Perché il bilanciamento della ventola di scarico è fondamentale

Lo squilibrio nelle ventole di scarico causa un aumento delle vibrazioni, del rumore, delle perdite di energia e dell'usura prematura dei componenti. Per qualsiasi ventola in funzione in modo continuo o sotto carico, che si tratti di edifici residenziali, sistemi HVAC commerciali o ventilazione industriale, bilanciamento dinamico è essenziale per l'affidabilità, le prestazioni e la sicurezza.

Conseguenze dello squilibrio della ventola

Anche piccole asimmetrie nella distribuzione della massa possono generare notevoli forze centrifughe alle velocità operative. Queste forze si traducono in:

• Vibrazione eccessiva: Lo squilibrio genera carichi dinamici che sollecitano cuscinetti, supporti e collegamenti dei condotti.
• Emissione acustica: Un rumore periodico proveniente dalla girante indica una rotazione sbilanciata e spesso maschera problemi meccanici più profondi.
• Degrado dei cuscinetti e degli alberi: L'energia vibrazionale riduce la durata dei cuscinetti e può disallineare o affaticare l'albero.
• Flusso d'aria inefficiente: Le giranti oscillanti disturbano la simmetria del flusso, riducendo la pressione e aumentando l'assorbimento di potenza.

Quali sono le cause dello squilibrio?

Lo squilibrio può derivare da tolleranze di fabbrica, assemblaggio improprio o usura sul campo. L'accumulo di polvere, la corrosione delle pale, le irregolarità delle saldature o anche piccole deformazioni durante il trasporto possono alterare la distribuzione della massa. Per i ventilatori da tetto, l'esposizione alle intemperie peggiora questi fattori. Il disallineamento delle pulegge o i supporti flessibili possono amplificare i sintomi, ma non ne costituiscono la causa principale.

Tipi di ventilatori che richiedono bilanciamento

Qualsiasi gruppo di ventole rotanti potrebbe richiedere un bilanciamento durante il suo ciclo di vita. Questo include:

• Ventilatori di scarico assiali con pale lunghe e leggere
• Ventilatori centrifughi a curvatura all'indietro utilizzati in ambienti HVAC e industriali
• Ventilatori a flusso misto in applicazioni ad alta pressione o a velocità variabile
• Ventilatori a pale radiali per aria contaminata o carica di particolato

Ogni tipologia presenta diverse difficoltà di accesso e modelli di vibrazione, che richiedono un corretto posizionamento della misurazione e una corretta configurazione del piano di bilanciamento.

Con quale frequenza effettuare il bilanciamento?

Gli intervalli di bilanciamento dipendono dalle ore di funzionamento e dall'ambiente. Per gli impianti HVAC commerciali, possono essere sufficienti controlli annuali. Nei sistemi industriali o corrosivi, il monitoraggio delle vibrazioni dovrebbe essere trimestrale. Si consiglia di ribilanciare l'impianto se la velocità di vibrazione supera i 4,5 mm/s, se il flusso d'aria diminuisce o se si verifica un rumore inaspettato.

Procedura passo passo per il bilanciamento della ventola

1. Installazione e configurazione del sensore: Montare i sensori di vibrazione perpendicolarmente all'asse di rotazione, uno su ciascun alloggiamento del cuscinetto. Fissare il tachimetro laser utilizzando una base magnetica e puntarlo verso un pezzo di nastro riflettente sul rotore. Collegare tutti i sensori al dispositivo Balanset-1A e quest'ultimo a un laptop tramite USB.
2. Misura iniziale: Avviare il software Balanset-1A. Selezionare la modalità "Bilanciamento a due piani" e inserire il nome e la posizione della ventola. Far funzionare la ventola alla velocità operativa e misurare la vibrazione iniziale su entrambi i piani. Questo fornisce le letture di base di ampiezza e fase per ciascun sensore.
3. Procedura di prova del peso: Fissare un peso di prova di massa nota al primo piano (il lato su cui è montato il primo sensore). Avviare il rotore e registrare nuovamente i livelli di vibrazione. Assicurarsi che l'ampiezza o la fase della vibrazione siano cambiate di almeno 20%: questo conferma che il peso sta influenzando correttamente il sistema.
4. Test del secondo aereo: Spostare lo stesso peso di prova sul secondo piano ed effettuare un'altra lettura delle vibrazioni. Il sistema ora dispone di dati sufficienti da entrambi i piani per calcolare i coefficienti di influenza e correggere gli squilibri.
5. Calcolo della correzione: Il software calcola automaticamente la massa e l'angolo di correzione necessari per ciascun piano, in base ai risultati delle prove e ai coefficienti di influenza memorizzati. Gli angoli sono calcolati a partire dalla posizione del peso di prova, nella direzione di rotazione.
6. Installazione del peso di correzione: Rimuovere il peso di prova. Misurare e installare con precisione le masse di correzione calcolate con il raggio e l'angolazione prescritti. Fissarle saldamente mediante saldatura, bullonatura o altri metodi appropriati per la velocità di rotazione e l'ambiente.
7. Verifica finale: Riavviare il rotore ed eseguire un nuovo test di vibrazione. Il software visualizzerà i livelli di vibrazione residua. Se necessario, è possibile aggiungere ulteriori pesi di regolazione fine. L'equilibratura è considerata corretta quando i valori di vibrazione rientrano nei limiti di tolleranza della norma ISO 1940.

Strumento consigliato: Balanset-1A

Il Balanset-1A Il sistema di bilanciamento portatile è ottimizzato per la correzione in situ del rotore. Include:

• Campo di misura: 0,02–80 mm/s (velocità di vibrazione)
• Gamma di frequenza: 5–550 Hz
• Gamma di giri: da 100 a 100.000
• Precisione di fase: ±1°
• Analisi dello spettro FFT e conformità ISO 1940

Tutti i dati vengono archiviati, consentendo l'utilizzo ripetuto dei coefficienti di influenza e la diagnostica a lungo termine. Il sistema funziona direttamente nei cuscinetti del ventilatore, senza la necessità di smontare o smontare l'apparecchiatura.

Esperienza sul campo: bilanciamento del tetto in climi freddi

Durante un recente intervento di manutenzione su un grattacielo residenziale, le ventole di scarico sul tetto sono state bilanciate a temperature inferiori allo zero (-6 °C). Nonostante il vento e l'accesso limitato, il Balanset-1A ha consentito una rapida installazione e una diagnostica precisa. Risultato: la velocità di vibrazione è stata ridotta da 6,8 mm/s a meno di 1,8 mm/s, ripristinando l'efficienza delle ventole e prolungando la durata dei cuscinetti.

Correzioni temporanee vs. permanenti

I pesi di prova vengono utilizzati solo durante la calibrazione. La correzione permanente utilizza inserti in acciaio, alluminio o acciaio inossidabile, scelti in base all'ambiente (ad esempio, rischio di corrosione). Un fissaggio sicuro è essenziale per prevenire la perdita di massa durante la rotazione. Le tecniche a massa divisa facilitano il bilanciamento in punti ristretti o inaccessibili.

Sfide nelle installazioni confinate

Nei sistemi canalizzati o a soffitto, l'accesso alla girante è limitato. I tecnici potrebbero dover lavorare attraverso pannelli di accesso o utilizzare lunghe prolunghe per sonde. Le teste sensore compatte e l'interfaccia USB di Balanset-1A consentono la misurazione a distanza mentre la ventola rimane in funzione.

Monitoraggio post-bilanciamento

Dopo l'equilibratura, stabilisci un valore di riferimento per le vibrazioni. Utilizzalo per la manutenzione predittiva monitorando le variazioni nel tempo. Il software Balanset-1A memorizza grafici e spettri delle vibrazioni, aiutando a identificare nuovi problemi prima che causino danni, come accumulo di polvere, spostamenti strutturali o degrado dei cuscinetti.

Quando non bilanciare

Non eseguire l'equilibratura su rotori con danni meccanici: pale incrinate, alberi deformati, gioco dei cuscinetti o supporti allentati. Questi devono essere riparati per primi. L'equilibratura corregge solo problemi legati alla massa, non difetti strutturali.

Conclusione

Il bilanciamento non è un'operazione una tantum: è una parte fondamentale della manutenzione delle attrezzature rotanti. Con strumenti come Balanset-1AI tecnici sul campo possono eseguire correzioni precise e ripetibili del rotore in condizioni reali. Ciò riduce i tempi di fermo, migliora la qualità dell'aria e garantisce un funzionamento stabile in qualsiasi stagione o applicazione. Per i sistemi critici, il bilanciamento è un investimento per la continuità operativa, non solo per il controllo delle vibrazioni.