Εξισορρόπηση ανεμιστήρα – Εξάλειψη κραδασμών και παράταση διάρκειας ζωής εξοπλισμού

Φανταστείτε έναν βιομηχανικό ανεμιστήρα υψηλής ταχύτητας να τρέμει βίαια, με τα μπουλόνια να χαλαρώνουν σε κάθε περιστροφή. Αυτό το εφιαλτικό σενάριο συχνά προκαλείται από μια μικρή ανισορροπία στον ρότορα του ανεμιστήρα. Οι υπερβολικοί κραδασμοί και ο θόρυβος είναι κάτι περισσότερο από απλές ενοχλήσεις — είναι προειδοποιητικά σημάδια ενός προβλήματος που μπορεί να οδηγήσει σε δαπανηρούς χρόνους διακοπής λειτουργίας και επισκευές.

Εξισορρόπηση ανεμιστήρα είναι η διαδικασία διόρθωσης αυτής της ανισορροπίας. Είναι μια από τις πιο περιζήτητες διαδικασίες στη συντήρηση εξοπλισμού, επειδή οι ανεμιστήρες είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι σε οποιαδήποτε ανομοιόμορφη κατανομή βάρους. Ακόμα και η παραμικρή απόκλιση μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικούς κραδασμούς. Μια ανισορροπία προκύπτει όταν το γεωμετρικό κέντρο του άξονα του ανεμιστήρα δεν ευθυγραμμίζεται με το κέντρο μάζας του. Όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα περιστροφής του ανεμιστήρα, τόσο πιο κρίσιμη γίνεται η ακριβής εξισορρόπηση.

Για παράδειγμα, μια ανισορροπία μόλις 20 γραμμαρίων στην άκρη ενός μεγάλου ρότορα ανεμιστήρα που περιστρέφεται στις 3000 σ.α.λ. μπορεί να δημιουργήσει περίπου 900 N φυγοκεντρικής δύναμης — περίπου σαν ένα βάρος 90 κιλών που χτυπάει τα ρουλεμάν 50 φορές ανά δευτερόλεπτο. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι, αν δεν διορθωθεί, μια τέτοια ανισορροπία προκαλεί γρήγορα ζημιά.

Τι προκαλεί την ανισορροπία του ανεμιστήρα;

Οι πιο συνηθισμένες αιτίες ανισορροπίας ανεμιστήρων περιλαμβάνουν:

• Φθορά των πτερυγίων του ανεμιστήρα
• Συσσώρευση ρύπων στα πτερύγια του ανεμιστήρα
• Χαλαρή συναρμολόγηση ή κακή ευθυγράμμιση της φτερωτής στην πλήμνη
• Διακυμάνσεις θερμοκρασίας στο περίβλημα ή τον άξονα του ανεμιστήρα
• Απώλεια βάρους εξισορρόπησης (που είχε προστεθεί προηγουμένως)
• Παραμόρφωση λεπίδας (κάμψη ή ζημιά)

Γιατί είναι σημαντική η εξισορρόπηση του ανεμιστήρα;

Η λειτουργία ενός μη ισορροπημένου ανεμιστήρα έχει ως αποτέλεσμα κραδασμούς που είναι επικίνδυνοι για τη συνολική δομή. Οι υπερβολικοί κραδασμοί οδηγούν σε αυξημένη κατανάλωση ενέργειας, επιταχυνόμενη φθορά και συχνά πρόωρη αστοχία των ρουλεμάν (είτε στον άξονα είτε σε υποστηρικτικές δομές). Μπορεί ακόμη και να προκαλέσει μη προγραμματισμένο χρόνο διακοπής λειτουργίας λόγω βλαβών.

Από την άλλη πλευρά, ένας ισορροπημένος ανεμιστήρας θα:

• Λειτουργήστε πιο αποτελεσματικά (λιγότερη σπατάλη ενέργειας)
• Δώστε λιγότερη πίεση στα εξαρτήματά του
• Επεκτείνετε τη διάρκεια ζωής των ρουλεμάν και άλλων εξαρτημάτων
• Λειτουργήστε πιο αθόρυβα

Με λίγα λόγια, είτε εγκαθιστάτε έναν νέο ανεμιστήρα είτε κάνετε σέρβις σε έναν υπάρχοντα, δεν πρέπει ποτέ να παραλείψετε το βήμα εξισορρόπησης κατά τη συντήρηση.

Σημαντικό: Ενώ η ανισορροπία είναι η πιο συνηθισμένη αιτία υψηλών κραδασμών στους ανεμιστήρες, δεν είναι η μόνη αιτία. Δομικά προβλήματα, υπερβολικά διάκενα, προβλήματα με ιμάντες κίνησης, κακή ευθυγράμμιση, ρωγμές στον ρότορα ή ελαττωματικά ρουλεμάν μπορούν επίσης να προκαλέσουν κραδασμούς. Είναι σημαντικό να αναθέσετε σε έναν έμπειρο ειδικό στη διάγνωση κραδασμών να προσδιορίσει τη βασική αιτία οποιασδήποτε αυξημένης δόνησης πριν υποθέσετε ότι η ζυγοστάθμιση θα την διορθώσει.

Σχόλιο ειδικού

Όπως δείχνει η εμπειρία, οι άνθρωποι συχνά αναζητούν υπηρεσίες ζυγοστάθμισης κάθε φορά που υπάρχει αύξηση των κραδασμών. Ωστόσο, η ζυγοστάθμιση είναι στην πραγματικότητα το τελικό βήμα για τη μείωση των κραδασμών. Πριν προχωρήσετε σε αυτό το βήμα, μια διεξοδική διάγνωση κραδασμών Πρέπει να διενεργηθεί έλεγχος της κατάστασης του εξοπλισμού. Οποιεσδήποτε ελλείψεις – όπως ελαττώματα στους συνδέσμους, έλλειψη ευθυγράμμισης του άξονα ή ανεπαρκής ακαμψία στη δομή στήριξης – θα πρέπει πρώτα να εντοπιστούν και να διορθωθούν. Μόνο τότε θα πρέπει να προχωρήσετε στο στάδιο της εξισορρόπησης, εάν εξακολουθεί να είναι απαραίτητο.

Για παράδειγμα, ένας πρόσφατος πελάτης ζήτησε εξισορρόπηση ανεμιστήρα για μια μονάδα στεγνωτηρίου. Οι μετρήσεις κραδασμών μας (συγκεκριμένα το φάσμα ταχύτητας κραδασμών) έδειξαν την παρουσία μηχανικής χαλαρότητας. Κατά την επιθεώρηση, ανακαλύψαμε ζημιά στο σημείο όπου η δομή στήριξης του ανεμιστήρα ήταν προσαρτημένη στη βάση. Αφού επανασυγκρατήσαμε τα στηρίγματα και κάναμε εκ νέου διάγνωση, διαπιστώσαμε ότι η υπολειπόμενη ανισορροπία ήταν εντός αποδεκτών ορίων. Σε αυτήν την περίπτωση, η εξισορρόπηση δεν χρειαζόταν πλέον. Προβλήματα όπως χαλαρές βάσεις ή κακές ευθυγραμμίσεις θα εμποδίσουν την επιτυχή εξισορρόπηση. Να θυμάστε ότι η εξισορρόπηση πρέπει να εκτελείται μόνο σε μηχάνημα που βρίσκεται σε καλή μηχανική κατάσταση.

Πώς εκτελείται η εξισορρόπηση ανεμιστήρων

Οι ειδικοί μας συνήθως εκτελούν εξισορρόπηση ανεμιστήρα (είτε εξισορρόπηση της πτερωτής είτε ολόκληρης της φτερωτής του ανεμιστήρα) επί τόπου χρησιμοποιώντας τα ίδια τα ρουλεμάν του ανεμιστήρα. Αυτή η επιτόπια προσέγγιση επιτρέπει μέγιστη ακρίβεια και ταχύτητα χωρίς να απαιτείται αποσυναρμολόγηση, αποφεύγοντας περιττές παρεμβολές στη δομή του εξοπλισμού.

Σε κάθε εργασία εξισορρόπησης, στοχεύουμε στην χαμηλότερη δυνατή υπολειμματική ανισορροπία και τηρούμε τα πρότυπα ποιότητας εξισορρόπησης. ISO 1940-1-2007 για την κατάλληλη κατηγορία εξοπλισμού. Για να το πετύχουμε αυτό, χρησιμοποιούμε μια φορητή συσκευή δυναμικής εξισορρόπησης — τον αναλυτή κραδασμών Balanset-1A.

Εμπλεκόμενα βήματα:

Η διαδικασία εξισορρόπησης αποτελείται από διάφορα στάδια. Ο αριθμός των αισθητήρων που χρησιμοποιούνται και η τοποθέτησή τους μπορεί να καθορίζεται από τον κατασκευαστή του ανεμιστήρα. Οι γενικές οδηγίες συνιστούν την τοποθέτηση αισθητήρων στα ρουλεμάν του άξονα του ανεμιστήρα και στο περίβλημα. Εάν αυτό δεν είναι δυνατό λόγω περιορισμών σχεδιασμού, τότε οι αισθητήρες θα πρέπει να τοποθετούνται σε θέσεις που συνδέονται όσο το δυνατόν πιο άμεσα με τα ρουλεμάν.

1. Εγκαταστήστε τους αισθητήρες κραδασμών κάθετα στον άξονα περιστροφής του ρότορα.

   

2. Τοποθετήστε το στροφόμετρο στη μαγνητική βάση.

   

3. Κολλήστε αντανακλαστική ταινία στην τροχαλία και στρέψτε τον αισθητήρα στροφών προς την ταινία.
4. Συνδέστε τους αισθητήρες κραδασμών στη συσκευή εξισορρόπησης και συνδέστε τη συσκευή στον φορητό υπολογιστή.

   

5. Ξεκινήστε το λογισμικό εξισορρόπησης στον φορητό υπολογιστή.
6. Επιλέξτε τη λειτουργία εξισορρόπησης δύο επιπέδων.

   

7. Εισαγάγετε το αναγνωριστικό του ρότορα (όνομα ή αριθμό) και τη θέση του.
8. Ζυγίστε το βάρος δοκιμής και εισαγάγετε την τιμή του και την ακτίνα στην οποία θα εγκατασταθεί.

   

9. Θέστε σε λειτουργία τον ανεμιστήρα (ρότορα) και μετρήστε το αρχικό επίπεδο κραδασμών (βασική τιμή).

   

10. Τοποθετήστε το βάρος δοκιμής στο πρώτο επίπεδο διόρθωσης στον ρότορα του ανεμιστήρα.
11. Θέστε ξανά σε λειτουργία τον ανεμιστήρα και πραγματοποιήστε μια δεύτερη μέτρηση κραδασμών.
12. Επαληθεύστε ότι το πλάτος ή η φάση της δόνησης έχει αλλάξει κατά τουλάχιστον 20% (υποδεικνύοντας ότι το βάρος δοκιμής είχε μετρήσιμη επίδραση).
13. Αφαιρέστε το βάρος δοκιμής από το πρώτο επίπεδο και τοποθετήστε το στο δεύτερο επίπεδο του ρότορα.
14. Θέστε ξανά σε λειτουργία τον ανεμιστήρα και πραγματοποιήστε μια τρίτη μέτρηση κραδασμών.
15. Στη συνέχεια, το λογισμικό υπολογίζει τα απαιτούμενα βάρη διόρθωσης και τις γωνίες στις οποίες θα τα τοποθετήσει στο πρώτο και δεύτερο επίπεδο.

    

16. Αφαιρέστε το βάρος δοκιμής από το ρότορα.
17. Προετοιμάστε το μόνιμο βάρος διόρθωσης της καθορισμένης μάζας (όπως υπολογίστηκε).
18. Συνδέστε ή συγκολλήστε το/τα διορθωτικό/ά βάρος/βάρη στον ρότορα στις υποδεικνυόμενες θέσεις.

    

19. Θέστε ξανά σε λειτουργία τον ανεμιστήρα και βεβαιωθείτε ότι η εξισορρόπηση ήταν επιτυχής (τα επίπεδα κραδασμών βρίσκονται πλέον εντός αποδεκτών ορίων).
20. Εάν το λογισμικό προτείνει περαιτέρω μικρές ρυθμίσεις, προσθέστε το επιπλέον βάρος όπως συνιστάται και ελέγξτε ξανά την ισορροπία μέχρι να ελαχιστοποιηθεί η δόνηση.

Ακολουθώντας αυτήν τη διαδικασία, εξασφαλίζουμε υψηλό επίπεδο ακρίβειας στην εξισορρόπηση των ανεμιστήρων, γεγονός που συμβάλλει στη μακροπρόθεσμη απόδοση και αξιοπιστία του βιομηχανικού σας εξοπλισμού.

Συμπέρασμα

Η σωστή εξισορρόπηση των ανεμιστήρων εξαλείφει μία από τις κύριες πηγές κραδασμών των μηχανημάτων. Το αποτέλεσμα είναι η ομαλότερη και πιο αξιόπιστη λειτουργία του εξοπλισμού σας. Η παραμέληση αυτού του βήματος μπορεί να οδηγήσει σε δαπανηρές βλάβες, ενώ η εφαρμογή τακτικής εξισορρόπησης (μετά την επιδιόρθωση τυχόν υποκείμενων μηχανικών προβλημάτων) θα σας εξοικονομήσει χρόνο και χρήματα μακροπρόθεσμα. Μην περιμένετε για να δονείται μόνος του ένας ανεμιστήρας — συμπεριλάβετε την εξισορρόπηση ως μέρος του προγράμματος συντήρησης για να προστατεύσετε τα μηχανήματά σας και να τα διατηρήσετε σε βέλτιστη λειτουργία.

Συχνές ερωτήσεις

Τι προκαλεί την ανισορροπία του ανεμιστήρα;

Η ανισορροπία του ανεμιστήρα προκαλείται συνήθως από ανομοιόμορφη κατανομή μάζας στα περιστρεφόμενα μέρη. Συνήθεις αιτίες περιλαμβάνουν φθορά από τριβή στα πτερύγια του ανεμιστήρα, συσσώρευση βρωμιάς στα πτερύγια, χαλαρές ή μη ευθυγραμμισμένες πτερωτές, διακυμάνσεις θερμοκρασίας που προκαλούν διαστολή ή συστολή υλικού, απώλεια προηγουμένως εγκατεστημένων βαρών ζυγοστάθμισης ή φυσική παραμόρφωση ενός πτερυγίου.

Γιατί είναι σημαντική η εξισορρόπηση του ανεμιστήρα;

Ένας ανεμιστήρας χωρίς ισορροπία παράγει υπερβολικούς κραδασμούς που μπορούν να προκαλέσουν ζημιά στον ανεμιστήρα και στον συνδεδεμένο εξοπλισμό. Η εξισορρόπηση ενός ανεμιστήρα μειώνει αυτούς τους κραδασμούς, αποτρέποντας την σπατάλη ενέργειας και ελαχιστοποιώντας την καταπόνηση στα ρουλεμάν και σε άλλα εξαρτήματα. Ένας σωστά ισορροπημένος ανεμιστήρας λειτουργεί επίσης πιο αθόρυβα και αποτελεσματικά, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.

Πώς ισορροπείτε έναν ανεμιστήρα;

Η εξισορρόπηση του ανεμιστήρα πραγματοποιείται προσθέτοντας ή αφαιρώντας βάρος στον ρότορα (πτερωτή) του ανεμιστήρα για να διορθωθεί οποιαδήποτε ανισορροπία μάζας. Η γενική διαδικασία περιλαμβάνει τη μέτρηση της δόνησης του ανεμιστήρα, τον προσδιορισμό της ανισορροπίας και στη συνέχεια την τοποθέτηση μικρών διορθωτικών βαρών σε συγκεκριμένες θέσεις στον ρότορα για την αντιστάθμισή της. Οι σύγχρονοι φορητοί ζυγοσταθμιστές χρησιμοποιούν αισθητήρες και λογισμικό για να καθοδηγήσουν αυτήν τη διαδικασία και να υπολογίσουν το ακριβές βάρος και την τοποθέτηση που απαιτείται. (Δείτε την παραπάνω βήμα προς βήμα διαδικασία για λεπτομέρειες.)

Πότε πρέπει να ισορροπείται ένας βιομηχανικός ανεμιστήρας;

Ένας βιομηχανικός ανεμιστήρας θα πρέπει να ζυγοσταθμίζεται κάθε φορά που παρατηρείτε υπερβολικούς κραδασμούς ή μετά από οποιαδήποτε εργασία επισκευής/συντήρησης που θα μπορούσε να διαταράξει την ισορροπία του (όπως αντικατάσταση ή συγκόλληση πτερυγίων ανεμιστήρα). Οι νέοι ανεμιστήρες συνήθως ζυγοσταθμίζονται καλά από τον κατασκευαστή, αλλά με την πάροδο του χρόνου η φθορά και η συσσώρευση υλικών μπορούν να προκαλέσουν ανισορροπία. Είναι καλή πρακτική να ελέγχετε περιοδικά τα επίπεδα κραδασμών ως μέρος της συντήρησης και να εκτελείτε ζυγοστάθμιση εάν αυτά τα επίπεδα υπερβαίνουν τα συνιστώμενα όρια.

Μπορεί η εξισορρόπηση ανεμιστήρων να γίνει επί τόπου;

Ναι. Η εξισορρόπηση των ανεμιστήρων μπορεί συχνά να γίνει επί τόπου (in situ) χρησιμοποιώντας φορητό εξοπλισμό εξισορρόπησης. Η εξισορρόπηση επί τόπου, όπως και η υπηρεσία που περιγράφεται παραπάνω, χρησιμοποιεί τα ίδια τα ρουλεμάν του ανεμιστήρα και δεν απαιτεί αποσυναρμολόγηση του μηχανήματος. Αυτό εξοικονομεί χρόνο και διασφαλίζει ότι ο ανεμιστήρας είναι εξισορροπημένος υπό τις κανονικές συνθήκες λειτουργίας του.