بالانس فن صنعتی: روش درجا بر اساس نوع فن
مرجع یک تکنسین میدانی برای بالانس کردن فنهای گریز از مرکز، محوری، شعاعی و اگزاست - از تشخیص اینکه آیا لرزش در واقع عدم تعادل است تا تأیید اصلاحات در برابر محدودیتهای ISO 14694.
چرا فن میلرزد؟ ابتدا عیبیابی کنید
رایجترین اشتباه در بالانس فن، شروع کار قبل از دانستن علت اصلی آن است. هر لرزشی، بالانس نبودن فن نیست. پیچ کردن وزنههای اصلاحی در حالی که مشکل اصلی، عدم تراز، شل بودن یا رزونانس است، هیچ چیزی را حل نمیکند و میتواند اوضاع را بدتر کند.
با اندازهگیری ارتعاش شروع کنید. فن را با سرعت عملیاتی روشن کنید و طیف FFT را ثبت کنید. آنچه در طیف میبینید به شما میگوید که در مرحله بعد چه کاری باید انجام دهید.
اوج غالب در سرعت دویدن. فاز پایدار است. متعادل کردن این مشکل را برطرف میکند.
هارمونیک دوم قوی، ارتعاش محوری بالا. ابتدا تراز را اصلاح کنید.
هارمونیکهای زیاد (۳×، ۴×، ۵×…). ترک خوردگی قاب، شل شدن پیچها، آسیب به فونداسیون.
لرزش با یک دور در دقیقه به شدت افزایش مییابد. سرعت یا سفتی را تغییر دهید - نه تعادل را.
چه چیزی واقعاً باعث عدم تعادل فن میشود؟ در محیطهای صنعتی، اینها منابع اصلی هستند - و بسته به محیط متفاوتند:
تجمع مواد. علت اصلی خرابی فنهای تخلیه، فنهای القایی و هر فن دیگری که با ذرات معلق کار میکند، گرد و غبار، خاکستر، رسوبات کلسیم، شکر، پودر سیمان است - آنها به طور ناهموار روی پرهها جمع میشوند. تمیز کردن به تنهایی میتواند لرزش را تا 30-50% کاهش دهد. اگر یک فن کثیف را متعادل کنید، اصلاح، رسوب را جبران میکند - و دفعه بعد که یک تکه از آن جدا میشود، به نقطه اول برمیگردید.
سایش و خوردگی. جریانهای فرآیند ساینده، لبههای جلویی تیغه را به طور ناهموار فرسایش میدهند. بخارات شیمیایی بسته به الگوهای جریان هوا، تیغهها را با سرعتهای مختلف میخورند. در طول ماهها، توزیع جرم تغییر میکند.
تغییر شکل. چرخه حرارتی در فنهای گاز داغ باعث تاب برداشتن تدریجی میشود. آسیب ناشی از برخورد اجسام فرو رفته، پرهها را خم میکند. حتی یک پره خم شده با سرعت ۱۵۰۰ دور در دقیقه، عدم تعادل قابل اندازهگیری ایجاد میکند.
یک پنکه تمیز، نیمه متعادل است. قبل از نصب یک سنسور، پروانه را تا سطح فلز لخت تمیز کنید. هر تیغه را از نظر ترک، تغییر شکل و پرچهای شل بررسی کنید. پیچهای توپی را محکم کنید. سپس اندازهگیری کنید. در نیمی از موارد، لرزش به اندازهای کاهش مییابد که نیازی به اصلاح نیست.
ISO 14694 و ISO 21940: کدام محدودیتها اعمال میشوند
دو استاندارد، ارتعاش فن صنعتی را کنترل میکنند. یکی مختص فن (ISO 14694) و دیگری کیفیت بالانس روتور عمومی (ISO 21940، که قبلاً ISO 1940 نام داشت). شما از هر دو استفاده خواهید کرد - یکی برای تنظیم حد ارتعاش روی دستگاه نصب شده، و دیگری برای تعریف کیفیت بالانس روتور در طول مونتاژ یا بالانس کارگاهی.
ISO 14694 - دسته بندی های فن BV
استاندارد ISO 14694 دستههای تعادل و ارتعاش را بهطور خاص برای فنهای صنعتی تعریف میکند. حد ارتعاش هنگام راهاندازی (سرعت، میلیمتر بر ثانیه RMS، اندازهگیری شده روی محفظههای یاتاقان) به کاربرد بستگی دارد:
| دسته بندی | کاربرد | محدودیت راهاندازی | سطح هشدار |
|---|---|---|---|
| BV-3 | وظیفه صنعتی استاندارد - تهویه، اگزوز عمومی، فنهای بویلر تا 300 کیلووات | ۴.۵ میلیمتر بر ثانیه | ۹.۰ میلیمتر بر ثانیه |
| BV-4 | فنهای حساس به فرآیند - فنهای ID/FD پتروشیمی، نیروگاه | ۲.۸ میلیمتر بر ثانیه | ۵.۶ میلیمتر بر ثانیه |
| BV-5 | فنهای دقیق - اتاقهای تمیز نیمههادی، HVAC آزمایشگاهی | ۱.۸ میلیمتر بر ثانیه | ۳.۵ میلیمتر بر ثانیه |
ISO 21940-11 — درجههای کیفیت متعادل (G)
برای خود روتور (مجموعه پروانه + شفت)، کیفیت بالانس با درجه G (میلیمتر بر ثانیه) بیان میشود:
| نمره | کاربرد | Notes |
|---|---|---|
| G 16 | فنهای کشاورزی، واحدهای بزرگ با سرعت پایین | قابل قبول زیر ~600 دور در دقیقه |
| G 6.3 | اکثر فنهای صنعتی عمومی | هدف استاندارد برای کلاس BV-3 |
| G 2.5 | فنهای توربینی، واحدهای پرسرعت، کلاس BV-4/BV-5 | برای فنهای بالای ۳۰۰۰ دور در دقیقه یا برای فنهای حساس به فرآیند مورد نیاز است |
Use ایزو ۱۴۶۹۴ بی وی برای تصمیمگیری در مورد اینکه چه زمانی لرزش فن نصب شده قابل قبول است - این معیار قبولی/رد شما در این زمینه است. استفاده کنید ایزو ۲۱۹۴۰ جی هنگام ارسال پروانه به کارگاه بالانس یا تعیین کیفیت بالانس برای سازنده فن. برای اکثر فنهای صنعتی عمومی: BV-3 + G 6.3. برای فنهای حساس به فرآیند: BV-4 + G 2.5.
متعادلسازی بر اساس نوع فن
روش وزن آزمایشی روی هر فن کار میکند. اما جزئیات عملی - تعداد صفحات اصلاح، محل اتصال وزنهها، مواردی که باید مراقب آنها بود - به هندسه پروانه و محیط عملیاتی بستگی دارد.
فنهای سانتریفیوژ (خم به عقب، خم به جلو)
نیروی محرکه سیستمهای تهویه مطبوع صنعتی و تهویه فرآیند. چرخهای باریک (عرض کمتر از نصف قطر) → بالانس تک صفحهای. چرخهای پهن و طرحهای دو ورودی → دو صفحهای، حسگرها روی هر دو یاتاقان. تجمع مواد در داخل حفرههای تیغه توخالی و روی صفحه پشتی رایج است. وزنههای اصلاح روی دیسک توپی یا صفحه پشتی قرار میگیرند - که برای ماندگاری جوش داده شدهاند.
فنهای محوری (پروانهای)
روتورهای دیسک مانند - تقریباً همیشه تک صفحهای. وزنها روی توپی یا ریشه پره قرار میگیرند. از اضافه کردن جرم به نوک پرهها خودداری کنید - این کار رفتار آیرودینامیکی را تغییر میدهد. مراقب تغییر زاویه گام پره باشید: گام نابرابر باعث ایجاد لرزش آیرودینامیکی در فرکانس عبور پره میشود که بالانس کردن نمیتواند آن را اصلاح کند. قبل از بالانس کردن، گام را با نقاله بررسی کنید.
فنهای اگزوز و مکش القایی
گرم، کثیف، خورنده - سختترین محیط برای ایجاد تعادل. تعادل داغ, نه در دمای سرد. اعوجاج حرارتی وضعیت تعادل را تغییر میدهد؛ اصلاحی که در دمای محیط اعمال میشود ممکن است در دمای فرآیند ۲۰۰ درجه سانتیگراد اشتباه باشد. از وزنههای فولادی جوش داده شده استفاده کنید - چسب و نوار در این دما از کار میافتند. دسترسی اغلب محدود است؛ قبل از بازدید تعادل، درخواست یا دربهای بازرسی نصب کنید.
فنهای پره شعاعی (پارویی)
تیغههای شعاعی تخت، اغلب برای جابجایی مواد (تراشههای چوب، غلات، ضایعات) استفاده میشوند. سایش زیاد در لبههای جلویی ناشی از ذرات ساینده. سادهترین هندسه برای بالانس کردن - وزنهها مستقیماً به دیسک توپی جوش داده میشوند. اما ضخامت تیغه را بررسی کنید: اگر تیغهها کمتر از حداقل ضخامت ساییده شدهاند، قبل از بالانس کردن آنها را تعویض کنید.
تکصفحهای در مقابل دوصفحهای: قانون سریع
روتور دیسک مانند (عرض بسیار کمتر از قطر) → تک صفحهای. پوششها: فنهای محوری، چرخهای گریز از مرکز باریک، چرخهای شعاعی باریک.
روتور طبل مانند (عرض قابل مقایسه با قطر) → دو صفحهای. پوششها: چرخهای گریز از مرکز پهن، فنهای دو ورودی، دمندههای قفس سنجابی بلند.
اگر شک دارید، با سیستم تک صفحهای شروع کنید. اگر لرزش از حد ISO پایینتر نیامد، به سیستم دو صفحهای تغییر دهید - عدم تعادل شامل یک جزء کوپل (گهوارهای) است که سیستم تک صفحهای نمیتواند آن را اصلاح کند.
روش متعادلسازی - گام به گام
تجهیزات: Balanset-1A بالانسر قابل حمل، لپتاپ، شتابسنج(ها)، دورسنج لیزری، وزنه آزمایشی، وزنههای اصلاح (فولادی)، تجهیزات جوشکاری برای اتصال دائمی.
تمیز کردن، بازرسی و پیش بررسی
پروانه را کاملاً تمیز کنید - هر تیغه، هر حفره، صفحه پشتی، توپی. ترکها، تیغههای خمیده، پرچهای گمشده و لبههای جلویی فرسوده را بررسی کنید. پیچهای توپی، پیچهای تنظیم و وضعیت شیار کلید را بررسی کنید. مطمئن شوید که محفظههای یاتاقان روی فونداسیون محکم هستند و هیچ پایه نرمی وجود ندارد.
فن را روشن کنید و طیف FFT را ثبت کنید. تأیید کنید که ارتعاش غالب در ۱× RPM (عدم تعادل) است. اگر هارمونیکهای ۲× یا بالاتر غالب هستند، قبل از متعادلسازی، علت مکانیکی را بررسی کنید.
نصب سنسور و تاکومتر
شتابسنج را به صورت شعاعی روی محفظه یاتاقان سمت پروانه (نزدیکترین یاتاقان به چرخ فن) نصب کنید. از یک پایه مغناطیسی روی محفظههای چدنی استفاده کنید؛ برای جنس استیل ضد زنگ یا آلومینیومی از پدهای پیچی استفاده کنید. برای کارهای دو صفحهای، یک سنسور دوم را روی یاتاقان مقابل نصب کنید.
نوار بازتابنده را به شفت یا یک سطح چرخان قابل مشاهده بچسبانید. دورسنج لیزری را در خط دید مستقیم قرار دهید. به Balanset-1A متصل شوید، نرمافزار را اجرا کنید و میزان دور در دقیقه را بررسی کنید.
لرزش اولیه را ثبت کنید (اجرای ۰)
فن را با سرعت عملیاتی روشن کنید. برای تثبیت مقادیر، ۱۵ تا ۳۰ ثانیه برای اکثر فنها و برای واحدهای بزرگ با بار حرارتی بیشتر، صبر کنید. دستگاه Balanset-1A سرعت ارتعاش (میلیمتر بر ثانیه) و زاویه فاز (درجه) را نمایش میدهد.
این مقدار پایه شماست. مثال: ۱۸.۶ میلیمتر بر ثانیه در دمای ۷۲ درجه - تا عمق ISO 14694 BV-3 Zone C ("فقط برای کوتاه مدت قابل تحمل").
اجرای وزنه آزمایشی (اجرای اول)
فن را خاموش کنید. یک وزنه آزمایشی را به پره یا توپی در موقعیت زاویهای مشخص وصل کنید. وزنه باید به اندازه کافی سنگین باشد تا لرزش را حداقل 20-30% تغییر دهد، اما به اندازه کافی سبک باشد که باعث آسیب نشود. برای یک پروانه 200 کیلوگرمی، با 20-40 گرم شروع کنید.
فن را روشن کنید، بردار ارتعاش جدید را ثبت کنید. اکنون نرمافزار دو نقطه داده دارد و ضریب تأثیر - نحوه واکنش روتور به جرم در یک مکان مشخص - را محاسبه میکند.
وزنه اصلاح را نصب کنید
نرمافزار نمایش میدهد: ""65 گرم را در دمای 195 درجه نصب کنید"". وزنه آزمایشی را بردارید. یک جرم اصلاحی آماده کنید - آن را روی ترازوهای الکترونیکی وزن کنید. آن را با زاویه محاسبه شده جوش دهید.
برای فنهای خروجی هوای داغ: از وزنههای فولادی نرم یا فولاد ضد زنگ، با جوشکاری کامل استفاده کنید. برای محیطهای ATEX/ضد انفجار: فقط وزنههای پیچی (بدون جوشکاری). برای سیستمهای تهویه مطبوع هوای پاک: وزنههای گیرهای یا بتونه متعادلکننده در صورتی که سطح ارتعاش متوسط باشد، قابل قبول است.
تأیید و اصلاح (اجرای ۲)
فن را دوباره روشن کنید. لرزش باقیمانده باید کمتر از حد مجاز راهاندازی ISO 14694 باشد: ۴.۵ میلیمتر بر ثانیه برای BV-3، ۲.۸ میلیمتر بر ثانیه برای BV-4. اگر بالاتر از حد هدف باشد، نرمافزار پیشنهاد تنظیم مجدد میدهد - یک وزن اضافی کوچک برای تنظیم دقیق. در عمل، ۸۰۱TP3T کار فن پس از یک مرحله اصلاح کامل میشود.
ایمن و مستند
وزنه اصلاح را به طور دائم جوش دهید (لبه کامل، نه فقط پونز). گزارش Balanset-1A را ذخیره کنید - این گزارش طیفهای ارتعاش، جرم/زاویه اصلاح و مقایسه قبل/بعد را بایگانی میکند. این دادهها به سیستم مدیریت تعمیر و نگهداری شما وارد میشود و مبنایی برای روندهای آینده فراهم میکند.
گزارش میدانی: فن القایی ۱۳۲ کیلوواتی
یک کارخانه سیمان در جنوب اروپا یک فن القایی با قدرت ۱۳۲ کیلووات داشت که گاز خروجی کوره را با دمای ۲۸۰ درجه سانتیگراد مکش میکرد. این فن از نوع سانتریفیوژ تک ورودی با قطر چرخ ۱۸۰۰ میلیمتر و سرعت چرخش ۱۴۷۰ دور در دقیقه بود. یاتاقانها در ۱۴ ماه دو بار تعویض شده بودند - این کارخانه به طور متوسط در هر سه ماه یک توقف برنامهریزی نشده فقط به دلیل همین فن داشت.
پایش ارتعاش نشان داد که پس از هر هفته تعویض یاتاقان، مقادیر به بالای ۱۵ میلیمتر بر ثانیه افزایش مییافت. تیم تعمیر و نگهداری فرض کرد که کیفیت یاتاقان مشکلساز است و تأمینکننده را تغییر داد. مشکل از یاتاقانها نبود - مشکل از پروانه بود. رسوبات کلسیم آندیت به طور ناهموار روی صفحه پشتی و حفرههای پره جمع شده و باعث عدم تعادل پیشرونده میشدند.
ما در زمان توقف برنامهریزیشده کوره رسیدیم. مرحله اول: تمیزکاری. گروه، پروانه را با فشار شستشو دادند - لرزش از ۲۲ میلیمتر بر ثانیه به ۱۱.۴ میلیمتر بر ثانیه کاهش یافت. هنوز بالاتر از حد مجاز BV-3 بود. دستگاه بالانسِت-۱A را راهاندازی کردیم، وزنه آزمایشی را به کار انداختیم و اصلاح را اعمال کردیم - ۸۵ گرم با زاویه ۲۱۸ درجه به صفحه پشتی جوش داده شد.
فن القایی - اگزوز کوره سیمان، ۲۸۰ درجه سانتیگراد
فن سانتریفیوژ ۱۳۲ کیلوواتی، چرخ ۱۸۰۰ میلیمتری، ۱۴۷۰ دور در دقیقه. رسوبات کلسیم روی پروانه باعث عدم تعادل پیشرونده شده بود. دو خرابی یاتاقان در ۱۴ ماه قبل از مداخله.
تصمیم کلیدی پس از آن کار: کارخانه بررسیهای ارتعاش فصلی را به برنامه تعمیر و نگهداری خود اضافه کرد و یک درب دسترسی دائمی روی محفظه فن برای قرار دادن سریعتر سنسور نصب کرد. هزینه تعویض یاتاقان در سال اول کاهش یافت: تقریباً ۴۵۰۰ یورو. دستگاه Balanset-1A در همان اولین کار هزینه خود را جبران کرد.
وقتی متعادل کردن اوضاع را درست نمیکند
شما تمیز، اندازهگیری و اصلاح کردهاید و لرزش هنوز بالاتر از حد مجاز است. قبل از تکرار چرخه بالانس، موارد زیر را بررسی کنید:
۱. رزونانس ساختاری. اگر دور موتور فن با فرکانس طبیعی قاب نگهدارنده، پایه یا کانال هوا همزمان باشد، صرف نظر از کیفیت تعادل، لرزش تقویت میشود. آزمایش: سرعت را به میزان ۵ تا ۱۰ درجه بالا و پایین تغییر دهید. اگر لرزش با تغییر کوچک دور موتور به شدت کاهش یابد، این رزونانس است. راه حل، سفت کردن سازه یا تغییر سرعت عملکرد است - نه اضافه کردن وزن اصلاحی بیشتر.
۲. نرمی پا. تماس ناهموار در پایههای موتور یا یاتاقان. وقتی یک پیچ را سفت میکنید، قاب کج میشود و فشار اضافه میکند. هر پیچ پایه را یکی یکی شل کنید و با یک نشانگر عقربهای، حرکت را بررسی کنید. اگر هر پایه بیش از 0.05 میلیمتر بلند شد، آن را شیم کنید. پایه نرم میتواند 2 تا 4 میلیمتر بر ثانیه لرزش ایجاد کند که هیچ مقدار متعادلسازی آن را از بین نمیبرد.
۳. ناهمترازی. اگر فن با تسمه کار میکند، کشش تسمه و تنظیم پولی را بررسی کنید. اگر با موتور مستقیم کار میکند، تنظیم کوپلینگ (زاویهدار + آفست) را بررسی کنید. عدم تنظیم به صورت 2 برابر دور در دقیقه در طیف FFT و ارتعاش محوری بالا نشان داده میشود. قبل از بالانس کردن، تنظیم را اصلاح کنید.
۴. کمان حرارتی (فنهای اگزاست). پروانه با گرم شدن تغییر شکل میدهد. اصلاح تعادل اعمال شده در حالت سرد ممکن است در دمای عملیاتی اشتباه باشد. راه حل: فن را به مدت 30+ دقیقه در دمای فرآیند روشن کنید، سپس در شرایط گرم اندازهگیری و تعادل را انجام دهید. این کار برای فنهای بالای 150 درجه سانتیگراد سختتر اما ضروری است.
مرحله ۱: طیف FFT - چه فرکانسی غالب است؟ مرحله ۲: آزمون کاهش سرعت - آیا ارتعاش به طور روان سرعت را دنبال میکند (عدم تعادل) یا با یک دور در دقیقه افزایش ناگهانی (رزونانس) دارد؟ مرحله ۳: پایداری فاز - آیا زاویه فاز قابل تکرار است (عدم تعادل) یا پرش (شل بودن/گیر کردن)؟ Balanset-1A هر سه مورد را در بر میگیرد. اگر پاسخ عدم تعادل نیست، بالانس کردن را متوقف کرده و علت اصلی را برطرف کنید.
پس از تعویض پروانه: همیشه دوباره بالانس کنید
یک پروانه نو که از کارخانه میآید، در کارگاه بالانس میشود - معمولاً تا G6.3 یا بهتر. اما بالانس کارگاهی روی دستگاه بالانس سازنده انجام میشود، نه روی شفت، روی یاتاقانها یا با کوپلینگ شما.
وقتی پروانه جدید نصب میشود، هر رابطی خطایی ایجاد میکند: جاگذاری کلید، نشیمنگاه مخروطی، ترازبندی کوپلینگ، موقعیت پیچ تنظیم شده. حتی 20 میکرون خروج از مرکز در توپی - که با چشم دیده نمیشود - باعث ایجاد عدم تعادل قابل اندازهگیری در 1470 دور در دقیقه میشود.
همیشه بعد از نصب، برای یک بالانس نهایی تنظیم درجا برنامهریزی کنید. این اصلاح معمولاً کوچک است (۱۰ تا ۳۰ گرم)، اما تفاوت در طول عمر یاتاقان زیاد است. نادیده گرفتن این مرحله رایجترین دلیل "لرزش پروانههای جدید از روز اول" است."
تجهیزات: مشخصات بالانست-1A
روش فوق با استفاده از Balanset-1A سیستم متعادل کننده قابل حمل. مشخصات کلیدی برای کار با فن:
این کیت شامل دو شتابسنج، سرعتسنج لیزری، نوار بازتابنده، پایههای مغناطیسی، نرمافزار روی USB و کیف حمل است. بدون نیاز به اشتراک. بدون هزینه مجوز دورهای.
فنها بالاتر از محدوده ISO میلرزند؟
Balanset-1A همه چیز را از یک فن کانالی ۳۰۰ میلیمتری تا یک فن با قطر داخلی ۳ متر مدیریت میکند. یک دستگاه، بدون هزینههای دورهای، ۲ سال گارانتی، DHL در سراسر جهان.
سوالات متداول
آمادهاید که تعویض یاتاقانها را متوقف کنید و شروع به رفع علت اصلی کنید؟
Balanset-1A. یک دستگاه برای هر فن — از یک تهویه مطبوع پشت بامی گرفته تا یک فن تهویه ۳ متری. ارسال به سراسر جهان از طریق DHL. بدون نیاز به آبونمان.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 
۰ دیدگاه