Vyvažování ventilátorů – Eliminace vibrací a prodloužení životnosti zařízení

Představte si vysokorychlostní průmyslový ventilátor, který se prudce třese a při každé otáčce se uvolňují šrouby. Tento noční můra je často způsobena mírnou nevyvážeností rotoru ventilátoru. Nadměrné vibrace a hluk jsou víc než jen nepříjemnosti – jsou varovnými signály problému, který může vést k nákladným prostojům a opravám.

Vyvažování ventilátorů je proces korekce této nerovnováhy. Je to jeden z nejvyhledávanějších postupů při údržbě zařízení, protože ventilátory jsou velmi citlivé na jakékoli nerovnoměrné rozložení hmotnosti. I sebemenší odchylka může vést k významným vibracím. K nerovnováze dochází, když geometrický střed hřídele ventilátoru není v jedné linii s jeho těžištěm. Čím vyšší je rychlost otáčení ventilátoru, tím důležitější je přesné vyvážení.

Například nevyváženost pouhých 20 gramů na okraji velkého rotoru ventilátoru otáčejícího se rychlostí 3000 ot./min může generovat odstředivou sílu asi 900 N – zhruba jako závaží o hmotnosti 90 kg, které naráží na ložiska 50krát za sekundu. Není divu, že pokud se taková nevyváženost neopraví, rychle způsobí poškození.

Co způsobuje nevyváženost ventilátorů?

Mezi nejčastější příčiny nerovnováhy ventilátorů patří:

• Abrazivní opotřebení lopatek ventilátoru
• Hromadění nečistot na lopatkách ventilátoru
• Volná montáž nebo špatné vyrovnání oběžného kola na náboji
• Kolísání teploty v krytu ventilátoru nebo na hřídeli
• Ztráta vyvažovacího závaží (dříve přidáno)
• Deformace čepele (ohnutí nebo poškození)

Proč je důležité vyvažování ventilátorů?

Provoz nevyváženého ventilátoru vede k vibracím, které jsou nebezpečné pro celou konstrukci. Nadměrné vibrace vedou ke zvýšené spotřebě energie, urychlenému opotřebení a často i k předčasnému selhání ložisek (ať už na hřídeli nebo v nosných konstrukcích). Může dokonce způsobit neplánované prostoje v důsledku poruch.

Na druhou stranu, dobře vyvážený ventilátor bude:

• Jezděte efektivněji (menší plýtvání energií)
• Méně zatěžujte jeho komponenty
• Prodlužte životnost ložisek a dalších součástí
• Pracujte tišeji

Stručně řečeno, ať už instalujete nový ventilátor nebo provádíte servis stávajícího, nikdy byste během údržby neměli vynechat krok vyvážení.

Důležité: I když je nevyváženost nejčastější příčinou vysokých vibrací ventilátorů, není to jediná příčina. Vibrace mohou být způsobeny také strukturálními problémy, nadměrnými vůlemi, problémy s řemenovými pohony, nesouosostí, prasklinami v rotoru nebo vadnými ložisky. Než se předpokládá, že vyvážení problém vyřeší, je nezbytné, aby zkušený specialista na vibrační diagnostiku určil hlavní příčinu zvýšených vibrací.

Komentář specialisty

Jak ukazují zkušenosti, lidé často vyhledávají služby vyvažování, kdykoli dojde ke zvýšení vibrací. Vyvažování je však ve skutečnosti posledním krokem ke snížení vibrací. Předtím, než se k tomuto kroku přistoupí, je nutné provést důkladné diagnostika vibrací Musí být provedena kontrola stavu zařízení. Nejprve by měly být identifikovány a opraveny jakékoli nedostatky – jako jsou vady spojek, nedostatečné vyrovnání hřídelí nebo nedostatečná tuhost nosné konstrukce. Teprve poté byste měli přistoupit k vyvažování, pokud je to stále nutné.

Například nedávný klient požadoval vyvážení ventilátoru pro sušicí jednotku. Naše měření vibrací (konkrétně spektrum rychlosti vibrací) ukázala přítomnost mechanické vůle. Při kontrole jsme zjistili poškození v místě, kde je nosná konstrukce ventilátoru připevněna k základu. Po opětovném zajištění podpěr a opakované diagnostice jsme zjistili, že zbytková nevyváženost je v přijatelných mezích. V tomto případě již vyvážení nebylo nutné. Problémy, jako jsou uvolněné základy nebo nesouosost, zabrání úspěšnému vyvážení. Nezapomeňte, že vyvažování by se mělo provádět pouze na stroji, který je jinak v dobrém mechanickém stavu.

Jak se provádí vyvažování ventilátorů

Naši specialisté obvykle provádějí vyvažování ventilátorů (buď vyvážení oběžného kola, nebo celého kola ventilátoru) na místě s použitím vlastních ložisek ventilátoru. Tento přístup „in situ“ umožňuje maximální přesnost a rychlost bez nutnosti demontáže a zabraňuje zbytečnému zasahování do konstrukce zařízení.

Při každém vyvažování se snažíme o co nejnižší zbytkovou nevyváženost a dodržujeme standardy kvality vyvážení. ISO 1940-1-2007 pro příslušnou třídu zařízení. K dosažení tohoto cíle používáme přenosné zařízení pro dynamické vyvažování – analyzátor vibrací Balanset-1A.

Příslušné kroky:

Proces vyvažování se skládá z několika fází. Počet použitých senzorů a jejich umístění může být specifikováno výrobcem ventilátoru. Obecné pokyny doporučují umístění senzorů na ložiska hřídele ventilátoru a na kryt. Pokud to není z důvodu konstrukčních omezení možné, měly by být senzory namontovány v místech, která jsou co nejpříměji spojena s ložisky.

1. Nainstalujte vibrační senzory kolmo k ose otáčení rotoru.

   

2. Namontujte otáčkoměr na magnetický stojan.

   

3. Na řemenici nalepte reflexní pásku a nasměrujte snímač otáček směrem k pásce.
4. Připojte vibrační senzory k vyvažovacímu zařízení a připojte zařízení k notebooku.

   

5. Spusťte vyvažovací software na notebooku.
6. Vyberte režim vyvažování ve dvou rovinách.

   

7. Zadejte identifikační číslo rotoru (název nebo číslo) a jeho umístění.
8. Zvažte zkušební závaží a zadejte jeho hodnotu a poloměr, ve kterém bude instalováno.

   

9. Spusťte ventilátor (rotor) a změřte počáteční úroveň vibrací (základní úroveň).

   

10. Nainstalujte zkušební závaží do první korekční roviny na rotoru ventilátoru.
11. Znovu spusťte ventilátor a proveďte druhé měření vibrací.
12. Ověřte, zda se amplituda nebo fáze vibrací změnila alespoň o 20% (což naznačuje, že testovací závaží mělo měřitelný vliv).
13. Sejměte zkušební závaží z první roviny a nainstalujte ho na druhou rovinu rotoru.
14. Znovu spusťte ventilátor a proveďte třetí měření vibrací.
15. Software poté vypočítá potřebná korekční závaží a úhly, pod kterými je umístit v první a druhé rovině.

    

16. Odstraňte zkušební závaží z rotoru.
17. Připravte si permanentní korekční závaží o specifikované hmotnosti (vypočtené).
18. Připevněte nebo přivařte korekční závaží (závaží) na rotor v uvedených místech.

    

19. Znovu spusťte ventilátor a ověřte, zda bylo vyvážení úspěšné (úroveň vibrací je nyní v přijatelných mezích).
20. Pokud software navrhne další drobné úpravy, přidejte dodatečnou hmotnost dle doporučení a znovu zkontrolujte váhu, dokud se vibrace neminimizují.

Dodržováním tohoto postupu zajišťujeme vysokou úroveň přesnosti při vyvažování ventilátorů, což přispívá k dlouhodobé účinnosti a spolehlivosti vašeho průmyslového zařízení.

Závěr

Správné vyvážení ventilátoru eliminuje jeden z hlavních zdrojů vibrací strojů. Výsledkem je plynulejší a spolehlivější provoz vašeho zařízení. Zanedbání tohoto kroku může vést k nákladným poruchám, zatímco pravidelné vyvážení (po opravě jakýchkoli základních mechanických problémů) vám z dlouhodobého hlediska ušetří čas a peníze. Nečekej aby se ventilátor sám od sebe rozvibroval – zařaďte vyvažování do běžné údržby, abyste ochránili své stroje a udrželi je v optimálním chodu.

Často kladené otázky

Co způsobuje nevyváženost ventilátorů?

Nevyváženost ventilátoru je obvykle způsobena nerovnoměrným rozložením hmotnosti v rotujících částech. Mezi běžné příčiny patří abrazivní opotřebení lopatek ventilátoru, usazování nečistot na lopatkách, uvolněná nebo špatně vyrovnaná oběžná kola, kolísání teploty, které způsobuje roztahování nebo smršťování materiálu, ztráta dříve instalovaných vyvažovacích závaží nebo fyzická deformace lopatek.

Proč je důležité vyvažování ventilátorů?

Nevyvážený ventilátor vytváří nadměrné vibrace, které mohou poškodit ventilátor a připojené zařízení. Vyvážení ventilátoru tyto vibrace snižuje, čímž zabraňuje plýtvání energií a minimalizuje namáhání ložisek a dalších součástí. Správně vyvážený ventilátor také pracuje tišeji a efektivněji, což prodlužuje životnost zařízení.

Jak vyvážit ventilátor?

Vyvažování ventilátoru se provádí přidáním nebo odebráním závaží na rotoru (oběžném kole) ventilátoru, aby se napravila případná hmotnostní nerovnováha. Obecný proces zahrnuje měření vibrací ventilátoru, určení, kde se nerovnováha nachází, a následné připevnění malých korekčních závaží na specifická místa na rotoru, aby se ji vyrovnalo. Moderní přenosné vyvažovače používají senzory a software k řízení tohoto procesu a výpočtu přesné hmotnosti a potřebného umístění. (Podrobnosti viz výše uvedený podrobný postup.)

Kdy by měl být průmyslový ventilátor vyvážen?

Průmyslový ventilátor by měl být vyvážen vždy, když si všimnete nadměrných vibrací nebo po jakékoli opravě/údržbě, která by mohla narušit jeho vyvážení (například výměna nebo svařování lopatek ventilátoru). Nové ventilátory jsou obvykle od výrobce dobře vyváženy, ale časem může opotřebení a nánosy materiálu způsobit nevyváženost. Je vhodné pravidelně kontrolovat úroveň vibrací v rámci údržby a provádět vyvážení, pokud tato úroveň překročí doporučené limity.

Lze vyvažování ventilátorů provést na místě?

Ano. Vyvažování ventilátorů lze často provádět na místě (in situ) pomocí přenosného vyvažovacího zařízení. Vyvažování na místě, stejně jako výše popsaná služba, využívá vlastní ložiska ventilátoru a nevyžaduje demontáž stroje. To šetří čas a zajišťuje vyvážení ventilátoru za běžných provozních podmínek.