ISO 14694とは何ですか？

クイックアンサー

ISO 14694 (産業用ファン - バランス品質と振動レベルの仕様）は、ISO 1940 の ISO 1940 Gグレード そして ISO 10816振動ゾーン 産業用ファンに特化したものです。 BV ファン用途カテゴリ (BV-1 〜 BV-5)。これらのカテゴリは、バランスグレード選定と振動限界選定の両方に使用されます。規格上のデフォルトは BV-3（G 6.3） バランスと specified limit (≤ 4.5 mm/s RMS) 振動受容のため。

ファンは産業界で最も一般的な回転機械ですが、大径インペラ、顕著な空力、片持ちローター構成が多いこと、運転環境の変動が大きいことなど、独自の特性を備えており、専用規格が正当化されます。ISO 14694 は、用途別の BV カテゴリと振動限界表を提供することで、ファンに一般用途規格を当てはめる際の曖昧さを取り除き、購入仕様や受入試験でそのまま使える指針を与えます。

この規格は、定置式陸上用途のあらゆるサイズの遠心（ラジアル）、軸流、斜流、クロスフローファンを対象としています。航空機、エアクッション機、および類似の特殊用途は対象外です。

2部構成

ISO 14694 は、2 つのカテゴリ システムを反映した 2 つの補完的な部分に論理的に分かれています。

  • パート1 — BV（バランス品質） 許容残留不均衡を指定します ファンインペラのみ, 組み立て前に検証済み バランスマシン.
  • 第2部 — 振動受入れ（振動限界）: 最大動作振動を指定します 組み立て済みのファン. 運転中のベアリングハウジングの測定により検証 ISO 10816 方法論。

バランス品質要件（BVカテゴリ）

BVカテゴリーは、ファンインペラ単体としての最大許容残留不釣合いを指定します。 アンバランス （ファンインペラを単体部品として扱う場合の。）各BVカテゴリは、 ISO 1940-1 Gグレード。このマッピングは ISO 14694 の重要な貢献であり、ファン固有のガイダンスを提供することで、正しい G グレードを選択するための推測作業を排除します。

許容残留不釣合い（ISO 14694 / ISO 1940）
Uあたり = (9 549 × G × m) / n
Uあたり g·mm | G = BVグレード値（mm/s） | m = インペラ質量（kg） | n = 最大使用速度（RPM）

適切なBVカテゴリーの選択

  • BV-1（G 16）： ISO 14694 で最も要求が緩いカテゴリ。精密ファンの略称として使わないでください。
  • BV-2（G 16）： BV-1 と同じバランス品質グレードを持つ一般/基本カテゴリですが、用途/振動の文脈は異なります。
  • BV-3（G 6.3）： の基準は 大多数 産業用ファン（遠心ファン、軸流ファン、HVAC給気・還気ファン、プロセス換気ファン）の大多数における基準です。契約上BVカテゴリーが指定されていない場合、これがデフォルトとして想定されます。
  • BV-4（G 2.5）： BV-3 より厳しいバランス許容差を持つ、高品質/重要用途ファンカテゴリ。
  • BV-5（G 1.0）： 精密用途向けの最も厳格なカテゴリ。ISO 14694 で最も厳しいバランス許容差です。
バランスマシンの速度ではなくサービス速度を使用する

許容差は、 最大動作速度. 多くのインペラは300～600 RPMの低速機でバランス調整されますが、公差の計算には実際の運転速度（例：1,480 RPM）を使用する必要があります。バランシングマシンの速度を使用すると、公差が危険なほど緩くなります。

単面バランスと二面バランス

ISO 14694はISO 21940-12のガイダンスに従っています。狭いインペラ（幅/直径L/D < 0.5、ほとんどの遠心ファンで一般的）には、 単面 バランス調整 - フルUあたり 1つの平面に適用されます。幅広のインペラまたは長い軸流ファンローター（L/D ≥ 0.5）には 2平面動的バランス — Uあたり 平面間で分割されます (対称ローターの場合は均等に、非対称ローターの場合は比例して)。.

運転時振動限界

振動限界は、許容される最大の広帯域 RMS振動速度 （mm/s）設計速度と負荷でファン全体のベアリングハウジング上で測定され、10～1 000 Hzの範囲で ISO 10816-1 方法論。

剛性基礎と柔軟性基礎

ISO 10816 と同様に、ISO 14694 では、支持構造が測定される振動に重大な影響を与えることを認識しています。

  • 剛性: 巨大なコンクリートや重い鋼鉄の上にファンを設置する。まず 固有振動数 ファン・ファウンデーションシステムの1次固有振動数が回転速度（1×RPM）を上回る。振動測定値は低くなります。
  • フレキシブル： ファンはスプリングアイソレーター、ゴムパッド、または軽量スチール製のプラットフォーム上に設置されます。第一固有振動数は運転速度（1×RPM）を下回ります。振動値は高くなりますが、建物への力の伝達は低くなります。

一部の仕様では、柔支持ファンについて BV 振動カテゴリを1段高く認めています（例: 同一用途で、rigid の specified limit → flexible の specified limit）。

BV 準拠 ≠ 振動受入れ準拠

完全にバランスの取れたインペラ（BV-3に適合）は ない 組み立てられたファンが specified limit を満たすことを保証するものではありません。運転振動は、インペラバランス以外にも多くの要因に依存します: シャフト ずれ, ベアリングの状態、基礎 共振, 空力（入口流れの歪み、ダンパ位置）、ベルト張力、カップリング状態。BV は必要条件ですが、振動受入れの十分条件ではありません。

ファン振動の空力的発生源

ほとんどの回転機械とは異なり、ファンは空気の流れと動的に相互作用し、ファン特有の振動源を作り出します。

  • ブレードパス周波数（BPF）： すべてのファンは、BPF = ブレード × RPM ÷ 60 で振動を生成します。BPF 振幅が過剰である場合、クリアランスの問題、入口の歪み、またはガイドベーンの相互作用があることを示します。
  • 入口歪み: 入口付近のエルボ、ダンパー、または障害物により不均一な流れが生じる → 周期的なブレード負荷 → 倍音 シャフト速度の。
  • 失速と急上昇: 設計点から遠く離れた場所で動作させると、空気力学的不安定性（ブレードの失速やシステムの急上昇）が発生し、広帯域の振動と騒音が発生します。.
  • 材料の蓄積： 集じん機やセメントプラントでは、ブレードへの不均一な堆積物が進行性アンバランスを生みます。立上げ時に BV-3 を満たしていたファンでも、数週間で specified vibration limits を超えることがあります。

受け入れテスト - 2段階検証

ステージ1：インペラバランス検証（BV）

インペラは校正されたバランス調整機でバランス調整される 組み立て前. 手順：

  1. インペラをバランシングマシンのマンドレルまたは独自のベアリングに取り付けます
  2. 単一平面または2平面のバランス調整を実行します（L/D比によって異なります）
  3. 残留アンバランスをU以下に低減あたり 指定されたBVカテゴリ
  4. 文書: 初期アンバランス、補正質量の配置、最終残留アンバランス
  5. 合格基準: 最終残差 ≤ Uあたり 指定されたBVの場合

ステージ2: 運転時振動試験（振動受入れ）

組み立てと設置後、ファンは動作条件下でテストされます：

  1. ベアリングハウジングに振動センサーを設置する — 各ベアリングにつき3つの直交方向（V、H、A）
  2. ファンを設計速度と動作点で運転し、熱が安定するまで待ちます（15～30分）。
  3. 10～1,000 Hzの範囲で広帯域RMS速度（mm/s）を記録する
  4. 合格基準: 任意方向・任意ベアリングでの最高単一測定値が BV 振動カテゴリ限界以下
常にフルスペクトルを記録する

受け入れは全体のRMSに基づいて行われますが、常に FFTスペクトル 試運転中にファンに問題が発生した場合、ベースラインスペクトルとの比較は診断に非常に役立ちます。 バランセット-1A 全体的な RMS と完全な周波数スペクトルの両方を自動的に記録します。

ファンインペラの現場バランス調整

多くの産業用ファンは現場でバランシングする必要があります。インペラが大きすぎて取り外せない場合や、材料付着、浸食、ブレード損傷により運転中にバランスが崩れるためです。ISO 14694 は、ファンの運用寿命全体にわたって BV と振動受入れ準拠を維持する実用的手段として、現場バランシングを暗黙的に支持しています。

フィールドバランス調整が必要な場合

  • ファン振動が specified vibration limit を超えており、FFTスペクトルで卓越した 1×（アンバランス）成分が示される
  • 材料の蓄積により、試運転以降、インペラのバランスが変化しました
  • ブレードの修理、ブレードの交換、または侵食シールドの交換を実施
  • 大規模な分解を行わなければインペラを取り外すことはできません（スクロールハウジング内の遠心ファン）
  • 生産スケジュールでは、工場のバランス調整のために長期間の停止は許容できない

Balanset-1Aを使用した手順

  1. セットアップ： 振動センサーをベアリングハウジング（ラジアル方向）に取り付け、レーザータコメーターをシャフトに向けます。シングルプレーン（F2）またはツープレーン（F3）モードを選択します。.
  2. 初回実行: 基準振動（軸速度1倍における振幅と位相）を記録します。例：135°で8.2 mm/s。.
  3. 試験重量: アクセス可能なブレードまたはハブに既知の質量（例：20g）を取り付けます。再度実行し、新しいベクトルを記録します。例：210°で5.5 mm/s。
  4. 修正： ソフトウェアが必要な質量と角度を計算します。例：「285°で35g追加」。ブレードの取り付けには重量分割機能も利用できます。.
  5. 確認する： 最終運転で、残留振動が specified vibration limit 未満であることを確認。典型的な結果: 1回の補正サイクル後に 1.0–2.0 mm/s。
現場での単面対二面

ほとんどの遠心ファンの羽根車は、 単面 バランス調整（Balanset F2モード）。幅広のインペラ、多段ファン、長軸流ファンには 2平面 （Balanset F3と2つのセンサー）。クイックテスト：両方のベアリングを測定します。振幅または位相に大きな差がある場合は、2平面測定を使用します。

ケーススタディ - ISO 14694の実践

ケース1：HVAC給気ファン - 受け入れテスト

ファン： 遠心式HVAC供給ファン、22 kW、1 460 RPM、インペラ質量38 kg、剛性コンクリートベースへの直接駆動。

仕様: BV-3 (G 6.3), specified limit (≤ 4.5 mm/s).

BV許容値: Uあたり = 9 549 × 6.3 × 38 ÷ 1 460 = 1 566 g・mm 合計→1面あたり783 g・mm。

バランスチェック: 工場証明書: 残留アンバランス 420 g・mm — 1 566 g・mm の制限値を十分下回っています。✅

振動受入れ試験: 最高測定値: 3.8 mm/s（水平、駆動端ベアリング）。4.5 mm/s の specified limit 以内です。✅

ベースラインスペクトル: 24.3 Hzでクリーンな1×成分、170 Hzで小さなBPF（7枚羽根）。健全なファン。

ケース2：集塵ファン - 蓄積物による進行性アンバランス

ファン： ラジアルブレード集塵機、30 kW、1 750 RPM、インペラ40 kg、剛性ベース。

問題： 振動は立上げ時の 3.5 mm/s から、6か月後には 9.8 mm/s に増加。specified BV-3 vibration limit → 超過.

診断： Balanset-1AのFFT：29.2 Hzで支配的な1×ピーク（軸回転速度）。2×やその他の高調波はごくわずか。根本原因：ブレード上の不均一な粉塵堆積。

アクション： ブレードを清掃し、フィールドバランスを調整 バランセット-1A. 試し重量15g、195°で補正計算値28g。調整後： 1.3 mm/秒. ✅

おすすめ： マテリアルハンドリングファンについては、四半期ごとのクリーニングと再バランス調整をスケジュールしてください。

ケース3：屋根換気扇 - ブレードパス共振問題

ファン： 遠心式屋根排気ファン、15 kW、2 940 RPM、インペラ8 kg、スプリングアイソレーター（フレキシブル）。

問題： 全体振動12.5 mm/s。フィールドバランシングにより1×成分は7.0 mm/sから1.5 mm/sに減少しましたが、全体振動は10.8 mm/sまでしか低下しませんでした。

診断： FFTでは、343 Hz = 8.5 mm/s（BPF、7枚羽根×49 Hz）で7倍の強いピークが見られます。ファンハウジング 固有振動数 約340 Hzで共鳴します。.

根本的な原因： 入口直前の90°エルボ → 入口速度の不均一性 → BPF励起 → ハウジング共振増幅。

解決策 入口ガイドベーンを設置、エルボを上流側へ移動。BPFは2.1 mm/sに低下。全体： 3.2 mm/秒. ✅

この事例は、BV 準拠だけでは振動受入れ準拠が保証されない理由を示しています。空力要因はバランス品質とは独立して振動を生みます。

他の規格との関係

ISO 14694 は単独で存在するわけではなく、いくつかの国際規格を参照して構築されています。

  • ISO 1940-1 / ISO 21940-11: BV分類が参照するGグレードシステム。ISO 14694は、ファンの種類ごとに適切なGグレードを選択します。
  • ISO 10816-1 / ISO 20816-1: 一般的な振動測定方法論。振動限界は ISO 10816 のゾーンに由来し、互換性があります。
  • ISO 10816-3： 15～300kWの産業用機械。この範囲のファンはどちらの規格も使用できますが、ISO 14694ではより具体的なファンのガイドラインが提供されています。.
  • ISO 5801： ファン性能試験。振動受入れ試験はこの規格の運転条件を参照します。
  • ISO 13347： ファンの音響（騒音）。関連性はあるものの、別の問題です。振動を減らすと、騒音の伝達も減少することがよくあります。.
  • AMCA 204： 北米のファン振動規格。適用範囲は類似しており、一方の規格を満たすファンは、一般的にもう一方の規格も満たします。.
ISO 14694準拠のVibromera機器

について バランセット-1A ポータブルバランサーは、2チャンネル振動測定（両方のベアリングを同時に）、内蔵ISO 1940 / ISO 14694公差計算機、単面および2面振動測定機能を備えています。 バランシング モード、ブレード取り付けウェイトの補正重量分割、 FFTスペクトル解析 故障診断用、および振動受入れ測定用の振動計モード。 バランセット-4 複雑なマルチベアリングファンアセンブリのために、これを4チャンネルに拡張します。

公式規格: ISO 14694（ISOストア）→

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