¿Qué es la norma ISO 14694?

Respuesta rápida

ISO 14694 (Ventiladores industriales: Especificaciones para la calidad del equilibrio y los niveles de vibración) es la norma que adapta Grados G ISO 1940 y Zonas de vibración ISO 10816 específicamente para ventiladores industriales. Define Categorías BV (BV-1 a BV-5) para la calidad de equilibrio del impulsor y Categorías FV (FV-1 a FV-5) para una vibración operativa máxima. El valor por defecto es BV-3 (G 6.3) para el equilibrio y FV-3 (≤ 4,5 mm/s RMS) para la aceptación de vibraciones.

Los ventiladores son las máquinas rotativas más comunes en la industria, pero tienen características únicas (impulsores de gran diámetro, fuerzas aerodinámicas significativas, a menudo rotores en voladizo y entornos operativos muy variables) que justifican una norma específica. La norma ISO 14694 elimina la ambigüedad de la interpretación de las normas de uso general para ventiladores al proporcionar categorías BV y FV específicas para cada aplicación que son claras, inequívocas y directamente utilizables en las especificaciones de compra y las pruebas de aceptación.

La norma cubre todos los tipos: ventiladores centrífugos (radiales), axiales, de flujo mixto y de flujo cruzado de todos los tamaños para uso terrestre estacionario. Excluye aeronaves, vehículos de colchón de aire y aplicaciones especializadas similares.

Estructura en dos partes

ISO 14694 se divide lógicamente en dos partes complementarias que reflejan sus dos sistemas de categorías:

  • Parte 1 - BV (Calidad de equilibrio): Especifica el desequilibrio residual admisible para el rodete del ventilador solo, antes del montaje. Verificado en un máquina equilibradora.
  • Parte 2 - FV (Límites de vibración): Especifica la vibración operativa máxima para el ventilador completo montado. Verificado por medición en los alojamientos de los rodamientos durante el funcionamiento por ISO 10816 metodología.

Equilibrar los requisitos de calidad (categorías BV)

Las categorías BV especifican el residuo máximo admisible desequilibrar para el impulsor del ventilador como componente independiente. Cada categoría BV corresponde directamente a un ISO 1940-1 Grado G. Este mapeo es la contribución clave de la norma ISO 14694: elimina las conjeturas a la hora de seleccionar el grado G correcto proporcionando orientaciones específicas para cada ventilador.

Desequilibrio residual admisible (ISO 14694 / ISO 1940)
Túpor = (9 549 × G × m) / n
Túpor en g-mm | G = valor de grado BV en mm/s | m = masa del impulsor en kg | n = velocidad máxima de servicio en RPM

Seleccionar la categoría BV adecuada

  • BV-1 (G 1.0): Ultraprecisión: turboventiladores con impulsores pequeños de muy alta velocidad. Requiere máquinas equilibradoras especializadas de alta velocidad con resolución de submiligramos. Rara vez se especifica fuera de los turboventiladores y los equipos semiconductores.
  • BV-2 (G 2.5): Ventiladores para servicios críticos (ID/FD de centrales eléctricas), HVAC sensibles al ruido (hospitales, estudios de grabación, salas blancas) y ventiladores centrífugos de alta velocidad por encima de 3 000 RPM. A menudo se combina con la aceptación FV-1 o FV-2.
  • BV-3 (G 6.3): La norma para el gran mayoría de ventiladores industriales - centrífugos y axiales, suministro/retorno HVAC, ventilación de procesos. Este es el valor por defecto si no se especifica contractualmente ninguna categoría de BV.
  • BV-4 (G 16): Ventiladores para servicio pesado que manipulan aire cargado de partículas o corrosivo: colectores de polvo, manipulación de materiales, ventilación de minas. La tolerancia más holgada reconoce que estos ventiladores necesitan un reequilibrado frecuente debido a la acumulación y la erosión.
  • BV-5 (G 40): Impulsores no críticos, muy lentos: ventiladores de torres de refrigeración, ventilación agrícola, sistemas temporales.
Utilizar la velocidad del servicio, no la de la máquina de equilibrado

La tolerancia debe calcularse en el velocidad máxima de funcionamiento. Muchos impulsores se equilibran en máquinas de baja velocidad a 300-600 RPM, pero el cálculo de la tolerancia debe utilizar la velocidad de funcionamiento real (por ejemplo, 1 480 RPM). El uso de la velocidad de la máquina de equilibrado produce una tolerancia que es peligrosamente floja.

Equilibrio entre un plano y dos planos

La norma ISO 14694 sigue las directrices de la norma ISO 21940-12: los rodetes estrechos (anchura/diámetro L/D < 0,5, típico de la mayoría de los ventiladores centrífugos) necesitan plano único equilibrado - full Upor se aplica a un plano. Los rodetes anchos o los rotores de ventilador axiales largos (L/D ≥ 0,5) necesitan equilibrio dinámico de dos planos - Upor se divide entre los planos (a partes iguales para los rotores simétricos, proporcionalmente para los asimétricos).

Límites de vibración operativa (categorías FV)

Las categorías FV definen la banda ancha máxima permitida Velocidad de vibración RMS (mm/s) medidos en los alojamientos de los cojinetes del ventilador completo a la velocidad y carga de diseño, en el rango de 10-1 000 Hz por ISO 10816-1 metodología.

Cimentación rígida frente a flexible

Al igual que la norma ISO 10816, la norma ISO 14694 reconoce que la estructura de soporte afecta de forma crítica a la vibración medida:

  • Rígido: Abanico sobre hormigón macizo o acero pesado. En primer lugar frecuencia natural del sistema ventilador-fundación por encima de 1× RPM. Lecturas de vibración más bajas.
  • Flexible: Ventilador sobre aisladores de muelle, almohadillas de goma o plataforma de acero ligero. Primera frecuencia natural inferior a 1× RPM. Lecturas de vibración más altas, pero menor transmisión de fuerza al edificio.

Algunas especificaciones permiten una categoría FV superior para ventiladores de montaje flexible (por ejemplo, FV-3 rígido → FV-4 flexible para la misma aplicación).

Conformidad BV ≠ Conformidad FV

Un impulsor perfectamente equilibrado (que cumpla la norma BV-3) no no garantizar que el ventilador montado cumple la norma FV-3. La vibración de funcionamiento depende de muchos factores además del equilibrio del impulsor: eje desalineación, estado del rodamiento, fundación resonancia, Las fuerzas aerodinámicas (distorsión de entrada, posición del amortiguador), la tensión de la correa y el estado del acoplamiento. La VB es necesaria pero no suficiente para la VF.

Fuentes aerodinámicas de vibración de los ventiladores

A diferencia de la mayoría de las máquinas rotativas, los ventiladores interactúan dinámicamente con la corriente de aire, creando fuentes de vibración exclusivas de los ventiladores:

  • Frecuencia de paso de las palas (BPF): Todos los ventiladores producen vibraciones a BPF = álabes × RPM ÷ 60. Una amplitud de BPF excesiva indica problemas de holgura, distorsión de la entrada o interacción guía-alabe.
  • Distorsión de entrada: Codos, compuertas u obstrucciones cerca de la entrada crean un flujo no uniforme → carga periódica de las palas →. armonía de la velocidad del eje.
  • Parada y sobrecarga: Un funcionamiento alejado del punto de diseño provoca inestabilidad aerodinámica -calado de las palas o sobrecarga del sistema-, produciendo vibraciones y ruido de banda ancha.
  • Acumulación de material: En los colectores de polvo y las fábricas de cemento, los depósitos irregulares en las aspas crean un desequilibrio progresivo. Un ventilador que cumplía el BV-3 en la puesta en marcha puede superar los límites de FV en cuestión de semanas.

Pruebas de aceptación - Verificación en dos fases

Etapa 1: Verificación del equilibrio del impulsor (BV)

El impulsor se equilibra en una máquina equilibradora calibrada. antes del montaje. El procedimiento:

  1. Montar el impulsor en el mandril de la equilibradora o en sus propios cojinetes
  2. Equilibrado en uno o dos planos (en función de la relación L/D)
  3. Reducir el desequilibrio residual por debajo de Upor para la categoría BV especificada
  4. Documento: desequilibrio inicial, masas de corrección colocadas, desequilibrio residual final
  5. Criterio de aprobación: residuo final ≤ Upor para el BV especificado

Fase 2: Prueba de vibración operativa (FV)

Tras el montaje y la instalación, el ventilador se prueba en condiciones de funcionamiento:

  1. Instale sensores de vibración en los alojamientos de los rodamientos - tres direcciones ortogonales (V, H, A) en cada rodamiento
  2. Poner en marcha el ventilador a la velocidad y punto de funcionamiento previstos; dejar que se estabilice térmicamente (15-30 min).
  3. Registro de la velocidad RMS de banda ancha (mm/s) en el intervalo de 10-1 000 Hz
  4. Criterio de aprobación: la lectura individual más alta de cualquier rodamiento en cualquier dirección ≤ límite de categoría FV
Graba siempre todo el espectro

Aunque la aceptación se basa en el RMS global, registre siempre el Espectro FFT durante la puesta en marcha. Si el ventilador presenta problemas más adelante, la comparación con el espectro de referencia es muy valiosa para el diagnóstico. El sitio Balanset-1A registra automáticamente tanto el RMS global como el espectro de frecuencia completo.

Equilibrado de impulsores de ventiladores

Muchos ventiladores industriales deben equilibrarse in situ, ya sea porque el rodete es demasiado grande para desmontarlo o porque se ha perdido el equilibrio durante el funcionamiento debido a la acumulación de material, la erosión o daños en los álabes. La norma ISO 14694 apoya implícitamente el equilibrado in situ como forma práctica de mantener el cumplimiento de BV y FV durante toda la vida útil del ventilador.

Cuándo es necesario equilibrar el campo

  • La vibración del ventilador supera el límite FV y el espectro FFT muestra un componente dominante 1× (desequilibrio)
  • La acumulación de material ha modificado el equilibrio del impulsor desde la puesta en servicio
  • Reparación de la cuchilla, sustitución de la cuchilla o sustitución de la protección contra la erosión.
  • El impulsor no puede desmontarse sin un desmontaje importante (ventiladores centrífugos en carcasas helicoidales)
  • El programa de producción no puede adaptarse a una parada prolongada para equilibrar el taller.

Procedimiento con Balanset-1A

  1. Configuración: Montar el sensor de vibraciones en el alojamiento del rodamiento (dirección radial), el tacómetro láser orientado hacia el eje. Seleccione el modo de un plano (F2) o de dos planos (F3).
  2. Ejecución inicial: Registre la vibración de referencia: amplitud y fase a 1× la velocidad del eje. Ejemplo: 8,2 mm/s a 135°.
  3. Peso de prueba: Monte una masa conocida (por ejemplo, 20 g) en una hoja o cubo accesible. Ejecutar de nuevo, registrar nuevo vector. Ejemplo: 5,5 mm/s a 210°.
  4. Corrección: El software calcula la masa y el ángulo necesarios. Ejemplo: "Añadir 35 g a 285°". División del peso disponible para el montaje de la cuchilla.
  5. Verificar: La ejecución final confirma la vibración residual por debajo del límite FV. Resultado típico: 1,0-2,0 mm/s tras un ciclo de corrección.
Un avión frente a dos aviones sobre el terreno

La mayoría de los impulsores de ventiladores centrífugos son lo suficientemente estrechos para plano único equilibrado (modo Balanset F2). Los rodetes anchos, los ventiladores multietapa y los ventiladores axiales largos necesitan dos planos (Balanset F3 con dos sensores). Prueba rápida: medir ambos rodamientos - si hay una diferencia significativa de amplitud o fase, utilizar dos planos.

Casos prácticos - ISO 14694 en la práctica

Caso 1: Ventilador de suministro HVAC - Pruebas de aceptación

Fan: Alimentación centrífuga HVAC, 22 kW, 1 460 RPM, masa del impulsor 38 kg, accionamiento directo sobre base rígida de hormigón.

Espec: BV-3 (G 6,3), FV-3 (≤ 4,5 mm/s).

Tolerancia BV: Túpor = 9 549 × 6.3 × 38 / 1 460 = 1 566 g-mm total → 783 g-mm por plano.

Comprobación de saldo: Certificado de fábrica: 420 g-mm residual - muy dentro del límite de 1 566 g-mm. ✅

Prueba FV: Lectura más alta: 3,8 mm/s (horizontal, cojinete del extremo motriz). Dentro del límite FV-3 de 4,5 mm/s. ✅

Espectro de referencia: Limpio 1× a 24,3 Hz, pequeño BPF a 170 Hz (7 aspas). Ventilador sano.

Caso 2: Ventilador del colector de polvo - Desequilibrio progresivo por acumulación

Fan: Aspirador radial, 30 kW, 1 750 RPM, rodete 40 kg, base rígida.

Problema: La vibración pasó de 3,5 mm/s en la puesta en servicio a 9,8 mm/s al cabo de 6 meses. Límite rígido FV-3 = 4,5 mm/s → EXCEDE.

Diagnóstico: Balanset-1A FFT: pico 1× dominante a 29,2 Hz = velocidad del eje. Mínimo 2× u otros armónicos. Causa: acumulación no uniforme de polvo en las palas.

Acción: Cuchillas limpias, equilibradas con Balanset-1A. Peso de prueba 15 g, corrección calculada 28 g a 195°. Equilibrio posterior: 1,3 mm/s. ✅

Recomendación: Programar la limpieza trimestral + reequilibrado de los ventiladores de manipulación de materiales.

Caso 3: Extractor de tejado - Problema de resonancia en el paso de álabes

Fan: Extractor centrífugo de techo, 15 kW, 2 940 RPM, rodete 8 kg, aisladores de muelle (flexibles).

Problema: Vibración global 12,5 mm/s. El equilibrado del campo se redujo 1×, de 7,0 a 1,5 mm/s, pero en general sólo bajó a 10,8 mm/s.

Diagnóstico: La FFT muestra un fuerte pico 7× a 343 Hz = 8,5 mm/s (BPF, 7 álabes × 49 Hz). Carcasa del ventilador frecuencia natural a ~340 Hz - resonancia.

Causa principal: Codo de 90° inmediatamente antes de la entrada → velocidad de entrada no uniforme → excitación BPF → amplificación de la resonancia de la carcasa.

Solución: Se instalan álabes guía de entrada y se traslada el codo aguas arriba. El BPF se redujo a 2,1 mm/s. En conjunto: 3,2 mm/s. ✅

Este caso ilustra por qué el cumplimiento del BV por sí solo no garantiza el cumplimiento del FV: los factores aerodinámicos producen vibraciones independientemente de la calidad del equilibrio.

Relación con otras normas

La norma ISO 14694 no existe de forma aislada, sino que hace referencia a varias normas internacionales y se basa en ellas:

  • ISO 1940-1 / ISO 21940-11: El sistema de grados G al que hacen referencia las categorías BV. ISO 14694 selecciona los grados G adecuados para cada tipo de ventilador.
  • ISO 10816-1 / ISO 20816-1: Metodología general de medición de vibraciones. Las categorías FV se derivan de las zonas ISO 10816 y son compatibles con ellas.
  • ISO 10816-3: Máquinas industriales 15-300 kW. Los ventiladores de esta gama podrían utilizar cualquiera de las dos normas, pero la ISO 14694 proporciona orientaciones más específicas para los ventiladores.
  • ISO 5801: Pruebas de rendimiento de los ventiladores. Las pruebas FV hacen referencia a las condiciones de funcionamiento de esta norma.
  • ISO 13347: Acústica del ventilador (ruido). Relacionado pero independiente: reducir las vibraciones suele reducir la transmisión de ruido.
  • AMCA 204: Norma norteamericana sobre vibraciones de los ventiladores. Ámbito de aplicación similar; los ventiladores que cumplen una suelen cumplir la otra.
Equipos Vibromera para el cumplimiento de la norma ISO 14694

En Balanset-1A El equilibrador portátil ofrece: medición de vibraciones de dos canales (ambos rodamientos simultáneamente), calculadora de tolerancia ISO 1940 / ISO 14694 integrada, plano único y plano doble equilibrando modos, división del peso de corrección para pesos montados en la hoja, Análisis espectral FFT para el diagnóstico de averías, y el modo vibrómetro para la medición de aceptación de FV. El sitio Balanset-4 lo amplía a cuatro canales para complejos conjuntos de ventiladores con varios rodamientos.

Norma oficial: ISO 14694 en ISO Store →

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