The Importance of Fan Balancing in Industrial Equipment Maintenance
منتشر شده توسط Nikolai Shelkovenko در

متعادلسازی فن - حذف لرزش و افزایش عمر تجهیزات
تصور کنید یک فن صنعتی با سرعت بالا به شدت میلرزد و پیچهای آن در هر چرخش شل میشوند. این سناریوی کابوسوار اغلب به دلیل عدم تعادل جزئی در روتور فن ایجاد میشود. لرزشها و سر و صدای بیش از حد چیزی بیش از یک مزاحمت هستند - آنها علائم هشدار دهندهای از یک مشکل هستند که میتواند منجر به خرابی و تعمیرات پرهزینه شود.
Fan balancing فرآیند اصلاح این عدم تعادل است. این یکی از پرطرفدارترین رویهها در تعمیر و نگهداری تجهیزات است زیرا فنها به هرگونه توزیع وزن ناهموار بسیار حساس هستند. حتی کوچکترین انحراف میتواند منجر به ارتعاشات قابل توجهی شود. عدم تعادل زمانی رخ میدهد که مرکز هندسی شفت فن با مرکز جرم آن همتراز نباشد. هرچه سرعت چرخش فن بیشتر باشد، بالانس دقیق بحرانیتر میشود.
برای مثال، یک عدم تعادل تنها 20 گرمی در لبه یک روتور فن بزرگ که با سرعت 3000 دور در دقیقه میچرخد، میتواند حدود 900 نیوتن نیروی گریز از مرکز ایجاد کند - تقریباً مانند یک وزنه 90 کیلوگرمی که 50 بار در ثانیه به یاتاقانها برخورد میکند. جای تعجب نیست که اگر اصلاح نشود، چنین عدم تعادلی به سرعت باعث آسیب میشود.
چه عواملی باعث عدم تعادل فن میشوند؟
The most common causes of fan imbalance include:
- Abrasive wear on fan blades
- Dirt accumulation on fan blades
- شل بودن مجموعه یا عدم همترازی پروانه روی توپی
- نوسانات دما در محفظه یا شفت فن
- از دست دادن وزنه تعادل (قبلاً اضافه شده)
- تغییر شکل تیغه (خم شدن یا آسیب دیدن)
چرا متعادلسازی فن مهم است؟
کار کردن یک فن نامتعادل منجر به ارتعاشاتی میشود که برای کل سازه خطرناک هستند. ارتعاش بیش از حد منجر به افزایش مصرف انرژی، تسریع سایش و اغلب خرابی زودرس یاتاقانها (چه روی شفت و چه در سازههای نگهدارنده) میشود. حتی میتواند به دلیل خرابیها باعث از کار افتادگی برنامهریزی نشده شود.
از طرف دیگر، یک پنکهی متعادل:
- با راندمان بالاتر (اتلاف انرژی کمتر) کار کنید
- فشار کمتری روی اجزای آن وارد کنید
- افزایش طول عمر بلبرینگها و سایر قطعات
- آرامتر عمل کنید
خلاصه اینکه، چه در حال نصب یک فن جدید باشید و چه در حال سرویس فن موجود، هرگز نباید مرحله متعادلسازی را در حین تعمیر و نگهداری نادیده بگیرید.
مهم: اگرچه عدم تعادل شایعترین علت ارتعاش زیاد در فنها است، اما تنها علت آن نیست. مشکلات ساختاری، لقیهای بیش از حد، مشکلات مربوط به تسمهها، عدم تراز، ترک در روتور یا یاتاقانهای معیوب نیز میتوانند باعث ارتعاش شوند. بسیار مهم است که یک متخصص تشخیص ارتعاش باتجربه، علت اصلی هرگونه افزایش ارتعاش را قبل از اینکه فرض کنید با بالانس کردن آن را برطرف میکنید، تعیین کند.
نظر متخصص
همانطور که تجربه نشان میدهد، مردم اغلب هر زمان که افزایش لرزش را تجربه میکنند، به دنبال خدمات بالانسینگ میروند. با این حال، بالانسینگ در واقع آخرین مرحله در کاهش لرزش است. قبل از رفتن به آن مرحله، یک بررسی کامل انجام دهید. vibration diagnostic بررسی وضعیت تجهیزات باید انجام شود. هرگونه نقص - مانند نقص در کوپلینگها، عدم تراز بودن شفت یا استحکام ناکافی در ساختار نگهدارنده - ابتدا باید شناسایی و اصلاح شود. تنها پس از آن، در صورت لزوم، باید به مرحله بالانسینگ بروید.
برای مثال، اخیراً یکی از مشتریان درخواست بالانس فن برای یک دستگاه خشککن را داشت. اندازهگیریهای ارتعاش ما (بهویژه طیف سرعت ارتعاش) نشاندهندهی وجود لقی مکانیکی بود. پس از بازرسی، متوجه آسیبدیدگی در محل اتصال سازهی نگهدارندهی فن به فونداسیون شدیم. پس از محکم کردن مجدد پایهها و تشخیص مجدد، متوجه شدیم که عدم تعادل باقیمانده در محدودهی قابل قبول است. در این مورد، دیگر نیازی به بالانس نبود. مسائلی مانند شل بودن فونداسیون یا عدم ترازبندی، مانع از بالانس موفقیتآمیز میشود. به یاد داشته باشید، بالانس فقط باید روی دستگاهی انجام شود که از نظر مکانیکی در شرایط مناسبی باشد.
نحوه انجام متعادلسازی فن
متخصصان ما معمولاً انجام میدهند fan balancing (یا بالانس کردن پروانه یا کل چرخ فن) در محل با استفاده از یاتاقانهای خود فن. این رویکرد درجا، حداکثر دقت و سرعت را بدون نیاز به جداسازی قطعات فراهم میکند و از تداخل غیرضروری با ساختار تجهیزات جلوگیری میکند.
در هر کار بالانس، ما کمترین میزان عدم تعادل باقیمانده ممکن را هدف قرار میدهیم و به استانداردهای کیفیت بالانس پایبندیم. ISO 1940-1-2007 برای کلاس تجهیزات مناسب. برای دستیابی به این هدف، ما از یک دستگاه بالانس دینامیکی قابل حمل - آنالایزر ارتعاش - استفاده میکنیم. Balanset-1A.
Steps Involved:
فرآیند متعادلسازی شامل چندین مرحله است. تعداد حسگرهای مورد استفاده و محل قرارگیری آنها ممکن است توسط سازنده فن مشخص شود. دستورالعملهای کلی توصیه میکنند حسگرها را روی یاتاقانهای شفت فن و روی محفظه قرار دهید. اگر این امر به دلیل محدودیتهای طراحی امکانپذیر نیست، حسگرها باید در مکانهایی نصب شوند که تا حد امکان مستقیماً به یاتاقانها متصل باشند.
- حسگرهای ارتعاش را عمود بر محور چرخش روتور نصب کنید.
a two-plane dynamic balancing process for an industrial radial fan. The procedure aims to eliminate vibration and imbalance in the fan's impeller. Balanset-1 Vibromera - Mount the tachometer on the magnetic stand.
a two-plane dynamic balancing process for an industrial radial fan. The procedure aims to eliminate vibration and imbalance in the fan's impeller. Balanset-1 Vibromera - Stick reflective tape on the pulley and point the RPM sensor toward the tape.
- سنسورهای ارتعاش را به دستگاه تعادل وصل کنید و دستگاه را به لپتاپ وصل کنید.
a two-plane dynamic balancing process for an industrial radial fan. The procedure aims to eliminate vibration and imbalance in the fan's impeller. Balanset-1 Vibromera - نرمافزار متعادلسازی را روی لپتاپ اجرا کنید.
- حالت بالانس دو صفحهای را انتخاب کنید.
نرمافزار برای دستگاه بالانس قابل حمل Balanset-1A و آنالایزر ارتعاش - صفحه منوی اصلی. - مشخصات روتور (نام یا شماره) و محل آن را وارد کنید.
- وزنه آزمایشی را وزن کنید و مقدار آن و شعاعی که قرار است نصب شود را وارد کنید.
نرمافزار برای دستگاه بالانس قابل حمل Balanset-1A و آنالیزور ارتعاش - تنظیم پارامترهای بالانس دینامیکی. - فن (روتور) را روشن کنید و سطح ارتعاش اولیه (خط پایه) را اندازهگیری کنید.
نرمافزار برای بالانسر قابل حمل و آنالیزور ارتعاش Balanset-1A - پنجره بالانس دو صفحهای که ارتعاش اصلی (اولیه) را نشان میدهد. - وزنه آزمایشی را در اولین صفحه اصلاح روی روتور فن نصب کنید.
- فن را دوباره روشن کنید و اندازهگیری ارتعاش دوم را انجام دهید.
- تأیید کنید که دامنه یا فاز ارتعاش حداقل 20% تغییر کرده است (که نشان میدهد وزن آزمایش تأثیر قابل اندازهگیری داشته است).
- وزنه آزمایشی را از صفحه اول برداشته و آن را روی صفحه دوم روتور نصب کنید.
- فن را یک بار دیگر روشن کنید و برای سومین بار اندازهگیری ارتعاش را انجام دهید.
- سپس نرمافزار، وزنهای اصلاحی مورد نیاز و زوایای قرارگیری آنها در صفحات اول و دوم را محاسبه میکند.
نرمافزار برای دستگاه بالانس قابل حمل Balanset-1A و آنالیزور ارتعاش - نتایج بالانس دو صفحهای (نمودار قطبی که نشان میدهد وزنهها را کجا اضافه کنید). - Remove the test weight from the rotor.
- وزنه اصلاح دائمی جرم مشخص شده (مطابق محاسبه) را آماده کنید.
- وزنه(های) اصلاح را در موقعیتهای مشخص شده به روتور وصل یا جوش دهید.
بالانسر دینامیکی قابل حمل، آنالایزر ارتعاش "Balanset-1A" - فن را دوباره روشن کنید و مطمئن شوید که متعادلسازی موفقیتآمیز بوده است (سطح لرزش اکنون در محدوده قابل قبول است).
- اگر نرمافزار تنظیمات جزئی بیشتری را پیشنهاد داد، وزن اضافی را طبق توصیه اضافه کنید و تعادل را دوباره بررسی کنید تا لرزش به حداقل برسد.
با پیروی از این رویه، ما سطح بالایی از دقت را در بالانس فن تضمین میکنیم که به کارایی و قابلیت اطمینان بلندمدت تجهیزات صنعتی شما کمک میکند.
Conclusion
بالانس صحیح فن، یکی از منابع اصلی ارتعاش ماشینآلات را از بین میبرد. نتیجه، عملکرد روانتر و مطمئنتر تجهیزات شما است. نادیده گرفتن این مرحله میتواند منجر به خرابیهای پرهزینه شود، در حالی که اجرای بالانس منظم (پس از رفع هرگونه مشکل مکانیکی اساسی) در درازمدت در زمان و هزینه شما صرفهجویی خواهد کرد. منتظر نباش برای اینکه یک فن از هم بپاشد و دچار لرزش شود - متعادلسازی را به عنوان بخشی معمول از برنامه تعمیر و نگهداری خود در نظر بگیرید تا از ماشینآلات خود محافظت کنید و آن را به طور بهینه اجرا کنید.
سوالات متداول
چه چیزی باعث عدم تعادل فن میشود؟
عدم تعادل فن معمولاً ناشی از توزیع ناهموار جرم در قطعات چرخان است. علل رایج شامل سایش تیغههای فن، تجمع آلودگی روی تیغهها، شل بودن یا ناهمراستایی پروانهها، نوسانات دما که باعث انبساط یا انقباض مواد میشوند، از بین رفتن وزنههای تعادل نصب شده قبلی یا تغییر شکل فیزیکی تیغه است.
چرا متعادل سازی فن مهم است؟
یک فن نامتعادل لرزش بیش از حدی ایجاد میکند که میتواند به فن و تجهیزات متصل به آن آسیب برساند. متعادل کردن فن این لرزشها را کاهش میدهد، از هدر رفتن انرژی جلوگیری میکند و فشار روی یاتاقانها و سایر اجزا را به حداقل میرساند. یک فن به درستی متعادل شده همچنین بیصداتر و کارآمدتر عمل میکند و طول عمر تجهیزات را افزایش میدهد.
چگونه یک فن را متعادل می کنید؟
بالانس فن با اضافه کردن یا برداشتن وزن روی روتور (پروانه) فن برای اصلاح هرگونه عدم تعادل جرمی انجام میشود. فرآیند کلی شامل اندازهگیری ارتعاش فن، تعیین محل عدم تعادل و سپس اتصال وزنههای اصلاحی کوچک در موقعیتهای خاص روی روتور برای خنثی کردن آن است. بالانسرهای قابل حمل مدرن از حسگرها و نرمافزارها برای هدایت این فرآیند و محاسبه وزن دقیق و محل قرارگیری مورد نیاز استفاده میکنند. (برای جزئیات بیشتر به روش گام به گام بالا مراجعه کنید.)
چه زمانی باید یک فن صنعتی را بالانس کرد؟
هر زمان که متوجه لرزش بیش از حد شدید یا پس از هرگونه کار تعمیر/نگهداری که میتواند تعادل آن را به هم بزند (مانند تعویض یا جوشکاری پرههای فن) باید یک فن صنعتی را بالانس کنید. فنهای جدید معمولاً توسط سازنده به خوبی بالانس میشوند، اما با گذشت زمان، فرسودگی و تجمع مواد میتواند باعث عدم تعادل شود. بررسی دورهای سطح لرزش به عنوان بخشی از تعمیر و نگهداری و انجام بالانس در صورت فراتر رفتن این سطوح از حد توصیه شده، یک روش خوب است.
آیا میتوان متعادلسازی فن را در محل انجام داد؟
بله. بالانس فن اغلب میتواند در محل (in situ) با استفاده از تجهیزات بالانس قابل حمل انجام شود. بالانس در محل، مانند سرویسی که در بالا توضیح داده شد، از یاتاقانهای خود فن استفاده میکند و نیازی به جداسازی قطعات دستگاه ندارد. این باعث صرفهجویی در زمان میشود و تضمین میکند که فن در شرایط عملیاتی عادی خود بالانس شده است.