排気ファンのバランス調整が重要な理由

排気ファンのバランスが崩れると、振動、騒音、エネルギー損失が増加し、部品の早期摩耗につながります。住宅、商業施設のHVACシステム、産業用換気システムなど、連続運転または負荷運転するファンは、 ダイナミックバランシング 信頼性、パフォーマンス、安全性にとって不可欠です。

ファンの不均衡の影響

質量分布のわずかな非対称性でも、運転速度において大きな遠心力が生じる可能性があります。この遠心力によって、以下のような影響が生じます。

• 過度の振動: 不均衡により、ベアリング、サポート、ダクト接続にストレスを与える動的負荷が発生します。
• 騒音レベル: インペラからの周期的なノイズは回転の不均衡を示しており、より深刻な機械的な問題が隠れていることがよくあります。
• ベアリングとシャフトの劣化: 振動エネルギーはベアリングの寿命を縮め、シャフトの位置ずれや疲労を引き起こす可能性があります。
• 空気の流れが効率的でない: 揺れるインペラは流れの対称性を乱し、圧力を低下させて消費電力を増加させます。

不均衡の原因は何ですか?

不均衡は、工場での公差、不適切な組み立て、または現場での摩耗によって発生する可能性があります。埃の蓄積、ブレードの腐食、溶接の不均一性、あるいは輸送中のわずかな変形によっても、質量分布が変化する可能性があります。屋上ファンの場合、天候への曝露はこれらの要因を悪化させます。プーリーのずれやフレキシブルマウントは症状を悪化させる可能性がありますが、根本的な原因ではありません。

バランス調整が必要なファンの種類

回転ファンアセンブリは、そのライフサイクル全体にわたってバランス調整が必要になる場合があります。これには以下が含まれます。

• 長くて軽量なブレードを備えた軸流排気ファン
• HVAC および産業環境で使用される後方湾曲遠心ファン
• 高圧または可変速用途の斜流ファン
• 汚染された空気や粒子を含んだ空気用のラジアルブレードファン

それぞれのタイプにはアクセスの課題と振動パターンが異なるため、適切な測定位置とバランス面の構成が必要です。

どのくらいの頻度でバランスをとるのですか?

バランス調整間隔は、運転時間と環境によって異なります。業務用HVACシステムの場合は、年1回の点検で十分です。工業用または腐食性システムの場合は、振動モニタリングを四半期ごとに実施する必要があります。振動速度が4.5 mm/sを超える場合、風量が低下する場合、または予期しない騒音が発生する場合は、再バランス調整をお勧めします。

ファンバランス調整の手順

1. センサーの取り付けとセットアップ: 振動センサーを回転軸に垂直に取り付けます（各ベアリングハウジングに1つずつ）。レーザータコメーターをマグネットベースで固定し、ローターに貼った反射テープに向けます。すべてのセンサーをBalanset-1Aデバイスに接続し、デバイスをUSB経由でノートパソコンに接続します。
2. 最初の測定： Balanset-1Aソフトウェアを起動します。「2面バランス調整」モードを選択し、ファンの名前と位置を入力します。ファンを動作速度で運転し、両面の初期振動を測定します。これにより、各センサーのベースライン振幅と位相の測定値が得られます。
3. 試験重量手順: 質量既知のテストウェイトを最初の平面（最初のセンサーが取り付けられている側）に取り付けます。ローターを始動し、振動レベルを再度記録します。振動の振幅または位相が少なくとも20%変化していることを確認します。これにより、ウェイトがシステムに適切に影響を与えていることが確認できます。
4. 2番目の飛行機のテスト: 同じ試験用分銅を2番目の平面に移動し、再度振動を測定します。これで、システムは両平面から十分なデータを取得し、影響係数を計算して不均衡を修正できるようになりました。
5. 補正計算： ソフトウェアは、試験結果と保存された影響係数に基づいて、各平面に必要な補正質量と角度を自動的に計算します。角度は、試験時の重量位置を基準として回転方向に算出されます。
6. 補正ウェイトの取り付け: 試験用分銅を取り外します。算出された補正質量を所定の半径と角度で正確に測定し、取り付けます。回転速度と環境に適した溶接、ボルト締めなどの方法でしっかりと固定します。
7. 最終検証: ローターを再起動し、新たな振動試験を実施してください。ソフトウェアに残留振動レベルが表示されます。必要に応じて、微調整用のウェイトを追加できます。振動値がISO 1940の許容限度内に収まれば、バランス調整は成功とみなされます。

推奨ツール:Balanset-1A

について バランセット-1A ポータブルバランスシステムは、現場でのローター補正に最適化されています。内容は以下の通りです。

• 測定範囲：0.02～80 mm/s（振動速度）
• 周波数範囲: 5～550 Hz
• 回転数範囲: 100～100,000
• 位相精度: ±1°
• FFTスペクトル解析とISO 1940準拠

すべてのデータはアーカイブ化されるため、影響係数の繰り返し利用や長期診断が可能になります。このシステムは、機器を分解することなく、ファン自体のベアリング内で直接動作します。

現場体験：寒い天候での屋上バランス調整

最近、高層住宅の屋上換気ファンのメンテナンス作業中に、氷点下（-6℃）の環境下でバランス調整を行いました。風が強くアクセスが制限されていたにもかかわらず、Balanset-1Aを使用することで迅速なセットアップと正確な診断が可能になりました。結果：振動速度は6.8 mm/sから1.8 mm/s未満に低下し、ファンの効率が回復し、ベアリングの寿命も延びました。

一時的な修正と永続的な修正

試験用分銅は校正時にのみ使用します。恒久的な補正には、環境（腐食リスクなど）に応じて鋼、アルミニウム、またはステンレス製のインサートを使用します。回転中の質量損失を防ぐため、しっかりと固定することが不可欠です。スプリットマス方式は、狭い場所やアクセスが困難な場所でのバランス調整に役立ちます。

閉鎖型設備における課題

ダクト式または天井設置型のシステムでは、インペラへのアクセスが制限されます。技術者はアクセスパネルを通して作業したり、長いプローブ延長ケーブルを使用したりする必要があるかもしれません。Balanset-1AはコンパクトなセンサーヘッドとUSBインターフェースを備えており、ファンを稼働させたまま遠隔測定が可能です。

バランス調整後のモニタリング

バランス調整後、振動のベースラインを確立します。経時的な変化を追跡することで、予知保全に活用できます。Balanset-1Aソフトウェアは振動チャートとスペクトルを保存し、粉塵の蓄積、構造のずれ、ベアリングの劣化など、損傷を引き起こす前に新たな問題を特定するのに役立ちます。

バランスを取らないとき

ブレードのひび割れ、シャフトの歪み、ベアリングの遊び、マウントの緩みなど、機械的な損傷のあるローターにはバランス調整を行わないでください。これらの損傷はまず修理する必要があります。バランス調整は質量に関連する問題のみを修正し、構造的な欠陥は修正しません。

結論

バランス調整は一度きりの作業ではなく、ローテーション設備メンテナンスの中核を成す作業です。 バランセット-1A現場技術者は、実際の使用条件下で、正確かつ再現性の高いローター補正を行うことができます。これにより、ダウンタイムが短縮され、空気質が向上し、季節や用途を問わず安定した運転が保証されます。重要なシステムにとって、バランス調整は振動制御だけでなく、稼働時間への投資でもあります。