軸流ファンの欠陥とは？ブレードと流れの問題• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。 軸流ファンの欠陥とは？ブレードと流れの問題• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。

軸流ファンの欠陥とは？ブレードと流れの問題

admin が に投稿

軸流ファンの欠陥を理解する

定義: 軸流ファンの欠陥とは何ですか?

軸流ファンの欠陥 軸流ファン特有の問題として、プロペラ状のローターを通して空気がシャフト軸と平行に流れるという点が挙げられます。これらの欠陥には、ブレードピッチ角の誤差、チップクリアランスの劣化、ブレードの 倦怠感 ひび割れ、ハブアタッチメントの破損、旋回失速、空力共振などの問題が発生します。軸流ファンは、流路と力の分布が遠心ファンと異なるため、ブレードのねじれ、先端漏れ流れ、軸推力の変動に関連する特有の故障モードの影響を受けやすくなります。.

軸流ファンは、HVACシステム、冷却塔、発電所の通風ファン、産業用換気装置などに広く使用されています。直径が大きく、比較的軽量なブレードのため、振動による疲労や空力不安定性の影響を受けやすいという欠点があります。.

軸流ファン特有の欠陥

1. ブレードのピッチと角度の問題

ピッチ設定が正しくありません

  • 調整可能なピッチファン: パフォーマンスチューニングのためにブレード角度を調整可能
  • 不調整: ブレードが動作条件に対して間違った角度に設定されている
  • 効果: パフォーマンスの低下、振動の増加、失速傾向
  • 非均一設定: 異なる角度のブレードが不均衡を生み出す

ブレードツイスト変形

  • 空気力学的または遠心力的な負荷によってブレードが永久的にねじれている
  • 流れの角度を変え、パフォーマンスに影響を与える
  • ねじれが非対称の場合、アンバランスが生じる可能性があります
  • 温度勾配による熱歪み

2. チップクリアランスの問題

軸流ファンにおける重要な重要性

  • 翼端の流れの漏れ（翼端渦）
  • 効率は先端クリアランスに非常に敏感
  • クリアランスが1%増加するごとに、約1～2%の効率が失われます。
  • 振動と音響性能に影響します

過剰なクリアランス

  • 原因: 摩耗、ハウジングの歪み、ブレードのたわみ、熱膨張
  • 効果: 性能低下、先端渦強度の増加、振動
  • 典型的な新機能: ブレードスパン0.5-1.5%
  • 必要なアクション: 3%を超えるスパンは交換または再構築を意味します

先端のこすり

  • ブレード先端がハウジングに接触
  • 過剰な 振動, 、熱膨張、またはずれ
  • 騒音、振動、ブレードの損傷を引き起こす
  • ブレードの先端とハウジングに摩耗跡が見える

3. ブレードの構造上の欠陥

疲労亀裂

  • 位置： ブレード根元（ハブへの接続部）、前縁
  • 原因： 変動する空力荷重、振動、, 共振
  • 検出： 染色浸透探傷検査、磁性粒子検査、または超音波検査
  • 重要度: 刃の外れにつながる可能性がある

ブレードの取り付け不良

  • ブレードハブ接合部の溶接割れ
  • ボルト締めされたアタッチメントが緩んでいる
  • ルートフィレットの亀裂
  • 検出されない場合、進行性障害

4. 空気力学的不安定性

回転失速

  • 環状部を回転する一部のブレードにおける流れの剥離
  • 同期振動（ローター速度の0.2～0.5倍）
  • 低流量または高入口抵抗で発生する
  • 激しく刃を損傷する可能性がある

フラッター

  • 空力弾性カップリングによる自励ブレード振動
  • ブレードの動きは空気の流れに影響を与え、空気の流れはブレードの動きに影響を与える
  • ブレードの固有振動数
  • ブレードの急速な故障を引き起こす可能性がある
  • 稀ではあるが、発生すると悲惨な事態を引き起こす

振動シグネチャ

ブレード通過頻度

  • 計算： BPF = ブレード数 × RPM / 60
  • 軸流ファン: BPF が顕著になることが多い (遠心ファンよりも高い)
  • 振幅の増大: 先端クリアランスの問題、ブレードの損傷、流れの問題
  • 倍音: 複数のBPF高調波はブレードまたは流れの問題を示します

アンバランス

  • ブレードの堆積、侵食、またはピッチ角の不均一性から
  • 1×振動部品
  • 修正可能 バランシング ブレードに取り付けられたウェイト付き

失速関連振動

  • 同期成分（0.2～0.5×）
  • ランダムに変動する振幅
  • 広帯域ノイズの増加
  • 流量が増加すると消える

検出と監視

振動解析

  • 標準ベアリング振動モニタリング
  • BPF振幅の傾向
  • 同期外れのコンポーネント（ストール）を探す
  • 軸方向振動測定（推力変動）

パフォーマンス監視

  • 空気流量測定（差圧法）
  • 電力消費の傾向
  • 効率計算
  • 設計/ベースラインパフォーマンスと比較する

検査

  • 亀裂、浸食、腐食の目視ブレード検査
  • ブレードピッチ角検証
  • 先端クリアランス測定
  • ハブと接続ポイントの検査
  • 重要なファンの亀裂検出のための非破壊検査

メンテナンスと修正

ブレードのメンテナンス

  • ブレードの堆積物を清掃する（そしてバランス調整する）
  • 軽度の侵食/腐食による損傷の修復
  • ひび割れたり、ひどく損傷した刃を交換する
  • すべてのブレードが同じピッチ角にあることを確認する
  • ブレード取り付けボルトを確認して締めます

クリアランス修復

  • クリアランスが大きすぎる場合はシュラウドリングまたはチップシールを追加してください
  • ハウジングを改造して直径を小さくする
  • 経済的に正当な場合はファンを交換する

動作点制御

  • ファンを設計点近くで動作させるためにシステム抵抗を調整する
  • 最適なマッチングのための可変速度制御
  • 失速領域での操作を避ける
  • ターンダウンのための入口ベーンまたはダンパー制御

軸流ファンの欠陥は、一般的な回転機械の問題と軸流ファン特有の空力現象が組み合わさったものです。ブレードの構造的問題、先端クリアランスの重要性、そして旋回失速などの空力的不安定性を理解し、適切な振動監視と性能試験を組み合わせることで、産業用途において不可欠な空気移動機械の信頼性の高い運用が可能になります。.

← メインインデックスに戻る

カテゴリー
ワッツアップ