Tööstusliku väljatõmbeventilaatori tasakaalustamine: täielik juhend teooriast praktikani

1. jagu: Tasakaalutuse põhiprintsiibid – miks-küsimuse mõistmine

Pöörlevate masside tasakaalustamine on tööstusseadmete hoolduse ja remondi üks põhitoiminguid, eriti oluline heitgaaside tasakaalustamine rakendused. Liigse vibratsiooniga seotud probleemide tõhusaks ja teadlikuks kõrvaldamiseks on vaja sügavat arusaamist tasakaalustamatuse aluseks olevatest füüsikalistest protsessidest, selle liikidest, põhjustest ja hävitavatest tagajärgedest.

1.1. Tasakaalutuse füüsika: vibratsiooni teadus

Ideaalses maailmas oleks pöörlev keha, näiteks väljatõmbeventilaatori tiivik, ideaalselt tasakaalustatud. Mehaanilisest vaatenurgast tähendab see, et selle peamine inertsitelje keskpunkt langeb täielikult kokku geomeetrilise pöörlemisteljega. Tegelikkuses tekib aga tootmisdefektide ja töötegurite tõttu tasakaalustamatus, kus rootori massikese on pöörlemistelje suhtes nihkes.

Kui selline tasakaalustamata rootor hakkab pöörlema, tekitab see massinihe tsentrifugaaljõu. See jõud muudab pidevalt suunda, toimides pöörlemisteljega risti ja kandudes võlli kaudu laagritugedele ja seejärel kogu konstruktsioonile. See tsükliline jõud on vibratsiooni algpõhjus.

Kus F on tsentrifugaaljõud, m on tasakaalustamata massi suurus, ω on nurkkiirus ja r on pöörlemisteljest tasakaalustamata massini kaugus (ekstsentrilisus).

Selle seose põhiaspekt on see, et inertsiaaljõud kasvab proportsionaalselt pöörlemiskiiruse ruuduga (ω²). Sellel on tohutu praktiline tähtsus heitgaaside tasakaalustamine protseduurid. Näiteks väljatõmbeventilaatori kiiruse kahekordistamine suurendab vibratsioonijõudu neli korda. See mittelineaarne kasv selgitab, miks väljatõmbeventilaator, mis töötab vastuvõetaval määral madalatel kiirustel, võib nimikiiruse või suurenenud kiiruse saavutamisel, näiteks sagedusmuundurite abil juhtimisel, näidata katastroofilist vibratsioonitaset.

1.2. Tasakaalutuse klassifikatsioon: kolme tüüpi probleemid

Rootori tasakaalustamatus, olenevalt inertsitelje ja pöörlemistelje vastastikusest paigutusest, jaguneb kolmeks peamiseks tüübiks:

Staatiline tasakaalustamatus (jõud/staatiline tasakaalustamatus)

Definitsioon: Tekib inertsitelje nihutamisel pöörlemisteljega paralleelselt. Seda saab visualiseerida kui ühe "raske punkti" olemasolu rootoril.

Diagnoos: Selline tasakaalutus on ainulaadne selle poolest, et see avaldub isegi puhkeolekus. Kui selline rootor asetatakse madala hõõrdumisega horisontaalsetele tugedele (nn "noateradele"), pöörleb see alati raskusjõu all ja peatub raske ots allapoole.

Parandus: Kõrvaldatav suhteliselt lihtsalt, lisades (või eemaldades) korrigeeriva massi ühes tasapinnas, mis on 180 kraadi vastas tuvastatud raskest punktist. Staatiline tasakaalustamatus on iseloomulik kitsastele kettakujulistele rootoritele, millel on madal pikkuse ja läbimõõdu (L/D) suhe (nt alla 0,5).

Paari tasakaalutus

Definitsioon: Tekib siis, kui inertsitelg lõikub pöörlemisteljega rootori massikeskmes. Füüsikaliselt on see samaväärne kahe võrdse tasakaalustamata massiga, mis paiknevad kahel erineval tasapinnal piki rootori pikkust ja on teineteisest 180 kraadi nurga all.

Diagnoos: Staatilises asendis on selline rootor tasakaalus ega kipu ühtegi kindlat asendit hõivama. Pöörlemise ajal tekitab see massipaar aga "kõikumise" või "võnkuva" momendi, mis kipub rootorit pöörlemisteljega risti pöörama, põhjustades tugedes tugevaid vibratsioone.

Parandus: Selle hetke kompenseerimiseks on vaja korrigeerida vähemalt kahes tasapinnas.

Dünaamiline tasakaalustamatus

       

Definitsioon: See on praktikas kõige üldisem ja sagedamini esinev juhtum, kus inertsitelg ei ole pöörlemisteljega paralleelne ega ristu sellega, vaid kaldub sellega ruumis. Dünaamiline tasakaalustamatus on alati staatilise ja paarisbalansseerimise kombinatsioon.

Diagnoos: Ilmneb ainult rootori pöörlemise ajal.

Parandus: Nõuab alati tasakaalustamist vähemalt kahel korrektsioonitasandil, et samaaegselt kompenseerida nii jõu- kui ka momendikomponente.

1.3. Probleemide algpõhjused: kust tuleb tasakaalustamatus?

Tasakaalutuse põhjused võib jagada kahte suurde rühma, mis on eriti olulised heitgaaside tasakaalustamine rakendused:

Operatiivsed tegurid (kõige levinumad):

• Materjali kogunemine: Saastunud keskkonnas töötavate väljatõmbeventilaatorite kõige levinum põhjus. Tolmu, mustuse, värvi, protsessisaaduste või niiskuse ebaühtlane kogunemine tiiviku labadele muudab massijaotust.
• Kulumine ja korrosioon: Labade ebaühtlane abrasiivne kulumine, vedeliku sissetungimisest tingitud tilkade erosioon või keemiline korrosioon põhjustavad mõnes piirkonnas massikadu ja sellest tulenevat tasakaalustamatust.
• Termiline deformatsioon: Rootori ebaühtlane kuumenemine või jahtumine, eriti kuumade seadmete pikema seiskamise ajal, võib põhjustada võlli või tiiviku ajutist või püsivat painutamist.
• Tasakaalu kaotuse raskused: Varem paigaldatud parandusraskused võivad vibratsiooni, korrosiooni või mehaanilise löögi tõttu lahti tulla.

Tootmis- ja montaaživead:

• Tootmisdefektid: Materjali ebaühtlus (nt valamise poorsus), ebatäpsused töötlemisel või halva kvaliteediga labade kokkupanek tiiviku külge.
• Monteerimis- ja paigaldusvead: Tiiviku vale kinnitus võllile, joondusviga, rummu kinnituse lõtvumine, mootori ja ventilaatori võllide joondusviga.
• Seotud komponentide probleemid: Mittestandardsete või kulunud veorihmade kasutamine, laagridefektid, seadme vundamendi külge kinnituse lõtvumine (seisund, mida nimetatakse "pehmeks jalaks").

1.4. Tasakaalutuse tagajärjed: hävingu ahelreaktsioon

Tasakaalustamatuse probleemide ignoreerimine viib ahelreaktsioonini, millel on hävitavad tagajärjed, mis mõjutavad nii mehaanilisi seadmeid kui ka majanduslikku jõudlust, eriti kriitilise tähtsusega heitgaasisüsteemide puhul:

Mehaanilised tagajärjed:

• Vibratsioon ja müra: Vibratsiooni ja müra järsk suurenemine on kõige ilmsemaks tagajärjeks, mis halvendab töötingimusi ja on esimene märk rikkest.
• Kiirendatud laagrite kulumine: Kõige sagedasem, kallim ja ohtlikum tagajärg. Tsentrifugaaljõu tsüklilised koormused põhjustavad veeremielementide ja veeremiradade kiirenenud väsimust ja hävimist, lühendades laagrite eluiga kümneid kordi.
• Väsimusrike: Pikaajaline vibratsiooniga kokkupuude põhjustab metalli väsimuse akumuleerumist, mis võib põhjustada šahtide, tugikonstruktsioonide, keevisõmbluste hävimist ja isegi seadme vundamendi külge kinnitavate ankrupoltide purunemist.
• Kõrvalolevate komponentide kahjustused: Vibratsioon hävitab ka siduriühendusi, rihmülekandeid ja võllitihendeid.

Majanduslikud ja tegevusalased tagajärjed:

• Suurem energiatarve: Märkimisväärne osa mootori energiast ei kulu õhu liigutamisele, vaid vibratsiooni tekitamisele, mis toob kaasa otseseid rahalisi kaotusi.
• Vähendatud jõudlus: Vibratsioon võib häirida tiiviku aerodünaamilisi omadusi, mis vähendab väljatõmbeventilaatori tekitatud õhuvoolu ja rõhku.
• Avariiline seisakuaeg: Lõppkokkuvõttes viib tasakaalustamatus seadmete avariilise seiskumiseni, mille tulemuseks on kallid remonditööd ja tootmisliinide seisakutest tingitud kahjud.
• Ohutusohud: Kriitilistel juhtudel on tiiviku purunemine suurel kiirusel võimalik, mis kujutab endast otsest ohtu personali elule ja tervisele.

2. jagu: Vibratsioonidiagnostika – täpse diagnoosimise kunst

Eduka tasakaalustamise nurgakiviks on õige diagnoosimine. Enne massi korrigeerimisega jätkamist on vaja suure kindlusega kindlaks teha, et tasakaalustamatus on tõepoolest liigse vibratsiooni peamine põhjus. See osa on pühendatud instrumentaalsetele meetoditele, mis võimaldavad mitte ainult probleemi tuvastada, vaid ka selle olemuse täpselt kindlaks teha.

2.1. Miks vibratsioon ei ole alati tasakaalutus: diferentsiaaldiagnoos

Iga hooldusspetsialist peab mõistma ühte põhiprintsiipi: liigne vibratsioon on sümptom, mitte diagnoos. Kuigi tasakaalustamatus on väljatõmbeventilaatori vibratsiooni üks levinumaid põhjuseid, võivad mitmed teised defektid tekitada sarnaseid mustreid, mis tuleb enne alustamist välistada. heitgaaside tasakaalustamine töö.

Peamised vead, mis "maskeeruvad" tasakaalustamatuseks:

• Joondumatuse: Mootori ja ventilaatori võlli joondusviga. Vibratsioonispektris, mida iseloomustab märkimisväärne piik kahekordsel töösagedusel (2x), eriti aksiaalsuunas.
• Mehaaniline lõtvus: Laagri tugipoltide lõdvenemine, praod vundamendiraamis. Avaldub jooksvate sagedusharmooniliste jadana (1x, 2x, 3x jne) ja raskematel juhtudel subharmoonilistena (0,5x, 1,5x).
• Veerelaagri defektid: Praod, killud veeremitel või veeremitel. Tekitavad vibratsiooni iseloomulike kõrgsageduslike, mittesünkroonsete (mitte pöörlemissageduse kordsete) komponentide juures, mis on arvutatud laagri geomeetria põhjal.
• Painutatud võll: Tekitab vibratsiooni nii töösagedusel (1x) kui ka kahekordsel töösagedusel (2x), mis raskendab oluliselt diagnoosimist ja nõuab tasakaalustamatuse ja joondusvea eristamiseks kohustuslikku faasianalüüsi.
• Resonants: Järsk, mitmekordne vibratsiooni võimendamine, kui töötav pöörlemissagedus langeb kokku ühe konstruktsiooni omavõnkesagedusega. Seda äärmiselt ohtlikku seisundit tasakaalustamine ei kõrvalda.

2.2. Spetsialisti tööriistakomplekt: inseneri silmad ja kõrvad

Täpne vibratsioonidiagnostika ja sellele järgnev heitgaaside tasakaalustamine vajavad spetsiaalset varustust:

• Vibratsiooniandurid (kiirendusmõõturid): Esmased andmete kogumise vahendid. Masina vibratsiooni täieliku kolmemõõtmelise pildi saamiseks paigaldatakse laagrikorpustele andurid kolmes üksteisega risti asetsevas suunas: horisontaalselt, vertikaalselt ja aksiaalselt.
• Kaasaskantavad vibratsioonianalüsaatorid/tasakaalustajad: Moodsad instrumendid nagu Balanset-1A Kombineerib vibromeetri (üldvibratsioonitaseme mõõtmine), kiire Fourier' teisendusega (FFT) spektrianalüsaatori, faasimõõtja ja tasakaalustuskalkulaatori funktsioone. Need võimaldavad täielikku diagnostikat ja tasakaalustamist otse seadme töökeskkonnas.
• Tahhomeeter (optiline või laser): Iga tasakaalustuskomplekti lahutamatu osa. Vajalik täpseks pöörlemiskiiruse mõõtmiseks ja faasimõõtmise sünkroniseerimiseks. Töötamiseks kinnitatakse võllile või muule pöörlevale osale väike tükk helkurteipi.
• Tarkvara: Spetsialiseeritud tarkvara võimaldab hallata seadmete andmebaase, analüüsida vibratsioonitrende ajas, teostada põhjalikku spektridiagnostikat ja automaatselt genereerida tööaruandeid.

2.3. Vibratsioonispektrite lugemine (FFT-analüüs): masina signaalide dešifreerimine

Kiirendusmõõturiga mõõdetud vibratsioonisignaal esindab kompleksset amplituudi-aja sõltuvust. Diagnostika seisukohalt on selline signaal väheinformatiivne. Peamine analüüsimeetod on kiire Fourier' teisendus (FFT), mis lagundab kompleksse ajasignaali matemaatiliselt selle sagedusspektriks. Spekter näitab täpselt, millised sagedused sisaldavad vibratsioonienergiat, võimaldades tuvastada need vibratsiooniallikad.

Vibratsioonispektri peamine tasakaalustamatuse indikaator on domineeriva tipu olemasolu sagedusel, mis on täpselt võrdne rootori pöörlemissagedusega. Seda sagedust tähistatakse kui 1x. Selle tipu amplituud (kõrgus) on otseselt proportsionaalne tasakaalustamatuse suurusega.

2.4. Faasianalüüsi põhiroll: diagnoosi kinnitamine

Faasianalüüs on võimas tööriist, mis võimaldab lõplikult kinnitada "tasakaalustamatuse" diagnoosi ja eristada seda teistest defektidest, mis ilmnevad samuti töösagedusel 1x.

Faas on sisuliselt kahe sama sagedusega vibratsioonisignaali vaheline ajaline suhe, mida mõõdetakse kraadides. See näitab, kuidas erinevad masina punktid üksteise suhtes ja võlli peegeldusmärgi suhtes liiguvad.

Tasakaalustamatuse tüübi määramine faasi järgi:

• Staatiline tasakaalutus: Mõlemad laagritoed liiguvad sünkroonselt ehk faasis. Seetõttu on kahe samas radiaalsuunas asuva toe juures mõõdetud faasinurga erinevus lähedane 0°-le (±30°).
• Paar- või dünaamiline tasakaalutus: Toed teostavad võnkuvat liikumist "vastasfaasis". Vastavalt sellele on nende vaheline faaside erinevus ligikaudu 180° (±30°).

Seadmed

Kandjalik tasakaalustaja ja vibratsioonianalüsaator Balanset-1A

€1,751.00

Osad

Vibratsiooniandur

€90.00

Osad

Optiline andur (lasertakomeeter)

€124.00

Seadmed

Balanset-4

€6,803.00

Osad

Magnetiline stend Insize-60-kgf

€46.00

Osad

Reflektiivne lint

€10.00

Seadmed

Dünaamiline tasakaalustaja "Balanset-1A" OEM

€1,561.00

3. jagu: Praktiline tasakaalustamise juhend – samm-sammult meetodid ja professionaalsed näpunäited

See osa annab üksikasjalikud samm-sammult juhised selle kohta, kuidas heitgaaside tasakaalustamine töö alates ettevalmistavatest toimingutest kuni eri tüüpi väljatõmbeventilaatorite spetsiaalsete tehnikateni.

3.1. Ettevalmistav etapp – 50% edu

Kvaliteetne ettevalmistus on edu ja ohutuse võti heitgaaside tasakaalustamineSelle etapi eiramine toob sageli kaasa valesid tulemusi ja ajakulu.

Esmajärjekorras ohutus:

Enne mis tahes töö alustamist tuleb seade täielikult pingestamata jätta. Juhusliku käivitamise vältimiseks rakendatakse standardseid lukustus-/märgistusprotseduure (LOTO). Mootori klemmidel tuleb kontrollida pinge puudumist.

Puhastamine ja visuaalne kontroll:

See ei ole esialgne, vaid esmane toiming. Tiivik tuleb põhjalikult puhastada igasugusest kogunenud mustusest, tolmust, tootest. Paljudel juhtudel kõrvaldab ainuüksi kvaliteetne puhastamine täielikult või vähendab oluliselt tasakaalustamatust, muutes edasise tasakaalustamise tarbetuks. Pärast puhastamist kontrollitakse labasid, ketasid ja keevisõmblusi hoolikalt visuaalselt pragude, mõlkide, deformatsioonide ja kulumismärkide suhtes.

Mehaaniline kontroll ("Sekkumise hierarhia"):

Enne massijaotuse korrigeerimist tuleb kontrollida kogu seadme mehaanilist terviklikkust:

• Poltühenduse pingutamine: Kontrollige ja vajadusel pingutage polte, mis kinnitavad tiiviku rummu, rummu võlli, laagrikorpuse raami külge ja raami ankurpolte vundamendi külge.
• Geomeetria kontroll: Kontrollige mõõdikindikaatorite abil võlli ja tiiviku radiaalset ja aksiaalset jooksu. Samuti kontrollige visuaalselt või šabloonide ja mõõtevahendite abil labade joondust ja nende rünnakunurga ühtlust.

3.2. Staatiline tasakaalustamine: lihtsad meetodid lihtsate juhtumite jaoks

Staatilist tasakaalustamist rakendatakse kitsaste kettakujuliste rootorite (nt väikese L/D suhtega tiivikute) puhul, kui dünaamiline tasakaalustamine on tehniliselt võimatu või majanduslikult ebapraktiline.

Nuga-serva meetod:

Klassikaline ja väga täpne meetod. Rootor (seadmest eemaldatud) asetatakse kahele täiesti horisontaalsele, paralleelsele ja siledale prismale või väikese hõõrdumisega toele. Raskusjõu mõjul kipub rootori "raske punkt" alati olema alumises asendis. Selle punkti vastas (180° nurga all) paigaldatakse korrigeeriv raskus. Protsessi korratakse seni, kuni rootor jääb mis tahes asendis neutraalsesse tasakaalu.

Vaba pöörlemise meetod ("Plumb Line"):

Lihtsustatud meetod, mida saab rakendada ventilaatoritele, mille labad on otse paigas. Pärast ajamirihmade (kui need on olemas) eemaldamist pööratakse tiivikut aeglaselt ja vabastatakse. Raskeim laba langeb allapoole. Parandus tehakse, lisades kergeimatele labadele väikeseid raskusi (nt kleeplindi või magnetite abil), kuni tiivik enam kindlat asendit ei otsi.

3.3. Dünaamiline välja tasakaalustamine: professionaalne lähenemine

See on tööstuslikuks kasutamiseks peamine meetod. heitgaaside tasakaalustamineteostatakse spetsiaalsete instrumentide abil, näiteks Balanset-1A ilma seadmete lahtivõtmist. Protsess koosneb mitmest kohustuslikust etapist.

1. samm: esialgne mõõtmine (esialgne katse)

• Vibratsiooniandurid on paigaldatud laagrikorpustele ja tahhomeetri võllile on kinnitatud helkurteip.
• Väljatõmbeventilaator käivitatakse ja saavutatakse nimikiirus.
• Vibratsioonianalüsaatori abil registreeritakse algandmed: vibratsiooni amplituud (tavaliselt mm/s) ja faasinurk (kraadides) töösagedusel 1x. Need andmed esindavad algset tasakaalustamatuse vektorit.

2. samm: Prooviraskuste jooks

Loogika: Selleks, et instrument saaks täpselt arvutada, kuidas tasakaalustamatust korrigeerida, on vaja süsteemi sisse viia teadaolev muutus ja jälgida selle reaktsiooni. See ongi prooviraskuse paigaldamise eesmärk.

• Massi ja asukoha valik: Prooviraskus valitakse nii, et see põhjustaks vibratsioonivektoris märgatava, kuid ohutu muutuse (nt amplituudi muutus 20–30% ja/või faasinihe 20–30°). Raskus kinnitatakse ajutiselt valitud korrektsioonitasandile teadaolevasse nurkasendisse.
• Mõõtmine: Korda käivitamist ja mõõtmist, salvestades uued amplituudi ja faasi väärtused.

3. samm: Paranduskaalu arvutamine ja paigaldamine

Kaasaegsed tasakaalustusinstrumendid, näiteks Balanset-1A lahutab automaatselt esialgse vibratsioonivektori prooviraskusega saadud vektorist. Selle erinevuse (mõjuvektori) põhjal arvutab seade täpse massi ja täpse nurga, mille juures tuleb paigaldada püsiv korrigeeriv raskus esialgse tasakaalustamatuse kompenseerimiseks.

Parandust saab teha kas massi lisamise (metallplaatide keevitamine, poltide ja mutrite paigaldamine) või massi eemaldamise (aukude puurimine, lihvimine) teel. Massi lisamine on eelistatavam, kuna see on pöörduv ja paremini kontrollitav protsess.

4. samm: kontrollkäivitus ja trimmi tasakaalustamine

• Pärast püsiva parandusraskuse paigaldamist (ja prooviraskuse eemaldamist) tehakse tulemuste hindamiseks kontrollsõit.
• Kui vibratsioonitase on vähenenud, kuid ületab endiselt vastuvõetavaid standardeid, teostatakse trimmi tasakaalustamine. Protseduuri korratakse, kuid kontrolljooksu tulemusi kasutatakse nüüd lähteandmetena. See võimaldab iteratiivset, samm-sammult lähenemist nõutavale tasakaalustamise kvaliteedile.

3.4. Ühe- või kahetasandiline tasakaalustamine? Praktilised valikukriteeriumid

Ühe- ja kahetasandilise tasakaalustamise vahel valimine on oluline otsus, mis mõjutab kogu protseduuri edukust, eriti oluline heitgaaside tasakaalustamine rakendused.

Peamine kriteerium: rootori pikkuse (L) ja läbimõõdu (D) suhe.

• Kui L/D < 0,5 ja pöörlemiskiirus alla 1000 p/min, domineerib tavaliselt staatiline tasakaalustamatus ja piisab ühe tasapinna tasakaalustamisest.
• Kui L/D > 0,5 või pöörlemiskiirus on kõrge (>1000 p/min), hakkab paarispoolte tasakaalustamatus olulist rolli mängima, mille kõrvaldamiseks on vaja kahetasandilist tasakaalustamist.

3.5. Ülerippuvate ventilaatorite tasakaalustamise iseärasused

Ülerippuva tüüpi väljatõmbeventilaatorite puhul, mille tööratas (tiivik) asub laagritugede taga, on tasakaalustamine eriti keeruline.

Probleem: Sellised süsteemid on oma olemuselt dünaamiliselt ebastabiilsed ja äärmiselt tundlikud tasakaalustamatuse, eriti paaritüübi suhtes. See avaldub sageli ebanormaalselt kõrge aksiaalse vibratsioonina.

Tüsistused: Standardsete kahetasandiliste meetodite rakendamine ülerippuvate rootorite puhul annab sageli ebarahuldavaid tulemusi või nõuab ebapiisavalt suurte parandusraskuste paigaldamist. Süsteemi reaktsioon prooviraskusele võib olla mitteintuitiivne: näiteks raskuse paigaldamine tiivikule võib põhjustada suuremat vibratsioonimuutust kaugemal toel (mootori juures) kui lähedal.

Soovitused: Ülerippuva väljatõmbeventilaatori tasakaalustamine nõuab suuremat erialast kogemust ja dünaamika tundmist. Vibratsioonianalüsaatorites on sageli vaja kasutada spetsiaalseid tarkvaramooduleid, mis rakendavad staatilise/paarisjõudude eraldamise meetodit täpsema korrektiivse massi arvutamiseks.

4. jagu: Keerulised juhtumid ja professionaalsed tehnikad

Isegi protseduuride range järgimise korral võivad spetsialistid sattuda olukordadesse, kus standardsed lähenemisviisid ei anna tulemusi. Need juhtumid nõuavad põhjalikumat analüüsi ja mittestandardsete meetodite rakendamist.

4.1. Tüüpilised vead ja kuidas neid vältida

Viga 1: vale diagnoos

Kõige sagedasem ja kulukam viga on katse tasakaalustada vibratsiooni, mis on põhjustatud joondusveast, mehaanilisest lõtvusest või resonantsist.

Lahendus: Alustage alati täieliku vibratsioonianalüüsiga (spektri- ja faasianalüüs). Kui spekter ei näita selget 1x tipu domineerimist, kuid teistel sagedustel esinevad olulised tipud, ei saa tasakaalustamist alustada enne peamise põhjuse kõrvaldamist.

Viga 2: Ettevalmistava etapi ignoreerimine

Tiiviku puhastamise või poltühenduste pingutamise kontrollimise etappide vahelejätmine.

Lahendus: Järgige rangelt punktis 3.1 kirjeldatud "sekkumishierarhiat". Puhastamine ja pingutamine ei ole valikud, vaid kohustuslikud esimesed sammud.

Viga 3: Kõigi vanade tasakaalustusraskuste eemaldamine

See tegevus hävitab eelmise (võimalik, et tehase) tasakaalustamise tulemused ja raskendab tööd sageli märkimisväärselt, kuna esialgne tasakaalustamatus võib muutuda väga suureks.

Lahendus: Ärge kunagi eemaldage kõiki raskusi ilma mõjuva põhjuseta. Kui tiivikule on eelmiste tasakaalustamiste käigus kogunenud palju väikeseid raskusi, saab need eemaldada, kuid seejärel ühendage nende vektorsumma üheks ekvivalentseks raskuseks ja paigaldage see oma kohale.

Viga 4: Andmete korduvuse kontrollimata jätmine

Alustatakse tasakaalustamist ebastabiilsete algsete amplituudi ja faasinäitudega.

Lahendus: Enne prooviraskuse paigaldamist tehke 2-3 kontrollkäivitust. Kui amplituud või faas algusest algusesse "hõljub", viitab see keerukama probleemi olemasolule (resonants, termiline kaar, aerodünaamiline ebastabiilsus). Sellistes tingimustes tasakaalustamine ei anna stabiilset tulemust.

4.2. Resonantsilähedane tasakaalustamine: kui faas on vale

Probleem: Kui väljatõmbeventilaatori töökiirus on väga lähedal ühele süsteemi loomulikust vibratsioonisagedusest (resonants), muutub faasinurk äärmiselt ebastabiilseks ja väga tundlikuks väikseimate kiirusekõikumiste suhtes. See muudab faasimõõtmistel põhinevad standardsed vektorarvutused ebatäpseks või täiesti võimatuks.

Lahendus: neljakäiguline meetod

Essents: See ainulaadne tasakaalustusmeetod ei kasuta faasimõõtmisi. Korrigeeriva kaalu arvutamine toimub ainult vibratsiooni amplituudi muutuste põhjal.

Protsess: Meetod nõuab nelja järjestikust käivitamist:

1. Mõõda algse vibratsiooni amplituudi
2. Mõõtke amplituudi, kui proovikaal on paigaldatud tingimuslikku 0° asendisse
3. Mõõda amplituudi sama raskusega, mis on liigutatud 120°-ni
4. Mõõda amplituudi sama raskusega, mis on liigutatud 240°-ni

Nelja saadud amplituudiväärtuse põhjal konstrueeritakse graafiline lahendus (ringide lõikepunkti meetod) või tehakse matemaatiline arvutus, mis võimaldab määrata vajaliku massi ja parandusraskuse paigaldusnurga.

4.3. Kui probleem ei ole tasakaal: struktuurilised ja aerodünaamilised jõud

Struktuurilised probleemid:

Nõrk või pragunenud vundament, lõdvenenud toed võivad väljatõmbeventilaatori töösagedusega resoneeruda, mitmekordistades vibratsiooni.

Diagnoos: Struktuuriliste omavõnkesageduste määramiseks väljalülitatud olekus rakendatakse lööktesti (bump test). See viiakse läbi spetsiaalse modaalvasara ja kiirendusmõõturi abil. Kui üks leitud omavõnkesagedustest on lähedane töösagedusele, on probleemiks resonants.

Aerodünaamilised jõud:

Õhuvoolu turbulents sisselaskeava juures (takistuste või liiga suletud siibri, nn "ventilaatori nälgimise" tõttu) või väljalaskeava juures võib põhjustada madalsageduslikku, sageli ebastabiilset vibratsiooni, mis ei ole seotud massi tasakaalustamatusega.

Diagnoos: Katse aerodünaamilise koormuse muutusega konstantsel pöörlemiskiirusel viiakse läbi (nt siibri järkjärgulise avamise/sulgemise teel). Kui vibratsioonitase muutub oluliselt, on selle iseloom tõenäoliselt aerodünaamiline.

4.4. Reaalse näite analüüs (juhtumiuuringud)

Näide 1 (resonants):

Ühel dokumenteeritud juhul ei andnud sissepuhkeventilaatori tasakaalustamine standardmeetodi abil tulemusi äärmiselt ebastabiilsete faasinäitude tõttu. Analüüs näitas, et töökiirus (29 Hz) oli väga lähedal tiiviku loomulikule sagedusele (28 Hz). Nelja faasist sõltumatu meetodi rakendamine võimaldas vibratsiooni edukalt vähendada vastuvõetava tasemeni, pakkudes ajutist lahendust kuni ventilaatori asendamiseni usaldusväärsemaga.

Näide 2 (mitu defekti):

Suhkruvabriku väljatõmbeventilaatorite vibratsioonianalüüs paljastas keerulisi probleeme. Ühe ventilaatori spekter näitas nurknihet (kõrged 1x ja 2x piigid aksiaalsuunas), teine aga mehaanilist lõtvust (ühtlased harmoonilised 1x, 2x, 3x). See näitab defektide järjestikuse kõrvaldamise olulisust: esmalt teostati joondamine ja kinnituste pingutamine ning alles seejärel vajadusel tasakaalustamine.

5. jagu: Standardid, tolerantsid ja ennetav hooldus

Iga tehnilise töö viimane etapp on selle kvaliteedi hindamine vastavalt regulatiivsetele nõuetele ja strateegia väljatöötamine seadmete pikaajaliseks nõuetekohaseks seisukorraks hoidmiseks.

5.1. Põhistandardite ülevaade (ISO)

Väljatõmbeventilaatorite tasakaalustuskvaliteedi ja vibratsiooniseisundi hindamiseks kasutatakse mitmeid rahvusvahelisi standardeid.

ISO 14694:2003:

Tööstusventilaatorite põhistandard. Kehtestab tasakaalustuskvaliteedi ja maksimaalse lubatud vibratsioonitaseme nõuded olenevalt ventilaatori rakenduskategooriast (BV-1, BV-2, BV-3 jne), võimsusest ja paigaldustüübist.

ISO 1940-1:2003:

See standard määratleb jäikade rootorite tasakaalu kvaliteediklassid (G). Kvaliteediklass iseloomustab lubatud jääktasakaalustamatust. Enamiku tööstuslike väljatõmbeventilaatorite puhul kehtivad järgmised klassid:

• G6.3: Standardne tööstuskvaliteet, sobib enamiku üldiste tööstuslike rakenduste jaoks.
• G2.5: Täiustatud kvaliteet, mis on vajalik kiirete või eriti kriitiliste väljatõmbeventilaatorite jaoks, mille vibratsiooninõuded on rangemad.

ISO 10816-3:2009:

Reguleerib tööstusmasinate vibratsiooniseisundi hindamist mittepöörlevate osade (nt laagrikorpuste) mõõtmiste põhjal. Standard tutvustab nelja seisunditsooni:

• Tsoon A: "Hea" (uus varustus)
• Tsoon B: "Rahuldav" (lubatud piiramatu töö)
• Tsoon C: "Piiratud aja jooksul vastuvõetav" (põhjuse väljaselgitamine ja kõrvaldamine on vajalik)
• Tsoon D: "Vastuvõetamatu" (vibratsioon võib põhjustada kahjustusi)

ISO 14695:2003:

See standard kehtestab tööstuslike ventilaatorite vibratsiooni mõõtmiseks ühtsed meetodid ja tingimused, mis on vajalikud eri aegadel ja erinevatel seadmetel saadud tulemuste võrreldavuse ja reprodutseeritavuse tagamiseks.

5.2. Pikaajaline strateegia: integreerimine ennustavasse hooldusprogrammi

Heitgaaside tasakaalustamine Seda ei tohiks pidada ühekordseks remonditööks. See on lahutamatu osa tänapäevasest ennustavast hooldusstrateegiast.

Regulaarse vibratsiooni jälgimise rakendamine (nt marsruudiandmete kogumine kaasaskantavate analüsaatorite abil) võimaldab jälgida seadmete seisukorda aja jooksul. Trendianalüüs, eriti vibratsiooni amplituudi järkjärguline kasv töösagedusel 1x, on usaldusväärne näitaja areneva tasakaalustamatuse kohta.

See lähenemisviis võimaldab:

• Tasakaalustamise eelnev planeerimine enne, kui vibratsioonitase jõuab standardiga ISO 10816-3 kehtestatud kriitiliste väärtusteni.
• Laagrite, haakeseadiste ja tugikonstruktsioonide teiseste kahjustuste vältimine, mis tekivad pikaajalisel töötamisel liigse vibratsiooni korral paratamatult.
• Planeerimata avariiseisude kõrvaldamine, muutes remonditööd planeeritud ennetavaks tööks.

Peamiste seadmete vibratsiooniseisundi elektroonilise andmebaasi loomine ja regulaarne trendianalüüs on aluseks tehniliselt mõistlike ja majanduslikult tõhusate hooldusotsuste tegemisele, suurendades lõppkokkuvõttes töökindlust ja üldist tootmise efektiivsust.