влошаване на вибрационното състояние на вентилатора.

Дисбаланс на вентилатора

Това е основният източник на вибрации на вентилатора; той се характеризира с наличието на вибрационен компонент с честотата на въртене (първа хармоника). Причината за дисбаланса е, че оста на въртящата се маса е ексцентрична или под ъгъл спрямо оста на въртене. Това може да бъде причинено от неравномерно разпределение на масата, сбор от допустими отклонения на размерите на отвора на главината и вала, огъване на вала или комбинация от тези фактори. Вибрациите, причинени от дисбаланса, действат главно в радиална посока.

Временното огъване на вала може да се дължи на неравномерно механично нагряване - поради триене между въртящите се и неподвижните елементи - или на електрически характер. Постоянното огъване може да е резултат от промени в свойствата на материалите или от неправилно подреждане на вала и колелото на вентилатора, когато вентилаторът и двигателят са монтирани отделно.

По време на работа дисбалансът на колелото на вентилатора може да се увеличи поради отлагането на частици от въздуха. При работа в агресивна среда дисбалансът може да се получи в резултат на неравномерна ерозия или корозия на колелото.

Дисбалансът може да се коригира чрез допълнително балансиране в съответните равнини, но преди да се извърши процедурата по балансиране, трябва да се идентифицират и отстранят източниците на дисбаланс и да се провери вибрационната стабилност на машината.

Разминаване на вентилатора и двигателя

Този дефект може да възникне, когато валовете на двигателя и вентилатора са свързани чрез ремъчно задвижване или гъвкава връзка. Несъосността понякога може да се идентифицира по характерните компоненти на честотата на вибрациите, обикновено първи и втори хармоник на честотата на въртене. В случай на успоредно несъосност на валовете, вибрациите се появяват предимно в радиална посока, докато ако валовете се пресичат под ъгъл, надлъжните вибрации могат да станат доминиращи.

Ако валовете са свързани под ъгъл и се използват твърди съединители, в машината започват да действат променливи сили, което води до повишено износване на валовете и съединителите. Този ефект може да бъде значително намален чрез използване на гъвкави съединители.

Вибрации на вентилатора поради аеродинамично възбуждане

Възбуждането на вибрации може да бъде причинено от взаимодействието на колелото на вентилатора с неподвижни елементи на конструкцията, като направляващи лопатки, двигател или лагерни опори, неправилни стойности на разстоянието или неправилно проектирани структури за всмукване и изпускане на въздух. Характерна особеност на тези източници е появата на периодични вибрации, свързани с честотата на въртене на колелото, на фона на случайни колебания при взаимодействието на лопатките на колелото с въздуха. Вибрацията може да се наблюдава при хармоничната честота на лопатките, която е произведение от честотата на въртене на колелото и броя на лопатките на колелото.

Аеродинамичната нестабилност на въздушния поток, причинена от отдръпването му от повърхността на лопатката и последващото образуване на вихри, предизвиква широколентови вибрации, чийто спектър се променя в зависимост от натоварването на вентилатора.

Аеродинамичният шум се характеризира с това, че не е свързан с честотата на въртене на колелото и може да се появи при субхармоници на честотата на въртене (т.е. при честоти под честотата на въртене). В този случай могат да се наблюдават значителни вибрации на корпуса на вентилатора и каналите.

Ако аеродинамичната система на вентилатора не е съобразена с неговите характеристики, в него могат да възникнат резки удари. Тези удари са лесно различими по слуха и се предават като импулси към опорната система на вентилатора.

Ако гореспоменатите причини водят до вибрации на лопатките, тяхното естество може да се изследва чрез инсталиране на сензори в различни части на конструкцията.

Вибрации на вентилатора, дължащи се на завихряне в масления слой

Вихрите, които могат да се появят в смазочния слой на плъзгащите се лагери, се наблюдават при характерна честота, малко по-ниска от честотата на въртене на ротора, освен ако вентилаторът не работи със скорост, надвишаваща първата критична. В последния случай нестабилността на масления клин ще се наблюдава при първата критична скорост и понякога този ефект се нарича резонансно завихряне.

Източници на вибрации на електрически вентилатори

Неравномерното нагряване на ротора на двигателя може да доведе до неговото огъване, което води до дисбаланс (проявяващ се при първия хармоник).

В случай на асинхронен двигател наличието на компонент с честота, равна на честотата на въртене, умножена по броя на роторните пластини, показва дефекти, свързани със статорните пластини, и обратно, компоненти с честота, равна на честотата на въртене, умножена по броя на роторните пластини, показват дефекти, свързани с роторните пластини.

Много вибрационни компоненти от електрическо естество се характеризират с незабавното си изчезване при изключване на захранването.

Вибрации на вентилатора, дължащи се на възбуждането на ремъчното задвижване

Като цяло има два вида проблеми, свързани с ремъчните задвижвания: когато работата на задвижването се влияе от външни дефекти и когато дефектите са в самия ремък.

В първия случай, въпреки че ремъкът вибрира, това се дължи на форсиращи сили от други източници, така че замяната на ремъка няма да доведе до желаните резултати. Често срещани източници на такива сили са дисбалансът в задвижващата система, ексцентрицитетът на ремъчната шайба, неправилното регулиране и разхлабените механични връзки. Ето защо, преди да се сменят ремъците, трябва да се извърши анализ на вибрациите, за да се идентифицира източникът на възбуждане.

Ако ремъците реагират на външни принудителни сили, честотата на вибрациите им най-вероятно ще бъде същата като честотата на възбуждане. В този случай честотата на възбуждане може да се определи с помощта на стробоскопска лампа, като се регулира така, че лентата да изглежда неподвижна в светлината на лампата.

В случай на задвижване с няколко ремъка неравномерното натягане на ремъка може да доведе до значително увеличаване на предаваните вибрации.

Случаите, в които източник на вибрации са самите ремъци, са свързани с техните физически дефекти: пукнатини, твърди и меки места, замърсяване на повърхността на ремъка, липсващ материал по повърхността му и др. При клиновидните ремъци промените в широчината им ще предизвикат движение на ремъка нагоре-надолу по релсата на шайбата, което ще създаде вибрации поради промяна на напрежението му.

Ако източникът на вибрации е самият ремък, честотите на вибрациите обикновено са хармоници на честотата на въртене на ремъка. В конкретния случай честотата на възбуждане ще зависи от естеството на дефекта и от броя на ролките, включително обтегачите.

В някои случаи амплитудата на вибрациите може да е нестабилна. Това е особено вярно за многоремъчни задвижвания.

Механичните и електрическите дефекти са източници на вибрации, които впоследствие се превръщат във въздушен шум. Механичният шум може да бъде свързан с дисбаланс на вентилатор или двигател, шум от лагери, подравняване на осите, вибрации на стените на каналите и панелите на корпуса, вибрации на лопатките на амортисьорите, вибрации на лопатките, амортисьорите, тръбите и опорите, както и предаване на механични вибрации през конструкцията. Електрическият шум е свързан с различни форми на преобразуване на електрическата енергия: 1) Магнитните сили се определят от плътността на магнитния поток, броя и формата на полюсите и геометрията на въздушната междина; 2) Случайният електрически шум се определя от четки, дъги, електрически искри и др.

Аеродинамичният шум може да бъде свързан с образуването на вихри, пулсации на налягането, съпротивление на въздуха и т.н. и може да има както широколентов, така и теснолентов характер. Широколентовият шум може да бъде причинен от: а) лопатки, демпфери и други препятствия по пътя на въздушния поток; б) въртенето на вентилатора като цяло, ремъци, прорези и т.н.; в) внезапни промени в посоката на въздушния поток или в напречното сечение на канала, разлики в скоростите на потока, разделяне на потока поради гранични ефекти, ефекти на компресия на потока и др. Теснолентовият шум може да бъде причинен от: а) резонанси (ефект на органна тръба, вибрации на струни, панели, вибрации на конструктивни елементи и т.н.); б) образуване на вихри по остри ръбове (възбуждане на въздушен стълб); в) въртене (ефект на сирена, процепи, отвори, прорези на въртящи се части).

Ударите, предизвикани от контакта между различни механични елементи на конструкцията, предизвикват шум, подобен на този, предизвикан от удар на чук, гръмотевица, резонираща празна кутия и т.н. Звуци от удари могат да се чуят от удари на зъбите на зъбните колела и хлопане на дефектни ремъци. Ударните импулси могат да бъдат толкова мимолетни, че за да се разграничат периодичните ударни импулси от преходните процеси, е необходимо специално високоскоростно записващо оборудване. В зоната, където се появяват много ударни импулси, наслагването на техните пикове създава ефект на постоянно бръмчене.

Зависимост на вибрациите от типа на опората на вентилатора

Правилният избор на опората на вентилатора или на конструкцията на фундамента е необходим за неговата гладка и безпроблемна работа. За да се гарантира подравняването на въртящите се компоненти при инсталирането на вентилатора, двигателя и други задвижващи устройства, се използва стоманена рамка или стоманобетонна основа. Понякога опитът да се спести от конструкцията на опората води до невъзможност да се поддържа необходимото подравняване на компонентите на машината. Това е особено неприемливо, когато вибрациите са чувствителни към промени в подравняването, особено при машини, състоящи се от отделни части, свързани с метални крепежни елементи.

Основата, върху която е положена основата, също може да окаже влияние върху вибрациите на вентилатора и двигателя. Ако собствената честота на основата е близка до честотата на въртене на вентилатора или двигателя, основата ще резонира по време на работа на вентилатора. Това може да се установи чрез измерване на вибрациите в няколко точки по основата, околния под и опорите на вентилатора. Често в условия на резонанс вертикалната компонента на вибрациите значително превишава хоризонталната. Вибрациите могат да бъдат потиснати, като фундаментът стане по-твърд или се увеличи неговата маса. Дори ако се премахнат дисбалансът и несъосността, което позволява да се намалят силите на натиск, все още могат да съществуват значителни предпоставки за вибрации. Това означава, че ако вентилаторът, заедно с опората си, е близо до резонанс, постигането на приемливи стойности на вибрациите ще изисква по-прецизно балансиране и по-точно подравняване на валовете, отколкото обикновено се изисква за такива машини. Тази ситуация е нежелателна и трябва да се избягва чрез увеличаване на масата и/или коравината на опората или бетонния блок.

Ръководство за мониторинг и диагностика на състоянието на вибрациите

Основният принцип на мониторинга на състоянието на вибрациите на машината (наричан по-нататък "състоянието") е да се наблюдават резултатите от правилно планирани измервания, за да се идентифицира тенденцията на увеличаване на нивата на вибрациите и да се разгледа от гледна точка на потенциални проблеми. Мониторингът е приложим в ситуации, при които повредите се развиват бавно, а влошаването на състоянието на механизма се проявява чрез измерими физически признаци.

Вибрациите на вентилатора, които са резултат от развитието на физически дефекти, могат да се наблюдават на определени интервали от време, а когато се установи повишаване на нивото на вибрациите, честотата на наблюдение може да се увеличи и да се извърши подробен анализ на състоянието. В този случай причините за промените във вибрациите могат да бъдат идентифицирани въз основа на анализ на честотата на вибрациите, което позволява да се определят необходимите мерки и да се планира тяхното изпълнение много преди повредата да стане сериозна. Обикновено мерките се считат за необходими, когато нивото на вибрациите се увеличи 1,6 пъти или с 4 dB в сравнение с изходното ниво.

Програмата за мониторинг на състоянието се състои от няколко етапа, които могат да бъдат формулирани накратко, както следва:
а) идентифицирайте състоянието на вентилатора и определете базовото ниво на вибрациите (то може да се различава от нивото, получено по време на фабричните тестове, поради различни методи на монтаж и т.н.);
б) изберете точки за измерване на вибрациите;
в) определяне на честотата на наблюдение (измерване);
г) установява процедурата за регистрация на информацията;
д) определяне на критериите за оценка на вибрационното състояние на вентилатора, граничните стойности на абсолютните вибрации и промените във вибрациите, обобщаване на опита от експлоатацията на подобни машини.

Тъй като вентилаторите обикновено работят безпроблемно при скорости, които не се доближават до критичните, нивото на вибрациите не би трябвало да се променя значително при леки промени в скоростта или натоварването, но е важно да се отбележи, че когато вентилаторът работи с променлива скорост на въртене, установените гранични стойности на вибрациите се прилагат за максималната работна скорост на въртене. Ако максималната скорост на въртене не може да бъде достигната в рамките на установената гранична стойност на вибрациите, това може да означава наличие на сериозен проблем и да изисква специално разследване.

Някои диагностични препоръки, представени в Приложение В, се основават на опита от експлоатацията на вентилатора и са предназначени за последователно прилагане при анализиране на причините за повишените вибрации.

За качествена оценка на вибрациите на конкретен вентилатор и определяне на насоките за по-нататъшни действия могат да се използват границите на зоните на вибрационно състояние, установени от ISO 10816-1.

Очаква се нивата на вибрациите на новите вентилатори да бъдат под граничните стойности, посочени в таблица 3. Тези стойности съответстват на границата на зона А на вибрационното състояние в съответствие с ISO 10816-1. Препоръчителните стойности за нивата на предупреждение и спиране са установени въз основа на анализ на информацията, събрана за конкретни типове вентилатори.

ИНФОРМАЦИЯ ЗА СЪОТВЕТСТВИЕ

РЕФЕРЕНТНИ МЕЖДУНАРОДНИ СТАНДАРТИ, ИЗПОЛЗВАНИ КАТО НОРМАТИВНИ ПРЕПРАТКИ В ТОЗИ СТАНДАРТ

Таблица Н.1

Определяне на референтния междудържавен стандарт	Наименование и заглавие на референтния международен стандарт и условно наименование на степента на съответствие с референтния междудържавен стандарт
ISO 1940-1-2007	ISO 1940-1:1986. Вибрации. Изисквания за качеството на балансиране на твърди ротори. Част 1. Определяне на допустимия дисбаланс (IDT)
ISO 5348-2002	ISO 5348:1999. Вибрации и удари. Механичен монтаж на акселерометри (IDT)
ISO 7919-1-2002	ISO 7919-1:1996. Вибрации на машини, които не са реципрочни. Измервания върху въртящи се валове и критерии за оценка. Част 1. Общи насоки (IDT)
ISO 10816-1-97	ISO 10816-1:1995. Вибрации. Оценка на състоянието на машината чрез измерване на вибрациите на невъртящи се части. Част 1. Общи насоки (IDT)
ISO 10816-3-2002	ISO 10816-3:1998. Вибрации. Оценка на състоянието на машината чрез измерване на вибрациите на невъртящи се части. Част 3. Индустриални машини с номинална мощност над 15 kW и номинални обороти от 120 до 15000 об/мин, измервания на място (IDT)
ISO 10921-90	ISO 5801:1997. Индустриални вентилатори. Изпитване на производителността чрез стандартизирани канали (NEQ)
ISO 19534-74	ISO 1925:2001. Вибрации. Балансиране. Речник (NEQ)
ISO 24346-80	ISO 2041:1990. Вибрации и удари. Речник (NEQ)
ISO 31322-2006 (ISO 8821:1989)	ISO 8821:1989. Вибрации. Балансиране. Насоки за отчитане на ефекта на шпонковия канал при балансиране на валове и монтирани части (MOD)
ISO 31351-2007 (ISO 14695:2003)	ISO 14695:2003. Индустриални вентилатори. Методи за измерване на вибрациите (MOD)
Забележка: В тази таблица са използвани следните условни обозначения на степента на съответствие на стандарта: IDT - идентични стандарти;

Преносим балансьор и вибрационен анализатор Balanset-1A