Cosa succede realmente quando una ventola è fuori equilibrio

Una girante di un ventilatore che gira a 1.450 giri al minuto completa circa 24 giri al secondo. Se ci sono anche solo 15 grammi di massa in più su un lato, la forza centrifuga risultante colpisce i cuscinetti migliaia di volte al minuto. Questa forza non rimane piccola, ma cresce con il quadrato della velocità. Raddoppiando i giri al minuto, la forza quadruplica.

Gli effetti non sono astratti. Ecco cosa succede in pratica:

Oltre ai cuscinetti e all'energia, lo squilibrio sollecita le guarnizioni dell'albero, allenta i collegamenti dei condotti e affatica la struttura di supporto. Nelle unità sul tetto, le vibrazioni possono trasferirsi alla soletta dell'edificio e causare problemi acustici due piani più in basso.

Da dove nasce lo squilibrio

Lo squilibrio di massa non nasce dal nulla. Ha origini specifiche e identificabili, e conoscerle aiuta a prevedere quali tifosi avranno bisogno di attenzione in seguito.

Tolleranze di fabbricazione. Nessuna girante esce dalla fabbrica perfettamente bilanciata. La maggior parte è bilanciata a G16 o G6.3 come nuova, un valore accettabile per la spedizione, ma non sempre per la velocità di funzionamento installata. Le ventole che arrivano "sufficientemente buone" possono vibrare in modo evidente una volta che girano a pieno regime nel loro alloggiamento.

Polvere e accumuli. Questa è la causa più comune di squilibrio di campo. Le ventole di scarico delle cucine accumulano grasso. I ventilatori industriali raccolgono particolato. Anche i sistemi HVAC "puliti" depositano polvere in modo non uniforme sulle superfici delle pale nel corso di mesi di funzionamento. Uno strato di polvere di 20 grammi su una pala su otto è sufficiente a spingere le vibrazioni oltre i limiti accettabili.

Corrosione ed erosione. I ventilatori da tetto sono esposti a pioggia, aria salmastra (nelle installazioni costiere) e variazioni di temperatura. I rivestimenti delle pale si degradano in modo non uniforme. Il metallo si assottiglia in alcuni punti. La distribuzione della massa si sposta gradualmente, così gradualmente che il cambiamento non è evidente finché i cuscinetti non iniziano a cedere.

Danni minori. Un graffio causato da un corpo estraneo. La punta di una lama piegata durante l'installazione o la manutenzione. Spruzzi di saldatura causati da lavori di riparazione nelle vicinanze. Queste piccole asimmetrie creano forze che si sommano rapidamente.

Cronologia delle riparazioni. Una lama raddrizzata, una sezione saldata, un componente sostituito con una parte leggermente diversa: ognuno di questi può alterare la distribuzione della massa al punto da richiedere un ribilanciamento.

Tipi di fan e le loro peculiarità di bilanciamento

La procedura di base è la stessa per tutte le ventole, ma i punti di accesso, il posizionamento dei sensori e i tipici modelli di squilibrio variano a seconda del tipo. Ecco cosa aspettarsi:

Quando bilanciare (e quando no)

Intervalli consigliati

Soglie di attivazione

Non aspettare il programma se appare una di queste situazioni:

La velocità di vibrazione supera i 4,5 mm/s (RMS) — questo è il confine tra "accettabile" e "appena tollerabile" per la maggior parte delle classi di ventilatori secondo la norma ISO 10816-3. A questo livello, la durata dei cuscinetti si sta già riducendo. Rumore periodico udibile dalla ventola — non un rumore di flusso costante, ma un tonfo ritmico o un ronzio che segue i giri al minuto. Oscillazione visibile o deflessione dell'albero — di solito significa che lo squilibrio è grave. Riduzione inaspettata del flusso d'aria — una girante traballante non sposta l'aria in modo efficiente.

La procedura di bilanciamento: passo dopo passo

Questa procedura utilizza il metodo del peso di prova con correzione a due piani. È adatta a qualsiasi aspiratore, da una piccola unità da bagno a una grande centrifuga industriale. L'intero processo, dal posizionamento del sensore alla verifica, richiede dai 30 ai 60 minuti per un lavoro di routine.

Avrai bisogno di: Balanset-1A (o bilanciatore a 2 canali equivalente), computer portatile, pesi di prova, pesi di correzione, utensili di base.

Rapporto sul campo: lavoro sul tetto a -6°C

La teoria è una cosa. Le mani che non sentono la chiave inglese sono un'altra.

Lo scorso inverno, abbiamo ricevuto una chiamata riguardante un grattacielo residenziale nel Nord Europa: quattro ventilatori di scarico sul tetto, tutti con vibrazioni tali da indurre i residenti degli ultimi due piani a presentare reclami. L'amministratore del condominio aveva già sostituito un set di cuscinetti quell'anno. Tre mesi dopo, le vibrazioni erano tornate.

Il problema non erano i cuscinetti. Erano i rotori: ognuno di essi presentava depositi irregolari di ghiaccio e sale dovuti a mesi di esposizione. I cuscinetti erano vittime, non cause.

Abbiamo installato il Balanset-1A sulla prima unità alle 7 del mattino. Temperatura dell'aria: -6 °C, vento costante sul tetto. I supporti magnetici hanno aderito perfettamente agli alloggiamenti. Il tachimetro ha rilevato il nastro riflettente da 40 cm, senza problemi di allineamento nonostante il vento.

L'unità peggiore ha registrato una vibrazione di 6,8 mm/s, saldamente nella zona "inaccettabile" secondo la norma ISO 10816-3. Dopo aver pulito le pale ed eseguito la correzione standard a due piani, la vibrazione è scesa a 1,8 mm/s. Tutte e quattro le ventole sono state riparate entro mezzogiorno. Costo totale per l'edificio: la chiamata di assistenza. Risparmio previsto: due o tre sostituzioni di cuscinetti evitate nel corso dell'anno successivo.

La batteria del portatile è stata la sfida principale: il freddo la scarica rapidamente. Abbiamo tenuto il portatile in una borsa termica tra una sessione e l'altra. L'unità Balanset-1A ha gestito il freddo senza problemi.

Pesi di correzione temporanei vs. permanenti

I pesi di prova sono temporanei per definizione: sono presenti solo durante le fasi di calibrazione. Non lasciarli sul rotore. Non sono fissati per una rotazione a lungo termine.

Le correzioni permanenti utilizzano materiali selezionati per l'ambiente operativo:

Tecnica della massa divisa: Quando la posizione calcolata cade tra le pale (dove non c'è nulla a cui saldare), dividere la massa di correzione in due pesi più piccoli posizionati sulle pale adiacenti. Il software Balanset-1A include una funzione di suddivisione dei pesi per questo scopo.

Lavorare in installazioni confinate

Non tutti i ventilatori sono installati su tetti aperti. I ventilatori canalizzati, le unità a soffitto e i ventilatori all'interno degli armadi delle UTA (Unità di Trattamento Aria) presentano difficoltà di accesso che incidono sul flusso di lavoro, ma non sul risultato.

Accesso limitato alla girante: Potrebbe essere necessario installare pesi di correzione attraverso pannelli di accesso o porte di ispezione. È in questo caso che conoscere in anticipo l'angolo e la massa esatti (tramite il calcolo del software) fa risparmiare tempo. Non si tira a indovinare: si sa esattamente dove va il peso prima di aprire il pannello.

Posizionamento dei sensori in spazi ristretti: Le testine compatte del sensore Balanset-1A si adattano a spazi di soli 30 mm tra l'alloggiamento del cuscinetto e la parete del condotto. Il cavo USB consente all'unità di misura e al computer portatile di essere posizionati all'esterno dell'alloggiamento, mentre i sensori rimangono sulla ventola.

Funzionamento del ventilatore durante la misurazione: La ventola deve funzionare alla velocità operativa durante ogni misurazione delle vibrazioni. Nei sistemi canalizzati, assicurarsi che le porte di accesso siano chiuse (o che il sistema di canalizzazione sia nella sua normale configurazione operativa) durante la misurazione: le variazioni del flusso d'aria possono influire sulle letture delle vibrazioni.

Cosa fare dopo il bilanciamento

Il bilanciamento non è un compito che si risolve una volta per tutte. È un singolo punto dati nel ciclo di vita della macchina. Il vero valore deriva da ciò che si fa con i dati in seguito.

Stabilire una linea di base. La lettura delle vibrazioni "dopo" è ora il tuo riferimento. Salvala. Balanset-1A archivia ogni misurazione con timestamp, cronologia delle correzioni e spettri.

Tendenza nel tempo. Alla prossima visita di manutenzione, effettuare una rapida lettura delle vibrazioni (non è necessario alcun bilanciamento, solo una misurazione). Confrontare con i valori di base. Se le vibrazioni sono aumentate di 30% o più, è il momento di indagare: potrebbero essere iniziati accumuli di polvere, usura delle pale o degrado dei cuscinetti.

Utilizzare lo spettro. La visualizzazione FFT distingue tra squilibrio (picco 1× giri/min), disallineamento (2×), difetti dei cuscinetti (contenuto ad alta frequenza) e problemi elettrici (armoniche della frequenza di rete). Questo trasforma il Balanset-1A da uno strumento di bilanciamento a uno strumento diagnostico di base per le vibrazioni, utile per la manutenzione predittiva senza hardware di monitoraggio dedicato.

Attrezzatura utilizzata: Balanset-1A

La procedura sopra descritta è stata eseguita utilizzando il Balanset-1A Sistema di bilanciamento portatile. Ecco le specifiche rilevanti per il funzionamento dei ventilatori:

Il kit include due sensori di vibrazione, un tachimetro laser, nastro riflettente, supporti magnetici, bilance elettroniche e software su USB. Nessun abbonamento, nessun canone di licenza ricorrente.

Domande frequenti