Bilanciamento della ventola: elimina le vibrazioni e prolunga la durata delle apparecchiature

Immaginate un ventilatore industriale ad alta velocità che vibra violentemente, con i bulloni che si allentano a ogni rotazione. Questo scenario da incubo è spesso causato da un leggero squilibrio nel rotore del ventilatore. Vibrazioni e rumore eccessivi sono più che semplici fastidi: sono segnali di allarme di un problema che può portare a costosi tempi di fermo e riparazioni.

Bilanciamento del ventilatore è il processo di correzione di questo squilibrio. È una delle procedure più richieste nella manutenzione delle apparecchiature perché i ventilatori sono estremamente sensibili a qualsiasi distribuzione non uniforme del peso. Anche la minima deviazione può causare vibrazioni significative. Uno squilibrio si verifica quando il centro geometrico dell'albero del ventilatore non è allineato con il suo baricentro. Maggiore è la velocità di rotazione del ventilatore, più diventa fondamentale un bilanciamento preciso.

Ad esempio, uno sbilanciamento di soli 20 grammi sul bordo di un grande rotore di una ventola che gira a 3000 giri al minuto può generare circa 900 N di forza centrifuga, più o meno come un peso di 90 kg che sbatte sui cuscinetti 50 volte al secondo. Non sorprende che, se non corretto, tale sbilanciamento causi rapidamente danni.

Quali sono le cause dello squilibrio della ventola?

Le cause più comuni di squilibrio del ventilatore sono le seguenti:

• Usura abrasiva sulle pale del ventilatore
• Accumulo di sporco sulle pale del ventilatore
• Montaggio allentato o disallineamento della girante sul mozzo
• Fluttuazioni di temperatura nell'alloggiamento o nell'albero della ventola
• Perdita di un peso di bilanciamento (aggiunto in precedenza)
• Deformazione della lama (piegatura o danneggiamento)

Perché è importante il bilanciamento delle ventole?

L'utilizzo di una ventola sbilanciata provoca vibrazioni pericolose per l'intera struttura. Vibrazioni eccessive comportano un aumento del consumo energetico, un'usura accelerata e, spesso, il guasto prematuro dei cuscinetti (sull'albero o nelle strutture di supporto). Possono persino causare fermi macchina imprevisti dovuti a guasti.

D'altro canto, un ventilatore ben bilanciato:

• Funziona in modo più efficiente (meno spreco di energia)
• Mettere meno stress sui suoi componenti
• Prolunga la durata dei cuscinetti e di altre parti
• Operare in modo più silenzioso

In breve, sia che si installi una nuova ventola o si esegua la manutenzione di una esistente, non si dovrebbe mai saltare la fase di bilanciamento durante la manutenzione.

Importante: Sebbene lo sbilanciamento sia la causa più comune di vibrazioni elevate nei ventilatori, non è l'unica. Anche problemi strutturali, giochi eccessivi, problemi con le trasmissioni a cinghia, disallineamenti, crepe nel rotore o cuscinetti difettosi possono causare vibrazioni. È fondamentale che uno specialista esperto in diagnosi delle vibrazioni determini la causa principale di qualsiasi aumento delle vibrazioni prima di presumere che il bilanciamento possa risolverlo.

Commento dello specialista

Come dimostra l'esperienza, le persone spesso richiedono servizi di bilanciamento ogni volta che si verifica un aumento delle vibrazioni. Tuttavia, il bilanciamento è in realtà il passaggio finale per ridurre le vibrazioni. Prima di procedere, è necessaria un'analisi approfondita. diagnostica delle vibrazioni È necessario effettuare un controllo delle condizioni dell'attrezzatura. Eventuali carenze, come difetti nei giunti, mancato allineamento dell'albero o rigidità insufficiente nella struttura di supporto, devono essere identificate e corrette per prime. Solo successivamente si può procedere alla fase di bilanciamento, se ancora necessaria.

Ad esempio, un cliente ha recentemente richiesto l'equilibratura della ventola per un'unità di essiccazione. Le nostre misurazioni delle vibrazioni (in particolare lo spettro di velocità di vibrazione) hanno indicato la presenza di allentamenti meccanici. Dopo l'ispezione, abbiamo scoperto danni nel punto in cui la struttura di supporto della ventola era fissata alle fondamenta. Dopo aver fissato nuovamente i supporti e aver effettuato una nuova diagnosi, abbiamo riscontrato che lo squilibrio residuo rientrava nei limiti accettabili. In questo caso, l'equilibratura non era più necessaria. Problemi come fondamenta allentate o disallineamenti impediscono un'equilibratura corretta. Si ricorda che l'equilibratura deve essere eseguita solo su una macchina che sia in buone condizioni meccaniche.

Come viene eseguito il bilanciamento della ventola

I nostri specialisti in genere eseguono bilanciamento del ventilatore (bilanciando la girante o l'intera ventola) sul posto Utilizzando i cuscinetti della ventola stessa. Questo approccio in situ consente la massima precisione e velocità senza richiedere lo smontaggio, evitando inutili interferenze con la struttura dell'apparecchiatura.

In ogni lavoro di bilanciamento, miriamo al più basso squilibrio residuo possibile e aderiamo agli standard di qualità del bilanciamento di ISO 1940-1-2007 per la classe di apparecchiatura appropriata. Per raggiungere questo obiettivo, utilizziamo un dispositivo portatile di bilanciamento dinamico: l'analizzatore di vibrazioni Balanset-1A.

Fasi coinvolte:

Il processo di bilanciamento si compone di diverse fasi. Il numero di sensori utilizzati e il loro posizionamento possono essere specificati dal produttore del ventilatore. Le linee guida generali raccomandano di posizionare i sensori sui cuscinetti dell'albero del ventilatore e sull'alloggiamento. Se ciò non è possibile a causa di vincoli progettuali, i sensori devono essere montati in posizioni il più possibile collegate direttamente ai cuscinetti.

1. Installare i sensori di vibrazione perpendicolarmente all'asse di rotazione del rotore.

   

2. Montare il tachimetro sul supporto magnetico.

   

3. Applicare un nastro riflettente sulla puleggia e puntare il sensore RPM verso il nastro.
4. Collegare i sensori di vibrazione al dispositivo di bilanciamento e collegare il dispositivo al laptop.

   

5. Avviare il software di bilanciamento sul portatile.
6. Selezionare la modalità di bilanciamento a due piani.

   

7. Inserire l'identificazione del rotore (nome o numero) e la sua posizione.
8. Pesare il peso di prova e immettere il suo valore e il raggio a cui verrà installato.

   

9. Avviare la ventola (rotore) e misurare il livello di vibrazione iniziale (linea di base).

   

10. Installare il peso di prova nel primo piano di correzione sul rotore del ventilatore.
11. Avviare nuovamente il ventilatore ed effettuare una seconda misurazione delle vibrazioni.
12. Verificare che l'ampiezza o la fase della vibrazione siano cambiate di almeno 20% (a indicare che il peso di prova ha avuto un effetto misurabile).
13. Rimuovere il peso di prova dal primo piano e installarlo sul secondo piano del rotore.
14. Azionare nuovamente il ventilatore ed effettuare una terza misurazione delle vibrazioni.
15. Il software calcola quindi i pesi di correzione richiesti e gli angoli in cui posizionarli nel primo e nel secondo piano.

    

16. Rimuovere il peso di prova dal rotore.
17. Preparare il peso di correzione permanente della massa specificata (come calcolato).
18. Fissare o saldare il/i peso/i di correzione sul rotore nelle posizioni indicate.

    

19. Avviare nuovamente la ventola e verificare che il bilanciamento sia avvenuto correttamente (i livelli di vibrazione sono ora entro limiti accettabili).
20. Se il software suggerisce ulteriori piccole regolazioni, aggiungere il peso aggiuntivo come consigliato e ricontrollare l'equilibrio finché le vibrazioni non saranno ridotte al minimo.

Seguendo questa procedura, garantiamo un elevato livello di precisione nel bilanciamento delle ventole, contribuendo all'efficienza e all'affidabilità a lungo termine delle vostre apparecchiature industriali.

Conclusione

Un corretto bilanciamento delle ventole elimina una delle principali fonti di vibrazioni dei macchinari. Il risultato è un funzionamento più fluido e affidabile delle apparecchiature. Trascurare questo passaggio può portare a costosi guasti, mentre l'implementazione regolare del bilanciamento (dopo aver risolto eventuali problemi meccanici sottostanti) vi farà risparmiare tempo e denaro nel lungo periodo. Non aspettare per far sì che una ventola si sfaldi da sola tramite vibrazioni: includi il bilanciamento come parte di routine del tuo programma di manutenzione per proteggere i tuoi macchinari e mantenerli in condizioni ottimali.

Domande frequenti

Cosa causa lo squilibrio della ventola?

Lo sbilanciamento di una ventola è solitamente causato da una distribuzione non uniforme della massa nelle parti rotanti. Le cause più comuni includono l'usura abrasiva delle pale della ventola, l'accumulo di sporco sulle pale, giranti allentate o disallineate, fluttuazioni di temperatura che causano l'espansione o la contrazione del materiale, la perdita di pesi di bilanciamento precedentemente installati o la deformazione fisica di una pala.

Perché è importante il bilanciamento delle ventole?

Una ventola sbilanciata produce vibrazioni eccessive che possono danneggiare la ventola stessa e le apparecchiature collegate. Bilanciare una ventola riduce queste vibrazioni, prevenendo sprechi di energia e riducendo al minimo le sollecitazioni su cuscinetti e altri componenti. Una ventola correttamente bilanciata funziona anche in modo più silenzioso ed efficiente, prolungando la durata delle apparecchiature.

Come si bilancia un ventilatore?

Il bilanciamento del ventilatore viene eseguito aggiungendo o rimuovendo pesi dal rotore (girante) per correggere eventuali squilibri di massa. Il processo generale prevede la misurazione delle vibrazioni del ventilatore, la determinazione del punto in cui si verifica lo squilibrio e l'applicazione di piccoli pesi di correzione in punti specifici del rotore per contrastarlo. I moderni bilanciatori portatili utilizzano sensori e software per guidare questo processo e calcolare il peso esatto e il posizionamento necessari. (Per i dettagli, vedere la procedura dettagliata sopra).

Quando è necessario bilanciare un ventilatore industriale?

Un ventilatore industriale dovrebbe essere bilanciato ogni volta che si notano vibrazioni eccessive o dopo qualsiasi intervento di riparazione/manutenzione che potrebbe alterarne l'equilibrio (come la sostituzione o la saldatura delle pale). I ventilatori nuovi sono in genere ben bilanciati dal produttore, ma nel tempo l'usura e l'accumulo di materiali possono causare squilibri. È buona norma controllare periodicamente i livelli di vibrazione nell'ambito della manutenzione ed eseguire il bilanciamento se tali livelli superano i limiti raccomandati.

È possibile effettuare il bilanciamento dei ventilatori in loco?

Sì. Il bilanciamento del ventilatore può spesso essere effettuato in loco (in situ) utilizzando attrezzature di bilanciamento portatili. Il bilanciamento in loco, come il servizio descritto sopra, utilizza i cuscinetti del ventilatore e non richiede lo smontaggio della macchina. Questo consente di risparmiare tempo e garantisce il bilanciamento del ventilatore nelle normali condizioni di funzionamento.