¿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 de aplicación de ventiladores (BV-1 a BV-5). Estas categorías se utilizan tanto para la selección del grado de equilibrado como para la selección del límite de vibración. El valor predeterminado de la norma es BV-3 (G 6.3) para el equilibrio y límite especificado (≤ 4.5 mm/s RMS) para la aceptación de vibraciones.

Los ventiladores son la máquina rotativa más común en la industria, pero tienen características únicas — impulsores de gran diámetro, fuerzas aerodinámicas significativas, configuraciones de rotor a menudo en voladizo y entornos de operación muy variables — que justifican una norma específica. ISO 14694 elimina la ambigüedad de interpretar normas de uso general para ventiladores al proporcionar categorías BV específicas de la aplicación y tablas de límites de vibración utilizables directamente en especificaciones de compra y ensayos 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 equilibrado): Especifica el desequilibrio residual admisible para el impulsor del ventilador solo, antes del montaje. Verificado en un máquina equilibradora.
  • Parte 2 — aceptación por vibración (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.

Requisitos de calidad de equilibrado (categorías BV)

Las categorías BV especifican el desequilibrio residual máximo admisible desequilibrio 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 16): Categoría menos exigente de ISO 14694. No la utilice como forma abreviada para ventiladores de precisión.
  • BV-2 (G 16): Categoría general/básica con el mismo grado de calidad de equilibrado que BV-1, pero con un contexto de aplicación/vibración diferente.
  • 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 BV.
  • BV-4 (G 2.5): Categoría de ventiladores de mayor calidad/crítica con una tolerancia de equilibrado más estricta que BV-3.
  • BV-5 (G 1.0): Categoría más estricta para aplicaciones de precisión. Es la tolerancia de equilibrado más exigente de ISO 14694.
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.

Equilibrado uniplanar frente a equilibrado biplanar

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 — U totalpor se aplica a un plano. Los rodetes anchos o los rotores de ventilador axiales largos (L/D ≥ 0,5) necesitan balanceo dinámico en dos planos - Upor se divide entre los planos (a partes iguales para los rotores simétricos, proporcionalmente para los asimétricos).

Límites de vibración operacional

los límites de vibración definen el máximo permitido de vibración de banda ancha 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: Ventilador 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 BV de vibración un nivel superior para ventiladores montados de forma flexible (por ejemplo, límite especificado rígido → límite especificado flexible para la misma aplicación).

Cumplimiento BV ≠ cumplimiento de aceptación por vibración

Un impulsor perfectamente equilibrado (que cumpla la norma BV-3) no no garantiza que el ventilador montado cumpla el límite especificado. La vibración operacional depende de muchos factores además del equilibrado del impulsor: eje desalineación, estado del rodamiento, fundación resonancia, fuerzas aerodinámicas (distorsión de entrada, posición de la compuerta), tensión de la correa y estado del acoplamiento. BV es necesario, pero no suficiente, para la aceptación por vibración.

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 → armónicos de la velocidad del eje.
  • Calado y pompaje: 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 colectores de polvo y plantas de cemento, los depósitos desiguales en las palas crean un desequilibrio progresivo. Un ventilador que cumplía BV-3 en la puesta en marcha puede superar los límites de vibración especificados en pocas semanas.

Pruebas de aceptación - Verificación en dos fases

Etapa 1: Verificación del equilibrado del impulsor (BV)

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

  1. Montar el impulsor en el mandril de la máquina de equilibrado o en sus propios rodamientos
  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. Documentar: desequilibrio inicial, masas de corrección colocadas, desequilibrio residual final
  5. Criterio de aprobación: residuo final ≤ Upor para el BV especificado

Etapa 2: Prueba de vibración operacional (aceptación por vibración)

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

  1. Instale sensores de vibración en las carcasas 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 la categoría BV de vibración
Grabe 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 Balanset-1A registra automáticamente tanto el RMS global como el espectro de frecuencia completo.

Equilibrado en campo de impulsores de ventiladores

Muchos ventiladores industriales deben equilibrarse in situ, ya sea porque el impulsor es demasiado grande para desmontarlo o porque el equilibrado se perdió durante el funcionamiento debido a acumulación de material, erosión o daños en las palas. ISO 14694 respalda implícitamente el equilibrado en campo como la forma práctica de mantener el cumplimiento de BV y de la aceptación por vibración durante toda la vida operativa del ventilador.

Cuándo es necesario el equilibrado en campo

  • La vibración del ventilador supera el límite de vibración especificado 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 del álabe, sustitución del álabe 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 el equilibrado en 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 un álabe o cubo accesible. Ejecute de nuevo, registre el 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 del álabe.
  5. Verificar: La pasada final confirma una vibración residual por debajo del límite de vibración especificado. Resultado típico: 1.0–2.0 mm/s después de un ciclo de corrección.
Un plano frente a dos planos en campo

La mayoría de los impulsores de ventiladores centrífugos son lo suficientemente estrechos para plano único equilibrado (modo Balanset F2). Los impulsores 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 el balanceo en dos planos de corrección.

Casos prácticos - ISO 14694 en la práctica

Caso 1: Ventilador de suministro HVAC - Pruebas de aceptación

Ventilador: Ventilador centrífugo de suministro HVAC, 22 kW, 1 460 RPM, masa del impulsor 38 kg, accionamiento directo sobre base rígida de hormigón.

Espec: BV-3 (G 6.3), límite especificado (≤ 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 equilibrado: Certificado de fábrica: 420 g-mm residual - muy dentro del límite de 1 566 g-mm. ✅

prueba de aceptación por vibración: Lectura más alta: 3.8 mm/s (horizontal, rodamiento del lado de accionamiento). Dentro del límite especificado 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

Ventilador: Colector de polvo de álabes radiales, 30 kW, 1 750 RPM, rodete 40 kg, base rígida.

Problema: La vibración creció de 3.5 mm/s en la puesta en marcha a 9.8 mm/s después de 6 meses. límite de vibración BV-3 especificado → 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: Paletas 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

Ventilador: 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 en campo redujo la componente 1× de 7,0 a 1,5 mm/s, pero la vibración global 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 BV por sí solo no garantiza el cumplimiento de aceptación por vibración: los factores aerodinámicos producen vibración independientemente de la calidad de equilibrado.

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. Los límites de vibración se derivan de y son compatibles con las zonas ISO 10816.
  • 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: Ensayos de prestaciones de ventiladores. Las pruebas de aceptación por vibración 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, equilibrado en un plano y en dos planos equilibrando modos, división del peso de corrección para pesos montados en la paleta, Análisis espectral FFT para el diagnóstico de fallos, y modo vibrómetro para la medición de aceptación por vibración. El 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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