Afbalancering af ventilator

Udgivet af Nikolai Shelkovenko på

Bærbart afbalanceringsapparat og vibrationsanalysator Balanset-1A

Bærbart afbalanceringsapparat og vibrationsanalysator Balanset-1A

€1,751.00

Balanset-1A er udstyret med 2 kanaler og er designet til dynamisk afbalancering i to planer. Det gør den velegnet til en lang række anvendelser, herunder knusere, ventilatorer, mulchmaskiner, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre. Dens alsidighed Læs mere her...

SKU: BS-1
Kategori:

Afbalancering af ventilator

(Information brugt fra ISO 31350-2007 VIBRATION. INDUSTRIELLE VENTILATORER. KRAV TIL PRODUCERET VIBRATION OG AFBALANCERINGSKVALITET)

Ventilatorens vibrationer er en af dens vigtigste tekniske egenskaber. Den indikerer kvaliteten af produktets design og fremstilling. Øgede vibrationer kan indikere forkert installation af ventilatoren, forringelse af dens tekniske tilstand osv. Af denne grund måles ventilatorvibrationer normalt under godkendelsestests, under installation før idriftsættelse samt ved udførelse af et program til overvågning af maskinens tilstand. Ventilatorens vibrationsdata bruges også til at designe dens støtte- og forbindelsessystemer (kanaler). Vibrationsmålinger udføres normalt med åbne suge- og afgangsporte, men det skal bemærkes, at ventilatorvibrationer kan variere betydeligt med ændringer i luftstrømmens aerodynamik, rotationshastighed og andre egenskaber.
ISO 10816-1-97, ISO 10816-3-2002 og ISO 31351-2007 fastlægger målemetoder og definerer placering af vibrationssensorer. Hvis vibrationsmålinger udføres for at vurdere deres indvirkning på kanalen eller ventilatorbasen, vælges målepunkterne i overensstemmelse hermed.
Målinger af ventilatorvibrationer kan være dyre, og nogle gange overstiger deres omkostninger betydeligt omkostningerne ved at fremstille selve produktet. Derfor bør der kun indføres begrænsninger på værdierne for individuelle diskrete vibrationskomponenter eller vibrationsparametre i frekvensbånd, når overskridelse af disse værdier indikerer en fejlfunktion i ventilatoren. Antallet af vibrationsmålepunkter bør også begrænses ud fra den tilsigtede brug af måleresultaterne. Normalt er det tilstrækkeligt at måle vibrationer ved ventilatorstøtterne for at vurdere ventilatorens vibrationstilstand.
Basen er det, som ventilatoren er monteret på, og som giver den nødvendige støtte til ventilatoren. Basens masse og stivhed er valgt for at forhindre forstærkning af de vibrationer, der overføres gennem den.
Der findes to typer støtter:
  • Eftergivende støtte: Et ventilatorstøttesystem, der er designet, så støttens første egenfrekvens er betydeligt lavere end ventilatorens driftsfrekvens. Ved bestemmelse af understøtningens grad af eftergivenhed skal der tages hensyn til elastiske indsatser mellem ventilatoren og understøtningsstrukturen. Støttens eftergivenhed sikres ved at ophænge ventilatoren på fjedre eller placere støtten på elastiske elementer (fjedre, gummiisolatorer osv.). Den naturlige frekvens for ophængningssystemet - ventilatoren er normalt mindre end 25% af den frekvens, der svarer til den testede ventilators mindste rotationshastighed.
  • Stiv støtte: Et ventilatorstøttesystem, der er designet, så støttens første egenfrekvens er betydeligt højere end driftsrotationsfrekvensen. Stivheden af ventilatorunderlaget er relativ. Den skal ses i forhold til stivheden af maskinens lejer. Forholdet mellem lejehusets vibration og basens vibration karakteriserer indflydelsen af basens eftergivenhed. Basen kan betragtes som stiv og tilstrækkelig massiv, hvis amplituden af basisvibrationen (i enhver retning) nær maskinens fødder eller støtteramme er mindre end 25% af det maksimale vibrationsmålingsresultat, der er opnået ved den nærmeste lejestøtte (i enhver retning).
Da massen og stivheden af den midlertidige base, som ventilatoren er installeret på under fabrikstesten, kan afvige betydeligt fra installationsforholdene på driftsstedet, gælder fabriksbetingelsernes grænseværdier for smalbåndsvibrationer i rotationsfrekvensområdet, og for ventilatortest på stedet - for bredbåndsvibrationer, der bestemmer maskinens samlede vibrationstilstand. Driftsstedet er det endelige installationssted for ventilatoren, som driftsbetingelserne er defineret for.
Fan-kategorier (BV-kategorier)
Ventilatorer kategoriseres ud fra karakteristika for deres tilsigtede brug, afbalanceringsnøjagtighedsklasser og anbefalede grænseværdier for vibrationsparametre. Ventilatorens design og formål er kriterier, der gør det muligt at klassificere mange typer ventilatorer i henhold til acceptable ubalanceværdier og vibrationsniveauer (BV-kategorier).
Tabel 1 viser de kategorier, som ventilatorer kan henføres til baseret på deres anvendelsesforhold, under hensyntagen til tilladte ubalanceværdier og vibrationsniveauer. Ventilatorkategorien bestemmes af producenten.

Tabel 1 - Ventilatorkategorier

Betingelser for anvendelse Eksempler Strømforbrug, kW BV-kategori
Bolig- og kontorlokaler Loft- og loftsventilatorer, klimaanlæg til vinduer ≤ 0.15 BV-1
> 0.15 BV-2
Bygninger og landbrugslokaler Ventilatorer til ventilations- og airconditionsystemer; Ventilatorer i serieudstyr ≤ 3.7 BV-2
> 3.7 BV-3
Industrielle processer og energiproduktion Ventilatorer i lukkede rum, miner, transportbånd, kedler, vindtunneler, gasrensningssystemer ≤ 300 BV-3
> 300 se ISO 10816-3
Transport, herunder marinefartøjer Ventilatorer på lokomotiver, lastbiler og biler ≤ 15 BV-3
> 15 BV-4
Tunneler Ventilatorer til ventilation af undergrundsbaner, tunneler og garager ≤ 75 BV-3
> 75 BV-4
Enhver BV-4
Petrokemisk produktion Ventilatorer til fjernelse af farlige gasser og til brug i andre teknologiske processer ≤ 37 BV-3
> 37 BV-4
Produktion af computerchips Ventilatorer til at skabe rene rum Enhver BV-5
Noter
1 Denne standard omhandler kun ventilatorer med en effekt på mindre end 300 kW. Vibrationsvurderingen af ventilatorer med større effekt er i overensstemmelse med ISO 10816-3. Elektriske motorer i standardserier kan dog have en nominel effekt på op til 355 kW. Ventilatorer med sådanne elektriske motorer bør accepteres i henhold til denne standard.
2 Tabel 1 gælder ikke for lette aksialventilatorer med stor diameter (normalt fra 2800 til 12500 mm) og lav hastighed, der bruges i varmevekslere, køletårne osv. Afbalanceringsnøjagtighedsklassen for sådanne ventilatorer skal være G16, og ventilatorkategorien - BV-3.
Ved køb af individuelle rotorelementer (hjul eller løbehjul) til efterfølgende montering på ventilatoren skal disse elementers afbalanceringsnøjagtighedsklasse (se tabel 2) følges, og ved køb af ventilatoren som helhed skal resultaterne af fabriksvibrationstest (tabel 4) og vibrationer på stedet (tabel 5) også tages i betragtning. Normalt er der enighed om disse egenskaber, så valget af ventilator kan foretages ud fra dens BV-kategori.
Kategorien i tabel 1 er typisk for normal brug af ventilatorer, men i begrundede tilfælde kan kunden anmode om en ventilator i en anden BV-kategori. Det anbefales at specificere ventilatorens BV-kategori, afbalanceringsnøjagtighedsklasse og acceptable vibrationsniveauer i kontrakten om levering af udstyr.
Der kan indgås en separat aftale mellem kunden og producenten om ventilatorens installationsforhold, således at fabrikstesten af den samlede ventilator tager højde for de planlagte installationsforhold på driftsstedet. Hvis der ikke foreligger en sådan aftale, er der ingen begrænsninger for typen af underlag (stift eller eftergivende) til fabrikstests.

Afbalancering af ventilator

Generelle bestemmelser
Ventilatorproducenten er ansvarlig for at afbalancere ventilatorerne i henhold til det relevante forskriftsdokument. Denne standard er baseret på kravene i ISO 1940-1. Afbalanceringen udføres normalt på meget følsomme, specialdesignede afbalanceringsmaskiner, der giver mulighed for en nøjagtig vurdering af den resterende ubalance.
Nøjagtighedsklasser for ventilatorafbalancering
Afbalanceringsnøjagtighedsklasserne for ventilatorhjul anvendes i overensstemmelse med tabel 2. Ventilatorproducenten kan udføre afbalancering for flere elementer i samlingen, som ud over hjulet kan omfatte akslen, koblingen, remskiven osv. Derudover kan individuelle monteringselementer kræve afbalancering.

Tabel 2 - Klasser for afbalanceringsnøjagtighed

Ventilator-kategori
Nøjagtighedsklasse for afbalancering af rotor (hjul)
BV-1
G16
BV-2
G16
BV-3
G6.3
BV-4
G2.5
BV-5
G1.0
Bemærk: Ventilatorer i kategori BV-1 kan omfatte små ventilatorer, der vejer mindre end 224 g, og hvor det er vanskeligt at opretholde den specificerede afbalanceringsnøjagtighed. I dette tilfælde skal ensartetheden af massefordelingen i forhold til ventilatorens rotationsakse sikres af produktionsteknologien.

Måling af blæservibrationer

Krav til måling
Generelle bestemmelser
Figur 1 - 4 viser nogle mulige målepunkter og -retninger på hvert ventilatorleje. De værdier, der er angivet i tabel 4, vedrører målinger i retningen vinkelret på rotationsaksen. Antallet og placeringen af målepunkter for både fabrikstest og målinger på stedet bestemmes efter producentens skøn eller efter aftale med kunden. Det anbefales at måle på lejerne på ventilatorhjulets aksel (impeller). Hvis dette ikke er muligt, skal sensoren installeres et sted, hvor den korteste mekaniske forbindelse mellem den og lejet er sikret. Sensoren bør ikke monteres på ikke-understøttede paneler, ventilatorhuset, indkapslingselementer eller andre steder, der ikke er direkte forbundet med lejet (sådanne måleresultater kan bruges, men ikke til at vurdere ventilatorens vibrationstilstand, men til at få oplysninger om de vibrationer, der overføres til kanalen eller bunden - se ISO 31351 og ISO 5348.
Figur 1. Placering af en tre-koordinatsensor til en vandret monteret aksialventilator
Figur 2. Placering af en tre-koordinatsensor til en enkelt-sugende radialventilator
Figur 3. Placering af en tre-koordinatsensor til en dobbeltsugende radialventilator
Figur 4. Placering af en tre-koordinatsensor til en lodret monteret aksialventilator
Målinger i vandret retning skal udføres i en ret vinkel i forhold til akselaksen. Målinger i lodret retning skal udføres i en ret vinkel i forhold til den vandrette måleretning og vinkelret på ventilatorakslen. Målinger i længderetningen skal udføres parallelt med akselaksen.
Målinger med sensorer af inerti-typen
Alle vibrationsværdier, der er angivet i denne standard, refererer til målinger foretaget med inerti-sensorer, hvis signal gengiver lejehusets bevægelse.
De anvendte sensorer kan enten være accelerometre eller hastighedssensorer. Man skal være særlig opmærksom på korrekt fastgørelse af sensorer: uden huller på understøtningsfladen, uden svingninger og resonanser. Størrelsen og massen af sensorerne og fastgørelsessystemet bør ikke være for stor for at undgå betydelige ændringer i den målte vibration. Den samlede fejl forårsaget af metoden til fastgørelse af sensorer og kalibrering af målesystemet bør ikke overstige +/- 10% af den målte værdi.
Målinger ved hjælp af berøringsfri sensorer
Efter aftale mellem brugeren og producenten kan der fastsættes krav til den maksimalt tilladte akselforskydning (se ISO 7919-1) i glidelejer. De tilsvarende målinger kan udføres ved hjælp af berøringsfrie sensorer.
I dette tilfælde bestemmer målesystemet forskydningen af akseloverfladen i forhold til lejehuset. Det er indlysende, at den tilladte amplitude af forskydninger ikke bør overstige værdien af lejets frigang. Spillerumsværdien afhænger af lejets størrelse og type, belastningen (radial eller aksial) og måleretningen (nogle lejekonstruktioner har et elliptisk hul, hvor spillerummet i vandret retning er større end i lodret retning). De mange forskellige faktorer, der skal tages i betragtning, gør det ikke muligt at fastsætte ensartede grænser for akselforskydning, men der er nogle anbefalinger i tabel 3. Værdierne i denne tabel repræsenterer en procentdel af den samlede radiale frigangsværdi i lejet i hver retning.
Tabel 3 - Maksimal relativ akselforskydning inden for lejet
Ventilatorens vibrationstilstand Maksimal anbefalet forskydning, procentdel af frigangsværdi (langs enhver akse)
Ibrugtagning/tilfredsstillende tilstand Mindre end 25%
Advarsel +50%
Nedlukning +70%
1) Værdier for radial og aksial frigang for et specifikt leje skal indhentes fra leverandøren.
De angivne værdier tager højde for "falske" forskydninger af akseloverfladen. Disse "falske" forskydninger vises i måleresultaterne, fordi mekaniske afvigelser ud over akselvibrationen også påvirker disse resultater, hvis akslen er bøjet eller har en uafrundet form. Når man bruger en berøringsfri sensor, vil måleresultaterne også omfatte elektriske afvigelser, der bestemmes af de magnetiske og elektriske egenskaber i akselmaterialet ved målepunktet. Det antages, at under idriftsættelse og efterfølgende normal drift af ventilatoren bør området for summen af mekaniske og elektriske udløb ved målepunktet ikke overstige den største af to værdier: 0,0125 mm eller 25% af den målte forskydningsværdi. Runouts bestemmes ved at rotere akslen langsomt (med en hastighed på 25 til 400 o/min), når effekten af kræfter forårsaget af ubalance på rotoren er ubetydelig. Det kan være nødvendigt med yderligere bearbejdning af akslen for at overholde den fastsatte runout-tolerance. Berøringsfrie sensorer bør om muligt monteres direkte på lejehuset.
De angivne grænseværdier gælder kun for en ventilator, der kører i sin nominelle tilstand. Hvis ventilatorens design tillader drift med variabel omdrejningshastighed, er højere vibrationsniveauer mulige ved andre hastigheder på grund af den uundgåelige indflydelse fra resonanser.
Hvis ventilatorens design gør det muligt at ændre vingernes position i forhold til luftstrømmen ved indsugningsåbningen, skal de angivne værdier anvendes for forhold med helt åbne vinger. Det skal bemærkes, at luftstrømsstop, som især ses ved store vinkler på bladene i forhold til indsugningsluftstrømmen, kan føre til øgede vibrationsniveauer.

Støttesystem til ventilatorer

Ventilatorernes vibrationstilstand efter installation bestemmes ud fra understøtningens stivhed. En understøtning anses for at være stiv, hvis den første naturlige frekvens for systemet "ventilator - understøtning" overstiger rotationshastigheden. Normalt kan understøtningen betragtes som stiv, når den er monteret på store betonfundamenter, og som kompatibel, når den er monteret på vibrationsisolatorer. En stålramme, som ofte bruges til montering af ventilatorer, kan tilhøre en af de to understøtningstyper. Hvis man er i tvivl om, hvilken type ventilatorstøtte der er tale om, kan man foretage beregninger eller tests for at bestemme systemets første egenfrekvens. I nogle tilfælde skal ventilatorunderstøtningen betragtes som stiv i én retning og eftergivende i en anden.

Grænser for tilladte ventilatorvibrationer under fabrikstest

Grænseværdierne for vibrationer i tabel 4 gælder for monterede ventilatorer. De relaterer til smalbåndsvibrationshastighedsmålinger ved lejeunderstøtninger for den rotationsfrekvens, der anvendes under fabrikstests.
Tabel 4 - Grænseværdier for vibrationer under fabrikstest
Ventilator-kategori Grænse RMS-vibrationshastighed, mm/s
Stiv støtte Overensstemmende støtte
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
Noter
1 Reglerne for omregning af vibrationshastighedsenheder til forskydnings- eller accelerationsenheder for smalbåndsvibrationer er angivet i Appendiks A.
2 Værdierne i denne tabel gælder for den nominelle belastning og den nominelle omdrejningsfrekvens for ventilatoren, der arbejder i tilstanden med åbne indløbsskovle. Grænseværdierne for andre belastningsforhold skal aftales mellem producenten og kunden, men det anbefales, at de ikke overskrider tabelværdierne med mere end 1,6 gange.

Grænser for tilladte ventilatorvibrationer under test på stedet

En ventilators vibrationer på driftsstedet afhænger ikke kun af dens afbalanceringskvalitet. Faktorer relateret til installationen, som f.eks. støttesystemets masse og stivhed, vil også have indflydelse. Derfor er ventilatorproducenten ikke ansvarlig for ventilatorens vibrationsniveau på driftsstedet, medmindre det er specificeret i kontrakten.
Tabel 5 viser anbefalede grænseværdier (i vibrationshastighedsenheder for bredbåndsvibrationer på lejehuse) for normal drift af ventilatorer i forskellige kategorier.

Tabel 5 - Grænseværdier for vibrationer på driftsstedet

Ventilatorens vibrationstilstand Ventilator-kategori Grænse RMS-vibrationshastighed, mm/s
Stiv støtte Overensstemmende støtte
Ibrugtagning 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
Advarsel 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
Nedlukning 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) Nedlukningsniveauet for ventilatorer i kategori BV-1 og BV-2 er fastlagt på baggrund af en langtidsanalyse af vibrationsmålinger.
Vibrationerne fra nye ventilatorer, der tages i brug, bør ikke overstige "ibrugtagningsniveauet". Når ventilatoren er i drift, forventes dens vibrationsniveau at stige på grund af slidprocesser og den kumulative effekt af påvirkende faktorer. En sådan stigning i vibrationer er generelt naturlig og bør ikke give anledning til bekymring, før den når "advarselsniveauet".
Når vibrationsniveauet når "advarselsniveauet", er det nødvendigt at undersøge årsagerne til de øgede vibrationer og fastlægge foranstaltninger til at reducere dem. Ventilatorens drift i denne tilstand bør overvåges konstant og begrænses til den tid, der er nødvendig for at identificere foranstaltninger til at fjerne årsagerne til de øgede vibrationer.
Hvis vibrationsniveauet når "shutdown"-niveauet, skal der straks træffes foranstaltninger til at fjerne årsagerne til de øgede vibrationer, ellers skal ventilatoren stoppes. Hvis man venter med at bringe vibrationsniveauet ned på et acceptabelt niveau, kan det føre til lejeskader, revner i rotoren og ved svejsepunkter i ventilatorhuset, hvilket i sidste ende kan resultere i, at ventilatoren ødelægges.
Når man vurderer ventilatorens vibrationstilstand, er det vigtigt at overvåge ændringer i vibrationsniveauet over tid. En pludselig ændring i vibrationsniveauet indikerer, at der er behov for øjeblikkelig inspektion og vedligeholdelse af ventilatoren. Når man overvåger vibrationsændringer, bør man ikke tage hensyn til overgangsprocesser forårsaget af f.eks. udskiftning af smøremiddel eller vedligeholdelsesprocedurer.

Indflydelse fra forsamlingsproceduren

Ud over hjul indeholder ventilatorer andre roterende elementer, der kan påvirke ventilatorens vibrationsniveau: drivskiver, remme, koblinger, motorrotorer eller andre drivanordninger. Hvis ordrebetingelserne kræver levering af ventilatoren uden en drivanordning, kan det være upraktisk for producenten at udføre monteringstest for at bestemme vibrationsniveauer. I et sådant tilfælde er der, selv om producenten har afbalanceret ventilatorhjulet, ingen sikkerhed for, at ventilatoren vil køre problemfrit, før ventilatorakslen er forbundet med drevet, og hele maskinen er testet for vibrationer under idriftsættelsen.
Efter montering er det normalt nødvendigt med yderligere afbalancering for at reducere vibrationsniveauet til et acceptabelt niveau. For alle nye ventilatorer i kategorierne BV-3, BV-4 og BV-5 anbefales det at måle vibrationer for den samlede maskine før idriftsættelse. Dette vil etablere en baseline og skitsere yderligere vedligeholdelsesforanstaltninger.
Ventilatorproducenter er ikke ansvarlige for virkningen på vibrationer af drevdele, der er installeret efter fabrikstest.

Værktøjer til vibrationsmåling og kalibrering

Værktøjer til måling
De anvendte måleværktøjer og afbalanceringsmaskiner skal verificeres og opfylde kravene til opgaven. Intervallet mellem verifikationerne bestemmes af producentens anbefalinger for måleværktøjerne (testværktøjerne). Måleværktøjets tilstand skal sikre, at det fungerer normalt i hele testperioden.
Personale, der arbejder med måleværktøjer, skal have tilstrækkelige færdigheder og erfaring til at opdage potentielle funktionsfejl og forringelse af måleværktøjernes kvalitet.
Kalibrering
Alle måleværktøjer skal kalibreres i henhold til standarder. Kalibreringsprocedurens kompleksitet kan variere fra en simpel fysisk inspektion til kalibrering af hele systemet. Korrigerende masser, der bruges til at bestemme den resterende ubalance i henhold til ISO 1940-1, kan også bruges til at kalibrere måleværktøjer.

Dokumentation

Afbalancering
På anmodning, og hvis det fremgår af kontraktbetingelserne, kan kunden få udleveret en testrapport om ventilatorbalancering, som anbefales at indeholde følgende oplysninger:
- Navn på producent af afbalanceringsmaskine, modelnummer;
- Type rotorinstallation: mellem understøtninger eller udkraget;
- Afbalanceringsmetode: statisk eller dynamisk;
- Masse af de roterende dele af rotorenheden;
- Resterende ubalance i hvert korrektionsplan;
- Tilladt restubalance i hvert korrektionsplan;
- Klasse for afbalanceret nøjagtighed;
- Acceptkriterier: accepteret/afvist;
- Balanceringscertifikat (hvis nødvendigt).
Vibration
På anmodning, og hvis det fremgår af kontraktbetingelserne, kan kunden få udleveret en ventilatorvibrationstestrapport, som anbefales at indeholde følgende oplysninger:
- Anvendte måleværktøjer;
- Metode til fastgørelse af vibrationssensor;
- Ventilatorens driftsparametre (luftstrøm, tryk, effekt);
- Ventilatorens rotationsfrekvens;
- Støttetype: stiv eller eftergivende;
- Målte vibrationer:
1) Vibrationssensorens positioner og måleakser,
2) Måleenheder og vibrationsreferenceniveauer,
3) Målefrekvensområde (smalt eller bredt frekvensbånd);
- Tilladt(e) vibrationsniveau(er);
- Målt vibrationsniveau(er);
- Acceptkriterier: accepteret/afvist;
- Certifikat for vibrationsniveau (hvis nødvendigt).

METODER TIL AFBALANCERING AF VENTILATORER PÅ EN AFBALANCERINGSMASKINE

B.1. Ventilator med direkte drev
B.1.1. Generelle bestemmelser
Ventilatorhjulet, som er monteret direkte på motorakslen under monteringen, skal afbalanceres efter samme regel for at tage højde for kilesporseffekten som for motorakslen.
Motorer fra tidligere produktionsår kunne afbalanceres ved hjælp af en hel kilespids. I dag afbalanceres motoraksler med en halv kilerille, som foreskrevet i ISO 31322, og mærkes med bogstavet H (se ISO 31322).
B.1.2. Motorer afbalanceret med fuld nøglegang
Ventilatorhjulet, der er monteret på motorakslen og afbalanceret med en fuld kilespids, skal afbalanceres uden kilespids på en konisk spindel.
B.1.3. Motorer afbalanceret med en halv nøgle
For ventilatorhjulet, der er monteret på motorakslen og afbalanceret med en halv kile, er følgende muligheder mulige:
a) Hvis hjulet har et stålnav, skal du skære et spor i det efter afbalanceringen;
b) balancere på en konisk aksel med en halv nøgle indsat i kilesporet;
c) afbalancere på en aksel med et eller flere kilespor (se B.3) ved hjælp af hele kiler.
B.2. Ventilatorer drevet af en anden aksel
Hvor det er muligt, skal alle roterende elementer, herunder ventilatorakslen og remskiven, afbalanceres som en enkelt enhed. Hvis dette er upraktisk, skal afbalanceringen udføres på en dorn (se B.3) ved hjælp af den samme regel for beregning af kilerillen som for akslen.
B.3. Arbor
Den aksel, som ventilatorhjulet er monteret på under afbalanceringen, skal opfylde følgende krav:
a) være så let som muligt;
b) være i en afbalanceret tilstand, der sikres ved passende vedligeholdelse og regelmæssige inspektioner;
c) helst være konisk for at reducere fejl i forbindelse med excentricitet som følge af tolerancerne i navhullet og dornens dimensioner. Hvis akslen er konisk, skal korrektionsplanernes sande position i forhold til lejerne tages i betragtning i ubalanceberegningerne.
Hvis det er nødvendigt at bruge en cylindrisk dorn, skal der skæres en kilerille i den, hvori der indsættes en hel nøgle til at overføre drejningsmomentet fra doren til ventilatorhjulet.
En anden mulighed er at skære to kilespor i hver sin ende af akseldiameteren, så man kan bruge den omvendte afbalanceringsmetode. Denne metode indebærer følgende trin. Først måles hjulets ubalance ved at indsætte en hel nøgle i det ene kilespor og en halv nøgle i det andet. Drej derefter hjulet 180° i forhold til akslen, og mål ubalancen igen. Forskellen mellem de to ubalanceværdier skyldes den resterende ubalance i akslen og kardanleddet. For at få den sande værdi for rotorens ubalance skal du tage halvdelen af forskellen mellem disse to målinger.

KILDER TIL BLÆSERVIBRATIONER

Der er mange kilder til vibrationer i ventilatoren, og vibrationer ved visse frekvenser kan være direkte forbundet med specifikke designfunktioner i maskinen. Dette appendiks dækker kun de mest almindelige vibrationskilder, der observeres i de fleste typer ventilatorer. Den generelle regel er, at enhver løshed i støttesystemet medfører en forringelse af ventilatorens vibrationstilstand.

Ubalance i ventilatoren

Dette er den primære kilde til ventilatorvibrationer; den er kendetegnet ved tilstedeværelsen af en vibrationskomponent ved rotationsfrekvensen (første harmoniske). Årsagen til ubalancen er, at den roterende masses akse er excentrisk eller vinklet i forhold til rotationsaksen. Det kan skyldes ujævn massefordeling, summen af tolerancer på navhullets og akslens dimensioner, bøjning af akslen eller en kombination af disse faktorer. Vibrationer forårsaget af ubalance virker hovedsageligt i radial retning.
Midlertidig bøjning af akslen kan skyldes ujævn mekanisk opvarmning - på grund af friktion mellem roterende og stationære elementer - eller af elektrisk karakter. Permanent bøjning kan skyldes ændringer i materialeegenskaber eller forkert justering af akslen og ventilatorhjulet, når ventilatoren og motoren er monteret separat.
Under drift kan ventilatorhjulets ubalance øges på grund af partikelaflejringer fra luften. Ved drift i et aggressivt miljø kan ubalancen skyldes ujævn erosion eller korrosion af hjulet.
Ubalance kan korrigeres ved yderligere afbalancering i de relevante planer, men før afbalanceringsproceduren udføres, skal kilderne til ubalance identificeres og elimineres, og maskinens vibrationsstabilitet skal kontrolleres.

Fejljustering af ventilator og motor

Denne fejl kan opstå, når motor- og ventilatorakslerne er forbundet via et remtræk eller en fleksibel kobling. Fejltilpasning kan nogle gange identificeres ved hjælp af karakteristiske vibrationsfrekvenskomponenter, som regel den første og anden harmoniske del af rotationsfrekvensen. I tilfælde af parallel forskydning af akslerne opstår der primært vibrationer i radial retning, men hvis akslerne krydser hinanden i en vinkel, kan vibrationer i længderetningen blive dominerende.
Hvis akslerne er forbundet i en vinkel, og der bruges stive koblinger, begynder der at virke vekslende kræfter i maskinen, hvilket medfører øget slid på aksler og koblinger. Denne effekt kan reduceres betydeligt ved at bruge fleksible koblinger.

Ventilatorvibrationer på grund af aerodynamisk excitation

Vibrationer kan forårsages af ventilatorhjulets interaktion med stationære elementer i konstruktionen, som f.eks. styreblade, motor eller lejer, forkerte spalteværdier eller forkert designede luftindtags- og udstødningsstrukturer. Et karakteristisk træk ved disse kilder er forekomsten af periodiske vibrationer, der er forbundet med hjulets rotationsfrekvens, på baggrund af tilfældige udsving i hjulbladenes interaktion med luften. Vibrationer kan observeres ved harmoniske bladfrekvenser, som er produktet af hjulets rotationsfrekvens og antallet af hjulblade.
Luftstrømmens aerodynamiske ustabilitet, der skyldes, at den staller fra vingens overflade og efterfølgende hvirveldannelse, forårsager bredbåndsvibrationer, hvis spektrumform ændrer sig afhængigt af ventilatorens belastning.
Aerodynamisk støj er kendetegnet ved, at den ikke er relateret til hjulets rotationsfrekvens og kan forekomme ved subharmoniske frekvenser af rotationsfrekvensen (dvs. ved frekvenser under rotationsfrekvensen). I dette tilfælde kan der observeres betydelige vibrationer i ventilatorhuset og kanalerne.
Hvis ventilatorens aerodynamiske system er dårligt afstemt med dens egenskaber, kan der opstå skarpe stød i den. Disse stød kan let skelnes med øret og overføres som impulser til ventilatorens støttesystem.
Hvis de ovennævnte årsager fører til vingevibrationer, kan man undersøge deres art ved at installere sensorer i forskellige dele af konstruktionen.

Ventilatorvibrationer på grund af hvirvler i olielaget

Hvirvler, der kan opstå i smørelaget på glidelejer, observeres ved en karakteristisk frekvens lidt under rotorens rotationsfrekvens, medmindre ventilatoren kører med en hastighed, der overstiger den første kritiske. I sidstnævnte tilfælde vil oliekileinstabilitet blive observeret ved den første kritiske hastighed, og nogle gange kaldes denne effekt for resonanshvirvel.

Kilder til vibrationer fra elektriske ventilatorer

Ujævn opvarmning af motorrotoren kan få den til at bøje, hvilket fører til ubalance (som viser sig ved den første harmoniske).
I tilfælde af en asynkronmotor indikerer tilstedeværelsen af en komponent ved en frekvens, der er lig med rotationsfrekvensen ganget med antallet af rotorplader, defekter relateret til statorpladerne, og omvendt indikerer komponenter ved en frekvens, der er lig med rotationsfrekvensen ganget med antallet af rotorplader, defekter relateret til rotorpladerne.
Mange vibrationskomponenter af elektrisk art er kendetegnet ved, at de straks forsvinder, når der slukkes for strømforsyningen.

Ventilatorvibrationer på grund af excitation fra remtrækket

Generelt er der to typer problemer i forbindelse med remtræk: når drevets funktion påvirkes af eksterne fejl, og når fejlene findes i selve remmen.
I det første tilfælde vibrerer remmen ganske vist, men det skyldes kræfter fra andre kilder, så en udskiftning af remmen vil ikke give det ønskede resultat. Almindelige kilder til sådanne kræfter er ubalance i drivsystemet, remskivens excentricitet, forkert justering og løsnede mekaniske forbindelser. Derfor bør der udføres en vibrationsanalyse for at identificere excitationskilden, før remmene skiftes.
Hvis båndene reagerer på eksterne tvangskræfter, vil deres vibrationsfrekvens sandsynligvis være den samme som excitationsfrekvensen. I dette tilfælde kan excitationsfrekvensen bestemmes ved hjælp af en stroboskopisk lampe, der justeres, så bæltet ser stationært ud i lampens lys.
I tilfælde af et drev med flere remme kan ulige remspænding føre til en betydelig forøgelse af den overførte vibration.
De tilfælde, hvor vibrationskilderne er selve remmene, er relateret til deres fysiske defekter: revner, hårde og bløde pletter, snavs på remmens overflade, manglende materiale på overfladen osv. For kileremme vil ændringer i deres bredde få remmen til at køre op og ned ad remskivens spor, hvilket skaber vibrationer på grund af ændringer i dens spænding.
Hvis vibrationskilden er selve remmen, er vibrationsfrekvenserne normalt de harmoniske dele af remmens rotationsfrekvens. I et specifikt tilfælde vil excitationsfrekvensen afhænge af defektens art og antallet af remskiver, herunder strammere.
I nogle tilfælde kan vibrationsamplituden være ustabil. Det gælder især for drev med flere remme.
Mekaniske og elektriske defekter er kilder til vibrationer, som efterfølgende omdannes til luftbåren støj. Mekanisk støj kan være forbundet med ubalance i ventilator eller motor, lejestøj, aksejustering, vibrationer i kanalvægge og huspaneler, vibrationer i spjældblade, vibrationer i spjældblade, spjæld, rør og understøtninger samt transmission af mekaniske vibrationer gennem strukturen. Elektrisk støj er relateret til forskellige former for elektrisk energiomdannelse: 1) Magnetiske kræfter bestemmes af den magnetiske fluxtæthed, polernes antal og form og luftspaltens geometri; 2) Tilfældig elektrisk støj bestemmes af børster, lysbuer, elektriske gnister osv.
Aerodynamisk støj kan være forbundet med hvirveldannelse, trykpulseringer, luftmodstand osv. og kan have både bredbånds- og smalbåndsnatur. Bredbåndsstøj kan forårsages af: a) vinger, spjæld og andre forhindringer i luftstrømmen; b) ventilatorens rotation som helhed, remme, spalter osv.; c) pludselige ændringer i luftstrømmens retning eller kanaltværsnit, forskelle i strømningshastigheder, strømningsadskillelse på grund af grænseeffekter, strømningskompressionseffekter osv. Smalbåndsstøj kan forårsages af: a) resonanser (orgelpibeeffekt, strengvibrationer, panel-, strukturelementvibrationer osv.); b) hvirveldannelse på skarpe kanter (luftsøjleekcitation); c) rotationer (sireneeffekt, spalter, huller, åbninger på roterende dele).
Stød, der opstår ved kontakt mellem forskellige mekaniske elementer i strukturen, frembringer støj, der ligner den, der frembringes af et hammerslag, tordenskrald, en tom kasse, der giver genlyd osv. Slaglyde kan høres fra tandhjulsslag og defekte remklapper. Slagimpulser kan være så flygtige, at det er nødvendigt med særligt højhastighedsoptagelsesudstyr for at skelne mellem periodiske slagimpulser og forbigående processer. I det område, hvor der forekommer mange slagimpulser, skaber overlejringen af deres toppe en konstant brummeffekt.

Vibrationens afhængighed af ventilatorens understøtningstype

Det korrekte valg af ventilatorstøtte eller fundamentdesign er nødvendigt for en problemfri drift. For at sikre, at de roterende komponenter flugter, når ventilator, motor og andre drivanordninger installeres, bruges en stålramme eller et armeret betonfundament. Nogle gange fører et forsøg på at spare på støttekonstruktionen til, at man ikke kan opretholde den nødvendige justering af maskinkomponenterne. Det er især uacceptabelt, når vibrationer er følsomme over for ændringer i justeringen, især for maskiner, der består af separate dele, som er forbundet med metalbeslag.
Fundamentet, som basen er lagt på, kan også påvirke ventilatorens og motorens vibrationer. Hvis fundamentets egenfrekvens ligger tæt på ventilatorens eller motorens rotationsfrekvens, vil fundamentet resonere under ventilatorens drift. Dette kan påvises ved at måle vibrationer flere steder på fundamentet, det omgivende gulv og ventilatorstøtterne. Under resonansforhold overstiger den lodrette vibrationskomponent ofte den vandrette betydeligt. Vibrationer kan dæmpes ved at gøre fundamentet stivere eller øge dets masse. Selv om ubalance og forskydning elimineres, så man kan reducere de tvingende kræfter, kan der stadig være betydelige forudsætninger for vibrationer. Det betyder, at hvis ventilatoren sammen med dens understøtning er tæt på resonans, vil det kræve mere præcis afbalancering og mere nøjagtig akselopretning at opnå acceptable vibrationsværdier, end det typisk kræves for sådanne maskiner. Denne situation er uønsket og bør undgås ved at øge understøtningens eller betonblokkens masse og/eller stivhed.

Guide til tilstandsovervågning og diagnosticering af vibrationer

Hovedprincippet i overvågning af maskiners vibrationstilstand (herefter kaldet tilstanden) er at observere resultaterne af korrekt planlagte målinger for at identificere en tendens til stigende vibrationsniveauer og betragte det ud fra potentielle problemer. Overvågning er anvendelig i situationer, hvor skader udvikler sig langsomt, og mekanismens tilstandsforringelse manifesterer sig gennem målbare fysiske tegn.
Ventilatorvibrationer, der skyldes udviklingen af fysiske defekter, kan overvåges med bestemte intervaller, og når der registreres en stigning i vibrationsniveauet, kan observationsfrekvensen øges, og der kan udføres en detaljeret tilstandsanalyse. I dette tilfælde kan årsagerne til vibrationsændringer identificeres baseret på vibrationsfrekvensanalyse, hvilket gør det muligt at bestemme de nødvendige foranstaltninger og planlægge deres implementering, længe før skaden bliver alvorlig. Normalt anses foranstaltninger for nødvendige, når vibrationsniveauet stiger med 1,6 gange eller med 4 dB sammenlignet med basislinjeniveauet.
Tilstandsovervågningsprogrammet består af flere faser, som kort kan formuleres som følger:
a) Identificer ventilatorens tilstand og bestem basisvibrationsniveauet (det kan afvige fra det niveau, der blev opnået under fabrikstests på grund af forskellige installationsmetoder osv;)
b) Vælg vibrationsmålepunkter;
c) Bestem observations- (måle-) frekvensen;
d) fastlægge proceduren for registrering af oplysninger;
e) fastlægge kriterierne for vurdering af ventilatorens vibrationstilstand, grænseværdier for absolutte vibrationer og vibrationsændringer, opsummere erfaringerne med drift af lignende maskiner.
Da ventilatorer typisk kører uden problemer ved hastigheder, der ikke nærmer sig de kritiske, bør vibrationsniveauet ikke ændre sig væsentligt ved små ændringer i hastighed eller belastning, men det er vigtigt at bemærke, at når ventilatoren kører med variabel omdrejningshastighed, gælder de fastsatte vibrationsgrænseværdier for den maksimale driftsomdrejningshastighed. Hvis den maksimale omdrejningshastighed ikke kan nås inden for den fastsatte vibrationsgrænse, kan det være tegn på et alvorligt problem, som kræver en særlig undersøgelse.
Nogle af de diagnostiske anbefalinger i Appendiks C er baseret på erfaring med ventilatordrift og er beregnet til sekventiel anvendelse ved analyse af årsagerne til øget vibration.
For kvalitativt at vurdere en specifik ventilators vibrationer og fastlægge retningslinjer for yderligere tiltag kan man bruge de grænser for vibrationstilstanden, der er fastlagt i ISO 10816-1.
Det forventes, at vibrationsniveauerne for nye ventilatorer vil ligge under grænseværdierne i tabel 3. Disse værdier svarer til grænsen for zone A i vibrationstilstanden i henhold til ISO 10816-1. Anbefalede værdier for advarsels- og nedlukningsniveauer er fastlagt ud fra en analyse af oplysninger, der er indsamlet om specifikke typer af ventilatorer.
INFORMATION OM OVERHOLDELSE
INTERNATIONALE STANDARDER, DER ANVENDES SOM NORMATIVE REFERENCER I DENNE STANDARD
Tabel H.1
Udpegning af den mellemstatslige referencestandard
Udpegning og titel på den internationale referencestandard og den betingede udpegning af dens grad af overensstemmelse med den internationale referencestandard
ISO 1940-1-2007
ISO 1940-1:1986. Vibrationer. Krav til afbalanceringskvalitet af stive rotorer. Del 1. Bestemmelse af tilladt ubalance (IDT)
ISO 5348-2002
ISO 5348:1999. Vibration og stød. Mekanisk montering af accelerometre (IDT)
ISO 7919-1-2002
ISO 7919-1:1996. Vibrationer i ikke-reciprokerende maskiner. Målinger på roterende aksler og kriterier for evaluering. Del 1. Generelle retningslinjer (IDT)
ISO 10816-1-97
ISO 10816-1:1995. Vibrationer. Evaluering af maskinens tilstand ved hjælp af vibrationsmålinger på ikke-roterende dele. Del 1. Generelle retningslinjer (IDT)
ISO 10816-3-2002
ISO 10816-3:1998. Vibrationer. Evaluering af maskinens tilstand ved hjælp af vibrationsmålinger på ikke-roterende dele. Del 3. Industrimaskiner med en nominel effekt på mere end 15 kW og nominelle hastigheder på 120 til 15000 o/min, in situ-målinger (IDT)
ISO 10921-90
ISO 5801:1997. Industrielle ventilatorer. Test af ydeevne ved hjælp af standardiserede kanaler (NEQ)
ISO 19534-74
ISO 1925:2001. Vibrationer. Afbalancering. Ordliste (NEQ)
ISO 24346-80
ISO 2041:1990. Vibration og stød. Ordliste (NEQ)
ISO 31322-2006 (ISO 8821:1989)
ISO 8821:1989. Vibrationer. Afbalancering. Retningslinjer for hensyntagen til kilesporseffekten ved afbalancering af aksler og monterede dele (MOD)
ISO 31351-2007 (ISO 14695:2003)
ISO 14695:2003. Industrielle ventilatorer. Metoder til måling af vibrationer (MOD)
Bemærk: Følgende betingede betegnelser for standardens overensstemmelsesgrad anvendes i denne tabel: IDT - identiske standarder;
Kategorier: EksempelImpeller

0 Kommentarer

Skriv et svar

Avatar-pladsholder
da_DKDansk
da_DKDansk en_USEnglish bg_BGБългарски zh_CN简体中文 hrHrvatski cs_CZČeština nl_NLNederlands etEesti fiSuomi fr_FRFrançais de_DEDeutsch elΕλληνικά hu_HUMagyar id_IDBahasa Indonesia it_ITItaliano ja日本語 ko_KR한국어 lvLatviešu valoda lt_LTLietuvių kalba nb_NONorsk bokmål pl_PLPolski pt_BRPortuguês do Brasil pt_PTPortuguês ro_RORomână ru_RUРусский sk_SKSlovenčina sl_SISlovenščina es_ESEspañol sv_SESvenska thไทย tr_TRTürkçe ukУкраїнська hi_INहिन्दी viTiếng Việt