Indregulering af industriel udsugningsventilator: Komplet guide fra teori til praksis

Afsnit 1: Grundlæggende principper for ubalance - Forståelse af "hvorfor"

Afbalancering af roterende masser er en af nøgleoperationerne i forbindelse med vedligeholdelse og reparation af industrielt udstyr, især afgørende for udstødningsbalancering For effektiv og informeret eliminering af problemer relateret til overdreven vibration er en dyb forståelse af de fysiske processer, der ligger til grund for ubalance, dens varianter, årsager og destruktive konsekvenser nødvendig.

1.1. Ubalancens fysik: Vibrationers videnskab

I en ideel verden ville et roterende legeme, såsom et udstødningsventilatorhjul, være perfekt afbalanceret. Fra et mekanisk synspunkt betyder det, at dets primære centrale inertiakse fuldstændigt falder sammen med den geometriske rotationsakse. I virkeligheden opstår der dog på grund af fremstillingsfejl og driftsmæssige faktorer en tilstand kaldet ubalance, hvor rotorens massemidtpunkt er forskudt i forhold til dens rotationsakse.

Når en sådan ubalanceret rotor begynder at rotere, genererer denne masseforskydning centrifugalkraft. Denne kraft ændrer kontinuerligt retning, virker vinkelret på rotationsaksen og overføres gennem akslen til lejeunderstøtninger og derefter til hele strukturen. Denne cykliske kraft er den grundlæggende årsag til vibrationer.

Hvor F er centrifugalkraften, m er den ubalancerede masses størrelse, ω er vinkelhastigheden, og r er afstanden fra rotationsaksen til den ubalancerede masse (excentricitet).

Det centrale aspekt ved dette forhold er, at inertialkraften vokser proportionalt med kvadratet af rotationshastigheden (ω²). Dette har enorm praktisk betydning for udstødningsbalancering procedurer. For eksempel vil en fordobling af udsugningsventilatorens hastighed øge vibrationskraften med fire gange. Denne ikke-lineære vækst forklarer, hvorfor en udsugningsventilator, der fungerer acceptabelt ved lave hastigheder, kan udvise katastrofale vibrationsniveauer, når den når nominel eller øget hastighed, f.eks. når den styres via frekvensomformere.

1.2. Klassificering af ubalance: Tre typer problemer

Rotorubalance, afhængigt af den indbyrdes placering af inertiaksen og rotationsaksen, er opdelt i tre hovedtyper:

Statisk ubalance (kraft/statisk ubalance)

Definition: Opstår, når inertiaksen forskydes parallelt med rotationsaksen. Dette kan visualiseres som at have et "tungt punkt" på rotoren.

Diagnose: Denne type ubalance er unik, idet den manifesterer sig selv i hvile. Hvis en sådan rotor placeres på vandrette understøtninger med lav friktion (kaldet "knivsægge"), vil den altid dreje under tyngdekraften og stoppe med den tunge spids nedad.

Rettelse: Elimineres relativt enkelt ved at tilføje (eller fjerne) korrigerende masse i ét plan, 180 grader modsat det identificerede tunge punkt. Statisk ubalance er karakteristisk for smalle, skiveformede rotorer med lave længde-til-diameter-forhold (L/D) (f.eks. mindre end 0,5).

Ubalance i parforholdet

Definition: Opstår, når inertiaksen skærer rotationsaksen i rotorens massemidtpunkt. Fysisk set svarer dette til at have to lige store ubalancerede masser placeret i to forskellige planer langs rotorens længde og placeret 180 grader fra hinanden.

Diagnose: I statisk position er en sådan rotor afbalanceret og vil ikke have tendens til at indtage nogen specifik position. Under rotation skaber dette par af masser dog et "rokkende" eller "slingrende" moment, der har tendens til at dreje rotoren vinkelret på rotationsaksen, hvilket forårsager stærke vibrationer ved understøtningerne.

Rettelse: Kræver korrektion i mindst to planer for at kompensere for dette moment.

Dynamisk ubalance

       

Definition: Dette er det mest generelle og hyppigt forekommende tilfælde i praksis, hvor inertiaksen hverken er parallel med eller skærer rotationsaksen, men skæver med den i rummet. Dynamisk ubalance er altid en kombination af statiske og parvise ubalancer.

Diagnose: Manifesterer sig kun under rotorens rotation.

Rettelse: Kræver altid afbalancering i mindst to korrektionsplaner for samtidig at kompensere for både kraft- og momentkomponenter.

1.3. Grundlæggende årsager til problemer: Hvor kommer ubalance fra?

Årsagerne til ubalance kan opdeles i to store grupper, der er særligt relevante for udstødningsbalancering applikationer:

Operationelle faktorer (mest almindelige):

• Materialeakkumulering: Den mest almindelige årsag til, at udsugningsventilatorer fungerer i forurenede miljøer. Ujævn ophobning af støv, snavs, maling, procesprodukter eller fugt på impellerblade ændrer massefordelingen.
• Slid og korrosion: Ujævnt slid på knive, dråbeerosion fra væskeindtrængning eller kemisk korrosion fører til massetab i nogle områder og deraf følgende ubalance.
• Termisk deformation: Ujævn opvarmning eller afkøling af rotoren, især under længerevarende nedlukning af varmt udstyr, kan føre til midlertidig eller permanent bøjning af akslen eller impelleren.
• Tab af balancevægte: Tidligere installerede korrektionsvægte kan løsne sig på grund af vibrationer, korrosion eller mekanisk påvirkning.

Produktions- og monteringsfejl:

• Produktionsfejl: Materialeuensartethed (f.eks. støbeporøsitet), unøjagtigheder i bearbejdningen eller dårlig kvalitet af bladmontering på impelleren.
• Monterings- og installationsfejl: Forkert montering af impeller på aksel, forkert justering, løsning af navfastgørelse, forkert justering af motor- og ventilatoraksler.
• Relaterede komponentproblemer: Brug af ikke-standardiserede eller slidte drivremme, lejefejl, løsning af enhedens montering på fundamentet (tilstand kendt som "blød fod").

1.4. Konsekvenser af ubalance: Kædereaktion af ødelæggelse

At ignorere ubalanceproblemer fører til en kædereaktion af destruktive konsekvenser, der påvirker både mekaniske udstyrskomponenter og økonomisk ydeevne, især kritisk i udstødningssystemer:

Mekaniske konsekvenser:

• Vibration og støj: En kraftig stigning i vibrationer og støj er den mest åbenlyse konsekvens, hvilket fører til forringede arbejdsforhold og fungerer som det første tegn på funktionsfejl.
• Accelereret lejeslid: Den hyppigste, dyreste og farligste konsekvens. Cykliske belastninger fra centrifugalkraften forårsager accelereret udmattelse og ødelæggelse af rulleelementer og løbebaner, hvilket reducerer lejernes levetid med ti gange.
• Træthedssvigt: Langvarig eksponering for vibrationer fører til ophobning af træthed i metal, hvilket potentielt kan forårsage ødelæggelse af aksler, støttestrukturer, svejsninger og endda brud på ankerbolte, der fastgør enheden til fundamentet.
• Skader på tilstødende komponenter: Vibrationer ødelægger også koblingsforbindelser, remdrev og akseltætninger.

Økonomiske og operationelle konsekvenser:

• Øget energiforbrug: En betydelig del af motorenergien bruges ikke på at bevæge luft, men på at skabe vibrationer, hvilket fører til direkte økonomiske tab.
• Reduceret ydeevne: Vibrationer kan forstyrre impellerens aerodynamiske egenskaber, hvilket fører til reduceret luftstrøm og tryk skabt af udstødningsventilatoren.
• Nødstilfælde: I sidste ende fører ubalance til nødstop af udstyr, hvilket resulterer i dyre reparationer og tab som følge af nedetid på produktionslinjen.
• Sikkerhedstrusler: I kritiske tilfælde er det muligt, at impelleren ødelægges ved høje hastigheder, hvilket udgør en direkte trussel mod personalets liv og helbred.

Afsnit 2: Vibrationsdiagnostik - Kunsten at stille præcise diagnoser

Korrekt diagnose er hjørnestenen i vellykket afbalancering. Før man fortsætter med massekorrektion, er det nødvendigt med høj sikkerhed at fastslå, at ubalance faktisk er den primære årsag til overdreven vibration. Dette afsnit er dedikeret til instrumentelle metoder, der ikke kun muliggør problemdetektion, men også præcis identifikation af dets natur.

2.1. Hvorfor vibration ikke altid er ubalance: Differentialdiagnose

Et nøgleprincip, som enhver vedligeholdelsesspecialist skal forstå: overdreven vibration er et symptom, ikke en diagnose. Selvom ubalance er en af de mest almindelige årsager til vibrationer i udsugningsventilatoren, kan adskillige andre defekter skabe lignende mønstre, der skal udelukkes, før man begynder. udstødningsbalancering arbejde.

Hovedfejl, der "forklæder" sig som ubalance:

• Forskydning: Akselforskydning mellem motor og ventilator. I vibrationsspektret karakteriseret ved en betydelig peak ved dobbelt driftsfrekvens (2x), især i aksial retning.
• Mekanisk løshed: Løsning af lejestøttebolte, revner i fundamentsrammen. Manifesterer sig som en serie af løbende frekvensharmoniske (1x, 2x, 3x osv.) og i alvorlige tilfælde subharmoniske (0,5x, 1,5x).
• Defekter i rullelejer: Afskalning, revner på løbebaner eller rulleelementer. Genererer vibrationer ved karakteristiske højfrekvente, ikke-synkrone (ikke multipla af rotationsfrekvens) komponenter beregnet ud fra lejegeometri.
• Bøjet skaft: Skaber vibrationer ved både driftsfrekvenser (1x) og dobbelt driftsfrekvens (2x), hvilket komplicerer diagnosen betydeligt og kræver obligatorisk faseanalyse for at skelne fra ubalance og fejljustering.
• Resonans: Skarp, multipel vibrationsforstærkning, når driftsrotationsfrekvensen falder sammen med en af konstruktionens naturlige frekvenser. Denne ekstremt farlige tilstand elimineres ikke ved afbalancering.

2.2. Specialistens værktøjskasse: Ingeniørens øjne og ører

Præcis vibrationsdiagnostik og efterfølgende udstødningsbalancering kræver specialudstyr:

• Vibrationssensorer (accelerometre): Primære dataindsamlingsmetoder. For at opnå et komplet tredimensionelt billede af maskinens vibrationer installeres sensorer på lejehuse i tre indbyrdes vinkelrette retninger: vandret, lodret og aksial.
• Bærbare vibrationsanalysatorer/balancere: Moderne instrumenter som Balanset-1A kombinerer funktioner fra et vibrometer (måling af samlet vibrationsniveau), en Fast Fourier Transform (FFT) spektrumanalysator, en fasemåler og en afbalanceringsberegner. De muliggør komplet diagnosticering og afbalancering direkte på udstyrets driftssted.
• Omdrejningstæller (optisk eller laser): Integreret del af ethvert afbalanceringssæt. Nødvendig til præcis måling af rotationshastighed og synkronisering af fasemåling. Til drift påføres et lille stykke reflekterende tape på akslen eller anden roterende del.
• Software: Specialiseret software gør det muligt at vedligeholde udstyrsdatabaser, analysere vibrationstendenser over tid, udføre dybdegående spektrumdiagnostik og automatisk generere arbejdsrapporter.

2.3. Aflæsning af vibrationsspektre (FFT-analyse): Dechiffrering af maskinsignaler

Vibrationssignalet målt af accelerometeret repræsenterer en kompleks amplitude-tidsafhængighed. Til diagnostik er et sådant signal dårligt informativt. Den vigtigste analysemetode er Fast Fourier Transform (FFT), som matematisk opdeler et komplekst tidssignal i dets frekvensspektrum. Spektret viser præcis, hvilke frekvenser der indeholder vibrationsenergi, hvilket muliggør identifikation af disse vibrationskilder.

Den vigtigste ubalanceindikator i vibrationsspektret er tilstedeværelsen af en dominerende top ved en frekvens, der er nøjagtig lig med rotorens rotationsfrekvens. Denne frekvens betegnes som 1x. Denne tops amplitude (højde) er direkte proportional med ubalancens størrelse.

2.4. Faseanalysens nøglerolle: Bekræftelse af diagnose

Faseanalyse er et effektivt værktøj, der muliggør en definitiv bekræftelse af en diagnose af "ubalance" og skelner den fra andre defekter, der også manifesterer sig ved 1x driftsfrekvens.

Fase er i bund og grund tidsforholdet mellem to vibrationssignaler med identisk frekvens, målt i grader. Det viser, hvordan forskellige maskinpunkter bevæger sig i forhold til hinanden og i forhold til det reflekterende mærke på akslen.

Bestemmelse af ubalancetype efter fase:

• Statisk ubalance: Begge lejeunderstøtninger bevæger sig synkront, "i fase". Derfor vil fasevinkelforskellen målt ved to understøtninger i samme radiale retning være tæt på 0° (±30°).
• Par- eller dynamisk ubalance: Understøtningerne udfører oscillerende bevægelse "i modfase". Tilsvarende vil faseforskellen mellem dem være tæt på 180° (±30°).

Enheder

Bærbar afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator Balanset-1A.

€1,751.00

Dele

Vibrationssensor

€90.00

Dele

Optisk sensor (laser-tachometer)

€124.00

Enheder

Balanset-4

€6,803.00

Dele

Magnetisk stativ i størrelse 60 kgf

€46.00

Dele

Reflekterende tape

€10.00

Enheder

Dynamisk afbalancering "Balanset-1A" OEM.

€1,561.00

Afsnit 3: Praktisk balanceringsguide - Trinvise metoder og professionelle tips

Dette afsnit indeholder detaljeret, trinvis vejledning til udførelse udstødningsbalancering arbejde, fra forberedende operationer til specialiserede teknikker til forskellige typer udsugningsventilatorer.

3.1. Forberedende fase - 50% for succes

Kvalitetsforberedelse er nøglen til succes og sikkerhed udstødningsbalanceringForsømmelse af denne fase fører ofte til forkerte resultater og tidsspild.

Sikkerhed først:

Før arbejdet påbegyndes, skal udstyret være fuldstændigt spændingsløst. Standardprocedurer for lockout/tagout (LOTO) anvendes for at forhindre utilsigtet opstart. Fravær af spænding ved motorterminalerne skal verificeres.

Rengøring og visuel inspektion:

Dette er ikke en indledende, men en primær operation. Impelleren skal rengøres grundigt for enhver ophobning - snavs, støv, produkt. I mange tilfælde eliminerer eller reducerer kvalitetsrengøring alene ubalancen fuldstændigt eller betydeligt, hvilket gør yderligere afbalancering unødvendig. Efter rengøring udføres en omhyggelig visuel inspektion af knive, skiver og svejsninger for revner, buler, deformationer og tegn på slid.

Mekanisk kontrol ("Interventionshierarki"):

Før korrigering af massefordelingen skal hele samlingens mekaniske soliditet verificeres:

• Boltforbindelsestramning: Kontroller og spænd om nødvendigt boltene, der fastgør impelleren til navet, navet til akslen, lejehusene til rammen og rammens forankringsbolte til fundamentet.
• Geometrikontrol: Kontroller akselens og impellerens radiale og aksiale kast ved hjælp af måleurer. Kontroller også visuelt eller ved hjælp af skabeloner og måleværktøjer, hvorvidt bladene er justeret, og om deres angrebsvinkel er ensartet.

3.2. Statisk afbalancering: Enkle metoder til simple tilfælde

Statisk afbalancering anvendes på smalle, skiveformede rotorer (f.eks. impeller med lille L/D-forhold), når dynamisk afbalancering er teknisk umulig eller økonomisk upraktisk.

Knivægmetoden:

Klassisk og meget præcis metode. Rotoren (fjernet fra enheden) placeres på to perfekt vandrette, parallelle og glatte prismer eller lavfriktionsunderstøtninger. Under tyngdekraften vil rotorens "tunge punkt" altid have tendens til at indtage den nederste position. Korrektionsvægten installeres direkte over for (ved 180°) dette punkt. Processen gentages, indtil rotoren forbliver i neutral ligevægt i enhver position.

Fri rotationsmetode ("lodlinje"):

Forenklet metode, der kan anvendes til ventilatorer med vinger direkte på plads. Efter fjernelse af drivremme (hvis de er til stede), drejes løbehjulet langsomt og frigives. Det tungeste blad vil falde nedad. Korrektion foretages ved at tilføje små vægte (f.eks. ved hjælp af tape eller magneter) til de letteste blade, indtil løbehjulet holder op med at søge en specifik position.

3.3. Dynamisk feltbalancering: Professionel tilgang

Dette er den primære metode til industriel udstødningsbalanceringudført ved hjælp af specialiserede instrumenter som f.eks. Balanset-1A uden adskillelse af udstyr. Processen består af flere obligatoriske trin.

Trin 1: Indledende måling (indledende kørsel)

• Vibrationssensorer er installeret på lejehuse, og reflekterende tape er påført akslen til omdrejningstælleren.
• Udsugningsventilatoren startes og bringes til nominel driftshastighed.
• Ved hjælp af en vibrationsanalysator registreres de indledende data: amplitude (normalt i mm/s) og fasevinkel (i grader) af vibrationen ved driftsfrekvens 1x. Disse data repræsenterer den indledende ubalancevektor.

Trin 2: Prøvevægtsløb

Logik: For at instrumentet præcist kan beregne, hvordan ubalancen skal korrigeres, er det nødvendigt at introducere en kendt ændring i systemet og observere dens reaktion. Dette er formålet med installation af prøvevægte.

• Valg af masse og placering: Prøveloddet er valgt således, at det forårsager en mærkbar, men sikker ændring i vibrationsvektoren (f.eks. amplitudeændring på 20-30% og/eller faseforskydning på 20-30°). Lodet er midlertidigt fastgjort i det valgte korrektionsplan ved en kendt vinkelposition.
• Måling: Gentag opstart og måling udført, og optag nye amplitude- og faseværdier.

Trin 3: Beregning og installation af korrektionsvægt

Moderne balanceringsinstrumenter som f.eks. Balanset-1A udfører automatisk vektorsubtraktion af den indledende vibrationsvektor fra vektoren opnået med prøvevægten. Baseret på denne forskel (indflydelsesvektor) beregner instrumentet den præcise masse og den præcise vinkel, hvor den permanente korrektionsvægt skal installeres for at kompensere for den indledende ubalance.

Korrektion kan foretages enten ved at tilføje masse (svejse metalplader, montere bolte med møtrikker) eller fjerne masse (bore huller, slibning). Tilføjelse af masse foretrækkes, da det er en reversibel og mere kontrolleret proces.

Trin 4: Verifikationskørsel og trimbalancering

• Efter montering af permanent korrektionsvægt (og fjernelse af prøvevægt) udføres en verifikationskørsel for at evaluere resultatet.
• Hvis vibrationsniveauet er faldet, men stadig overstiger acceptable standarder, udføres trimbalancering. Proceduren gentages, men resultaterne af verifikationskørslen bruges nu som startdata. Dette muliggør en iterativ, trinvis tilgang til den ønskede balancekvalitet.

3.4. Enkelt- eller toplansbalancering? Praktiske udvælgelseskriterier

Valget mellem enkelt- og toplansbalancering er en nøglebeslutning, der påvirker hele procedurens succes, især vigtig for udstødningsbalancering applikationer.

Hovedkriterium: Forholdet mellem rotorlængde (L) og diameter (D).

• Hvis L/D < 0,5 og rotationshastighed mindre end 1000 o/min, dominerer statisk ubalance normalt, og enkeltplansbalancering er tilstrækkelig.
• Hvis L/D > 0,5 eller rotationshastigheden er høj (>1000 o/min), begynder ubalancen i parret at spille en betydelig rolle, hvilket kræver toplansbalancering for at eliminere.

3.5. Særlige forhold ved balancering af overhængende ventilatorer

Udstødningsventilatorer af overhængende type, hvor arbejdshjulet (impelleren) er placeret uden for lejestøtterne, udgør en særlig kompleks afbalancering.

Problem: Sådanne systemer er i sagens natur dynamisk ustabile og ekstremt følsomme over for ubalance, især af par-typen. Dette manifesterer sig ofte som unormalt høj aksial vibration.

Komplikationer: Anvendelse af standard toplansmetoder på overhængende rotorer fører ofte til utilfredsstillende resultater eller kræver installation af utilstrækkeligt store korrektionsvægte. Systemreaktion på prøvevægt kan være uintuitiv: for eksempel kan installation af vægt på impeller forårsage større vibrationsændring ved fjern understøtning (ved motor) end ved nærliggende.

Anbefalinger: Afbalancering af udsugningsventilatorer kræver større specialiseret erfaring og forståelse af dynamik. Det er ofte nødvendigt at bruge specialiserede softwaremoduler i vibrationsanalysatorer, der anvender statisk/parkraftseparationsmetode for mere præcis korrektiv masseberegning.

Afsnit 4: Komplekse sager og professionelle teknikker

Selv med nøje overholdelse af procedurer kan specialister støde på situationer, hvor standardmetoder ikke giver resultater. Disse tilfælde kræver dybere analyse og anvendelse af ikke-standardiserede teknikker.

4.1. Typiske fejl og hvordan man undgår dem

Fejl 1: Forkert diagnose

Den hyppigste og mest omkostningsfulde fejl - forsøg på at afbalancere vibrationer forårsaget af forkert justering, mekanisk løshed eller resonans.

Løsning: Start altid med en fuld vibrationsanalyse (spektrum- og faseanalyse). Hvis spektret ikke viser tydelig 1x peak dominans, men der er betydelige peaks ved andre frekvenser, kan balanceringen ikke begynde, før hovedårsagen er elimineret.

Fejl 2: Ignorering af forberedelsesfasen

Springer over rengøring af impeller eller kontrol af boltforbindelser.

Løsning: Følg nøje "interventionshierarki" beskrevet i afsnit 3.1. Rengøring og opstramning er ikke muligheder, men obligatoriske første skridt.

Fejl 3: Fjernelse af alle gamle balancevægte

Denne handling ødelægger tidligere (muligvis fabriks-) afbalanceringsresultater og komplicerer ofte arbejdet betydeligt, da den indledende ubalance kan blive meget stor.

Løsning: Fjern aldrig alle vægte uden god grund. Hvis impelleren har akkumuleret mange små vægte fra tidligere afbalanceringer, kan de fjernes, men kombiner derefter deres vektorsum til én ækvivalent vægt og monter den på plads.

Fejl 4: Manglende kontrol af dataenes repeterbarhed

Begyndende afbalancering med ustabile initiale amplitude- og faseaflæsninger.

Løsning: Udfør 2-3 kontrolstarter før montering af prøvevægten. Hvis amplitude eller fase "flyder" fra start til start, indikerer dette tilstedeværelsen af et mere komplekst problem (resonans, termisk bøjning, aerodynamisk ustabilitet). Afbalancering under sådanne forhold vil ikke give et stabilt resultat.

4.2. Balancering nær resonans: Når fasen ligger

Problem: Når udsugningsventilatorens driftshastighed er meget tæt på en af systemets naturlige vibrationsfrekvenser (resonans), bliver fasevinklen ekstremt ustabil og meget følsom over for de mindste hastighedsudsving. Dette gør standardvektorberegninger baseret på fasemåling unøjagtige eller helt umulige.

Løsning: Fire-run-metoden

Essens: Denne unikke afbalanceringsmetode bruger ikke fasemålinger. Korrigerende vægtberegning udføres udelukkende baseret på ændringer i vibrationsamplitude.

Proces: Metoden kræver fire sekventielle kørsler:

1. Mål den indledende vibrationsamplitude
2. Mål amplitude med prøvevægt installeret i betinget 0° position
3. Mål amplitude med samme vægt flyttet til 120°
4. Mål amplitude med samme vægt flyttet til 240°

Baseret på fire opnåede amplitudeværdier konstrueres en grafisk løsning (cirkelskæringsmetode), eller der udføres en matematisk beregning, der muliggør bestemmelse af den nødvendige masse og installationsvinkel for den korrektive vægt.

4.3. Når problemet ikke er balance: Strukturelle og aerodynamiske kræfter

Strukturelle problemer:

Svagt eller revnet fundament, løse understøtninger kan give genlyd med udsugningsventilatorens driftsfrekvens og mangedoble vibrationerne.

Diagnose: For at bestemme strukturelle naturlige frekvenser i slukket tilstand anvendes en slagtest (stødtest). Den udføres med en speciel modal hammer og accelerometer. Hvis en af de fundne naturlige frekvenser er tæt på driftsrotationsfrekvensen, er problemet faktisk resonans.

Aerodynamiske kræfter:

Luftturbulens ved indløb (på grund af forhindringer eller for lukkede spjæld, såkaldt "ventilatormangel") eller udløb kan forårsage lavfrekvente, ofte ustabile vibrationer, der ikke er relateret til masseubalance.

Diagnose: Der udføres en test med aerodynamisk belastningsændring ved konstant rotationshastighed (f.eks. ved gradvis åbning/lukning af dæmperen). Hvis vibrationsniveauet ændrer sig betydeligt, er det sandsynligvis aerodynamisk.

4.4. Analyse af virkelige eksempler (casestudier)

Eksempel 1 (Resonans):

I et dokumenteret tilfælde gav indregulering af indblæsningsventilatoren ved hjælp af standardmetoden ingen resultater på grund af ekstremt ustabile faseaflæsninger. Analysen viste, at driftshastigheden (29 Hz) var meget tæt på pumpehjulets naturlige frekvens (28 Hz). Anvendelse af firetrinsmetoden, uafhængigt af fase, muliggjorde en vellykket reduktion af vibrationer til et acceptabelt niveau, hvilket gav en midlertidig løsning, indtil ventilatoren blev udskiftet med en mere pålidelig ventilator.

Eksempel 2 (Flere defekter):

Vibrationsanalyse af udsugningsventilatorer på en sukkerfabrik afslørede komplekse problemer. Et ventilatorspektrum indikerede vinkelforskydning (høje 1x og 2x toppe i aksial retning), mens et andet viste mekanisk løshed (ensartede harmoniske 1x, 2x, 3x). Dette demonstrerer vigtigheden af sekventiel defekteliminering: først blev der udført justering og fastgørelse, og først derefter, om nødvendigt, blev der udført afbalancering.

Afsnit 5: Standarder, tolerancer og forebyggende vedligeholdelse

Den sidste fase af ethvert teknisk arbejde er at evaluere dets kvalitet i henhold til lovgivningsmæssige krav og udvikle en strategi til at vedligeholde udstyret i god stand på lang sigt.

5.1. Oversigt over nøglestandarder (ISO)

Adskillige internationale standarder anvendes til at evaluere afbalanceringskvaliteten og vibrationstilstanden for udsugningsventilatorer.

ISO 14694:2003:

Hovedstandard for industrielle ventilatorer. Fastsætter krav til afbalanceringskvalitet og maksimalt tilladte vibrationsniveauer afhængigt af ventilatorens anvendelseskategori (BV-1, BV-2, BV-3 osv.), effekt og installationstype.

ISO 1940-1:2003:

Denne standard definerer balancekvalitetsgrader (G) for stive rotorer. Kvalitetsgraden karakteriserer den tilladte restubalance. For de fleste industrielle udsugningsventilatorer gælder følgende grader:

• G6.3: Standard industriel kvalitet, egnet til de fleste generelle industrielle anvendelser.
• G2.5: Forbedret kvalitet, der kræves til højhastigheds- eller særligt kritiske udsugningsventilatorer, hvor vibrationskravene er strengere.

ISO 10816-3:2009:

Regulerer evaluering af vibrationstilstanden i industrimaskiner baseret på målinger på ikke-roterende dele (f.eks. lejehuse). Standarden introducerer fire tilstandszoner:

• Zone A: "God" (nyt udstyr)
• Zone B: "Tilfredsstillende" (ubegrænset drift tilladt)
• Zone C: "Acceptabel i begrænset tid" (årsagsidentifikation og -eliminering kræves)
• Zone D: "Uacceptabelt" (vibrationer kan forårsage skade)

ISO 14695:2003:

Denne standard fastlægger ensartede metoder og betingelser for måling af vibrationer i industrielle ventilatorer, hvilket er nødvendigt for at sikre sammenlignelighed og reproducerbarhed af resultater opnået på forskellige tidspunkter og på forskelligt udstyr.

5.2. Langsigtet strategi: Integration i prædiktiv vedligeholdelsesprogram

Udstødningsbalancering bør ikke betragtes som en engangsreparation. Det er en integreret del af en moderne strategi for prædiktiv vedligeholdelse.

Implementering af regelmæssig vibrationsovervågning (f.eks. indsamling af data gennem ruten ved hjælp af bærbare analysatorer) gør det muligt at spore udstyrets tilstand over tid. Trendanalyse, især gradvis vækst i vibrationsamplitude ved driftsfrekvens 1x, er en pålidelig indikator for udviklende ubalance.

Denne tilgang tillader:

• Planlægning af afbalancering på forhånd, inden vibrationsniveauet når de kritiske værdier, der er fastsat i ISO 10816-3-standarden.
• Forebygger sekundære skader på lejer, koblinger og støttestrukturer, der uundgåeligt opstår under langvarig drift med for høje vibrationer.
• Eliminering af uplanlagt nødstop ved at konvertere reparationsarbejde til planlagt forebyggende kategori.

Oprettelse af en elektronisk database over vigtige vibrationstilstande i udstyret og regelmæssig trendanalyse danner grundlag for at træffe teknisk forsvarlige og økonomisk effektive vedligeholdelsesbeslutninger, hvilket i sidste ende øger pålideligheden og den samlede produktionseffektivitet.