Pramoninių ištraukiamųjų ventiliatorių balansavimas: išsamus vadovas nuo teorijos iki praktikos

1 skyrius: Pagrindiniai disbalanso principai – „Kodėl“ supratimas

Sukamųjų masių balansavimas yra viena iš pagrindinių pramonės įrangos priežiūros ir remonto operacijų, ypač svarbi išmetamųjų dujų balansavimas Norint veiksmingai ir pagrįstai pašalinti su per didele vibracija susijusias problemas, būtina giliai suprasti disbalansą lemiančius fizinius procesus, jo rūšis, priežastis ir žalingas pasekmes.

1.1. Disbalanso fizika: vibracijos mokslas

Idealiu atveju besisukantis kūnas, pavyzdžiui, ištraukiamojo ventiliatoriaus sparnuotė, būtų idealiai subalansuotas. Mechaniniu požiūriu tai reiškia, kad jo pagrindinė inercijos ašis visiškai sutampa su geometrine sukimosi ašimi. Tačiau iš tikrųjų dėl gamybos netobulumų ir eksploatacinių veiksnių susidaro būklė, vadinama disbalansu, kai rotoriaus masės centras yra pasislinkęs jo sukimosi ašies atžvilgiu.

Kai toks nesubalansuotas rotorius pradeda suktis, šis masės poslinkis sukuria išcentrinę jėgą. Ši jėga nuolat keičia kryptį, veikia statmenai sukimosi ašiai ir per veleną perduodama guolių atramoms, o po to visai konstrukcijai. Ši ciklinė jėga yra pagrindinė vibracijos priežastis.

Kur F yra išcentrinė jėga, m yra nesubalansuotos masės dydis, ω yra kampinis greitis, o r yra atstumas nuo sukimosi ašies iki nesubalansuotos masės (ekscentriškumas).

Svarbiausias šio ryšio aspektas yra tas, kad inercinė jėga auga proporcingai sukimosi greičio kvadratui (ω²). Tai turi didžiulę praktinę reikšmę išmetamųjų dujų balansavimas procedūros. Pavyzdžiui, padvigubinus ištraukiamojo ventiliatoriaus greitį, vibracijos jėga padidės keturis kartus. Šis netiesinis augimas paaiškina, kodėl ištraukiamojo ventiliatoriaus, kuris priimtinai veikia mažu greičiu, pasiekus nominalų arba padidintą greitį, pavyzdžiui, kai jis valdomas dažnio keitikliais, vibracijos lygis gali siekti katastrofiškas.

1.2. Disbalanso klasifikacija: trys problemų tipai

Rotoriaus disbalansas, priklausomai nuo inercijos ašies ir sukimosi ašies tarpusavio išdėstymo, skirstomas į tris pagrindinius tipus:

Statinis disbalansas (jėga / statinis disbalansas)

Apibrėžimas: Atsiranda, kai inercijos ašis pasislenka lygiagrečiai sukimosi ašiai. Tai galima įsivaizduoti kaip vieną „sunkų tašką“ ant rotoriaus.

Diagnozė: Šis disbalanso tipas yra unikalus tuo, kad jis pasireiškia net ramybės būsenoje. Jei toks rotorius pastatytas ant horizontalių atramų su maža trintimi (vadinamų „peilio ašmenimis“), jis visada suksis veikiamas gravitacijos ir sustos sunkia smaigaliu žemyn.

Pataisa: Pašalinama gana paprastai pridedant (arba pašalinant) korekcinę masę vienoje plokštumoje, 180 laipsnių priešingoje identifikuotai sunkiajai vietai. Statinis disbalansas būdingas siauriems, disko formos rotoriams, kurių ilgio ir skersmens (L/D) santykis yra mažas (pvz., mažesnis nei 0,5).

Poros disbalansas

Apibrėžimas: Atsiranda, kai inercijos ašis kerta sukimosi ašį rotoriaus masės centre. Fiziškai tai atitinka dvi lygias nesubalansuotas mases, esančias dviejose skirtingose plokštumose išilgai rotoriaus ilgio ir išdėstytas 180 laipsnių kampu viena nuo kitos.

Diagnozė: Statinėje padėtyje toks rotorius yra subalansuotas ir neužims jokios konkrečios padėties. Tačiau sukimosi metu ši masių pora sukuria „sūpavimo“ arba „virpėjimo“ momentą, kuris linkęs pasukti rotorių statmenai sukimosi ašiai, sukeldamas stiprias vibracijas atramose.

Pataisa: Norint kompensuoti šį momentą, reikia pataisyti bent dviejose plokštumose.

Dinaminis disbalansas

       

Apibrėžimas: Tai yra labiausiai paplitęs ir dažniausiai praktikoje sutinkamas atvejis, kai inercijos ašis nėra nei lygiagreti, nei kerta sukimosi ašį, bet yra iškreipta kartu su ja erdvėje. Dinaminis disbalansas visada yra statinio ir porinio disbalanso derinys.

Diagnozė: Pasireiškia tik rotoriaus sukimosi metu.

Pataisa: Visada reikia balansuoti bent dviejose korekcijos plokštumose, kad būtų galima vienu metu kompensuoti ir jėgos, ir momento dedamąsias.

1.3. Pagrindinės problemų priežastys: iš kur kyla disbalansas?

Disbalanso priežastis galima suskirstyti į dvi dideles grupes, kurios yra ypač svarbios išmetamųjų dujų balansavimas paraiškos:

Veiklos veiksniai (dažniausiai pasitaikantys):

• Medžiagų kaupimasis: Dažniausia ištraukiamųjų ventiliatorių veikimo užterštoje aplinkoje priežastis. Netolygus dulkių, nešvarumų, dažų, proceso produktų ar drėgmės kaupimasis ant sparnuotės menčių keičia masės pasiskirstymą.
• Dėvėjimasis ir korozija: Netolygus menčių abrazyvinis nusidėvėjimas, lašelių erozija dėl skysčio patekimo arba cheminė korozija kai kuriose vietose lemia masės praradimą ir dėl to disbalansą.
• Terminė deformacija: Netolygus rotoriaus įkaitimas arba aušinimas, ypač ilgalaikio karštos įrangos išjungimo metu, gali laikinai arba visam laikui sulenkti veleną arba sparnuotę.
• Pusiausvyros praradimas dėl svarmenų: Anksčiau sumontuoti korekciniai svareliai gali atsikabinti dėl vibracijos, korozijos ar mechaninio smūgio.

Gamybos ir surinkimo defektai:

• Gamybos defektai: Medžiagos nevienodumas (pvz., liejimo poringumas), netikslūs apdirbimo būdai arba prastos kokybės mentės surinkimas prie sparnuotės.
• Surinkimo ir montavimo klaidos: Netinkamas sparnuotės tvirtinimas prie veleno, neteisingas sulygiavimas, atsilaisvinęs stebulės tvirtinimas, neteisingas variklio ir ventiliatoriaus velenų sulygiavimas.
• Susijusios komponentų problemos: Nestandartinių arba susidėvėjusių pavaros diržų naudojimas, guolių defektai, agregato tvirtinimo prie pamato atsipalaidavimas (būklė, vadinama „minkšta pėda“).

1.4. Disbalanso pasekmės: grandininė sunaikinimo reakcija

Disbalanso problemų ignoravimas sukelia grandininę reakciją su žalingomis pasekmėmis, turinčiomis įtakos tiek mechaniniams įrangos komponentams, tiek ekonominiam našumui, o tai ypač svarbu išmetimo sistemose:

Mechaninės pasekmės:

• Vibracija ir triukšmas: Staigus vibracijos ir triukšmo padidėjimas yra akivaizdžiausia pasekmė, dėl kurios pablogėja darbo sąlygos ir kuris yra pirmasis gedimo signalas.
• Pagreitintas guolių susidėvėjimas: Dažniausia, brangiausia ir pavojingiausia pasekmė. Ciklinės išcentrinės jėgos apkrovos sukelia greitesnį riedėjimo elementų ir bėgių takų nuovargį ir sunaikinimą, dešimtis kartų sutrumpindamos guolių tarnavimo laiką.
• Nuovargio gedimas: Ilgalaikis vibracijos poveikis sukelia metalo nuovargio kaupimąsi, dėl kurio gali būti pažeisti velenai, atraminės konstrukcijos, suvirinimo siūlės ir netgi gali lūžti inkariniai varžtai, tvirtinantys įrenginį prie pamato.
• Gretimų komponentų pažeidimai: Vibracija taip pat naikina movų jungtis, diržines pavaras ir veleno sandariklius.

Ekonominės ir veiklos pasekmės:

• Padidėjęs energijos suvartojimas: Didelė variklio energijos dalis sunaudojama ne oro judėjimui, o vibracijai sukelti, todėl patiriama tiesioginių finansinių nuostolių.
• Sumažintas našumas: Vibracija gali sutrikdyti sparnuotės aerodinamines savybes, dėl to sumažėja ištraukiamojo ventiliatoriaus sukuriamas oro srautas ir slėgis.
• Avarinis prastovos laikas: Galiausiai disbalansas lemia avarinį įrangos išjungimą, dėl kurio patiriami brangūs remonto darbai ir nuostoliai dėl gamybos linijų prastovų.
• Saugumo grėsmės: Kritiniais atvejais sparnuotė gali būti sunaikinta dideliu greičiu, o tai kelia tiesioginę grėsmę personalo gyvybei ir sveikatai.

2 skyrius: Vibracijos diagnostika – tikslios diagnostikos menas

Tinkama diagnozė yra sėkmingo balansavimo pagrindas. Prieš pradedant masės korekciją, būtina užtikrintai nustatyti, kad disbalansas iš tiesų yra pagrindinė per didelės vibracijos priežastis. Šiame skyriuje aptariami instrumentiniai metodai, leidžiantys ne tik aptikti problemą, bet ir tiksliai nustatyti jos pobūdį.

2.1. Kodėl vibracija ne visada yra disbalansas: diferencinė diagnozė

Pagrindinis principas, kurį turi suprasti kiekvienas techninės priežiūros specialistas: per didelė vibracija yra simptomas, o ne diagnozė. Nors disbalansas yra viena iš dažniausių ištraukiamojo ventiliatoriaus vibracijos priežasčių, keletas kitų defektų gali sukelti panašius modelius, kuriuos reikia atmesti prieš pradedant darbą. išmetamųjų dujų balansavimas darbas.

Pagrindiniai defektai, „maskuojami“ kaip disbalansas:

• Nesuderinimas: Variklio ir ventiliatoriaus veleno nesutapimas. Vibracijų spektre būdingas reikšmingas pikas esant dvigubam veikimo dažniui (2x), ypač ašine kryptimi.
• Mechaninis laisvumas: Atsipalaidavę guolių atraminiai varžtai, įtrūkimai pamato rėme. Pasireiškia kaip eilinė dažnio harmonikų serija (1x, 2x, 3x ir kt.) ir, sunkiais atvejais, subharmonikos (0,5x, 1,5x).
• Riedėjimo guolių defektai: Atšokimas, įtrūkimai bėgių takeliuose ar riedėjimo elementuose. Sukuria vibraciją būdinguose aukšto dažnio, nesinchroniniuose (ne sukimosi dažnio kartotiniuose) komponentuose, apskaičiuotuose pagal guolio geometriją.
• Išlenktas velenas: Sukuria vibraciją tiek darbiniu (1x), tiek dvigubu darbiniu (2x) dažniu, o tai labai apsunkina diagnostiką ir reikalauja privalomos fazės analizės taikymo, kad būtų galima atskirti disbalansą ir nesuderinamumą.
• Rezonansas: Staigus, daugkartinis vibracijos sustiprėjimas, kai darbinis sukimosi dažnis sutampa su vienu iš konstrukcijos natūraliųjų dažnių. Šios itin pavojingos būklės nepašalina balansavimas.

2.2. Specialisto įrankių rinkinys: inžinieriaus akys ir ausys

Tiksli vibracijos diagnostika ir vėlesnė išmetamųjų dujų balansavimas reikalinga specializuota įranga:

• Vibracijos jutikliai (akselerometrai): Pirminės duomenų rinkimo priemonės. Norint gauti pilną trimatį mašinos vibracijos vaizdą, jutikliai montuojami ant guolių korpusų trimis viena kitai statmenomis kryptimis: horizontalia, vertikalia ir ašine.
• Nešiojamieji vibracijos analizatoriai / balansavimo įrenginiai: Šiuolaikiniai instrumentai, tokie kaip Balanset-1A Sujungia vibrometro (bendro vibracijos lygio matavimo), greitosios Furjė transformacijos (FFT) spektro analizatoriaus, fazės matuoklio ir balansavimo skaičiuotuvo funkcijas. Jie leidžia atlikti išsamią diagnostiką ir balansavimą tiesiai įrangos eksploatavimo vietoje.
• Tachometras (optinis arba lazerinis): Neatsiejama bet kurio balansavimo rinkinio dalis. Būtinas tiksliam sukimosi greičio matavimui ir fazės matavimo sinchronizavimui. Veikimui ant veleno ar kitos besisukančios dalies užklijuojama nedidelė atspindinčios juostos dalis.
• Programinė įranga: Specializuota programinė įranga leidžia tvarkyti įrangos duomenų bazes, analizuoti vibracijos tendencijas laikui bėgant, atlikti išsamią spektro diagnostiką ir automatiškai generuoti darbo ataskaitas.

2.3. Vibracijos spektrų skaitymas (FFT analizė): mašinų signalų iššifravimas

Akselerometru išmatuotas vibracijos signalas atspindi kompleksinę amplitudės ir laiko priklausomybę. Diagnostikai toks signalas yra mažai informatyvus. Pagrindinis analizės metodas yra greitoji Furjė transformacija (FFT), kuri matematiškai suskaido kompleksinį laiko signalą į jo dažnių spektrą. Spektras tiksliai parodo, kurie dažniai turi vibracijos energiją, o tai leidžia identifikuoti šiuos vibracijos šaltinius.

Pagrindinis disbalanso rodiklis vibracijos spektre yra dominuojančios smailės buvimas dažniu, tiksliai lygiu rotoriaus sukimosi dažniui. Šis dažnis žymimas 1x. Šios smailės amplitudė (aukštis) yra tiesiogiai proporcinga disbalanso dydžiui.

2.4. Pagrindinis fazės analizės vaidmuo: diagnozės patvirtinimas

Fazių analizė yra galingas įrankis, leidžiantis galutinai patvirtinti „disbalanso“ diagnozę ir atskirti ją nuo kitų defektų, taip pat pasireiškiančių esant 1x veikimo dažniui.

Fazė iš esmės yra laiko santykis tarp dviejų vienodo dažnio vibracijos signalų, matuojamas laipsniais. Ji rodo, kaip skirtingi mašinos taškai juda vienas kito atžvilgiu ir atspindinčios žymės ant veleno atžvilgiu.

Disbalanso tipo nustatymas pagal fazę:

• Statinis disbalansas: Abi guolių atramos juda sinchroniškai, „fazėje“. Todėl fazės kampo skirtumas, išmatuotas ties dviem atramomis ta pačia radialine kryptimi, bus artimas 0° (±30°).
• Poros arba dinaminis disbalansas: Atramos atlieka osciliacinį judėjimą „priešfazėje“. Atitinkamai, fazių skirtumas tarp jų bus artimas 180° (±30°).

Įrenginiai

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

€1,751.00

Dalys

Vibracijos jutiklis

€90.00

Dalys

Optinis jutiklis (lazerinis tachometras)

€124.00

Įrenginiai

Balanset-4

€6,803.00

Dalys

Magnetinio stovo dydis-60 kgf

€46.00

Dalys

Refleksinė juosta

€10.00

Įrenginiai

Dinaminis balansavimo įrenginys "Balanset-1A" OEM

€1,561.00

3 skyrius: Praktinis balansavimo vadovas – nuoseklūs metodai ir profesionalūs patarimai

Šiame skyriuje pateikiamos išsamios, nuoseklios instrukcijos, kaip atlikti išmetamųjų dujų balansavimas darbai – nuo parengiamųjų operacijų iki specializuotų metodų, skirtų įvairių tipų ištraukiamiesiems ventiliatoriams.

3.1. Parengiamasis etapas – sėkmės 50%

Kokybiškas pasiruošimas yra raktas į sėkmę ir saugumą išmetamųjų dujų balansavimasŠio etapo ignoravimas dažnai lemia neteisingus rezultatus ir laiko praradimą.

Pirmiausia saugumas:

Prieš pradedant bet kokius darbus, įranga turi būti visiškai išjungta iš elektros tinklo. Siekiant išvengti atsitiktinio paleidimo, taikomos standartinės blokavimo / atjungimo (LOTO) procedūros. Reikia patikrinti, ar variklio gnybtuose nėra įtampos.

Valymas ir vizualinė apžiūra:

Tai ne parengiamasis, o pagrindinis veiksmas. Darbaratis turi būti kruopščiai išvalytas nuo bet kokių susikaupusių nešvarumų, dulkių, produkto. Daugeliu atvejų vien kokybiškas valymas visiškai pašalina arba žymiai sumažina disbalansą, todėl tolesnis balansavimas tampa nereikalingas. Po valymo atliekamas kruopštus menčių, diskų ir suvirinimo siūlių vizualinis patikrinimas, ar nėra įtrūkimų, įlenkimų, deformacijų ir susidėvėjimo požymių.

Mechaninis patikrinimas („Intervencijos hierarchija“):

Prieš koreguojant masės pasiskirstymą, reikia patikrinti viso mazgo mechaninį tvirtumą:

• Varžtų jungčių priveržimas: Patikrinkite ir, jei reikia, priveržkite varžtus, tvirtinančius sparnuotę prie stebulės, stebulę prie veleno, guolių korpusus prie rėmo ir rėmo inkarinius varžtus prie pamato.
• Geometrijos patikrinimas: Naudodami indikatorinius ciferblatus, patikrinkite veleno ir sparnuotės radialinį ir ašinį išbėgimą. Taip pat vizualiai arba naudodami šablonus ir matavimo įrankius patikrinkite menčių išlygiavimą ir jų atakos kampo vienodumą.

3.2. Statinis balansavimas: paprasti metodai paprastiems atvejams

Statinis balansavimas taikomas siauriems, disko formos rotoriams (pvz., sparnuotėms su mažu L/D santykiu), kai dinaminis balansavimas yra techniškai neįmanomas arba ekonomiškai nepraktiškas.

Peilio ašmenų metodas:

Klasikinis ir labai tikslus metodas. Rotorius (išimtas iš įrenginio) dedamas ant dviejų idealiai horizontalių, lygiagrečių ir lygių prizmių arba mažos trinties atramų. Veikiant gravitacijai, rotoriaus „sunkiausias taškas“ visada bus apatinėje padėtyje. Korekcinis svoris montuojamas griežtai priešingoje (180° kampu) šio taško pusėje. Procesas kartojasi tol, kol rotorius bet kurioje padėtyje išlieka neutralioje pusiausvyroje.

Laisvojo sukimosi metodas („svambalas“):

Supaprastintas metodas, taikomas ventiliatoriams su tiesiogiai pritvirtintomis mentėmis. Nuėmus pavaros diržus (jei yra), sparnuotė lėtai pasukama ir atleidžiama. Sunkiausia mentė kris žemyn. Korekcija atliekama pridedant mažus svarmenis (pvz., lipnia juosta ar magnetais) prie lengviausių menčių, kol sparnuotė nustos ieškoti konkrečios padėties.

3.3. Dinaminis lauko balansavimas: profesionalus požiūris

Tai yra pagrindinis pramoninis metodas. išmetamųjų dujų balansavimasatliekamas naudojant specializuotus instrumentus, pvz. Balanset-1A neišmontuojant įrangos. Procesą sudaro keli privalomi žingsniai.

1 veiksmas: pradinis matavimas (pradinis paleidimas)

• Vibracijos jutikliai sumontuoti ant guolių korpusų, o tachometro velenas apklijuotas atspindinčia juosta.
• Ištraukiamasis ventiliatorius įjungiamas ir padidinamas iki vardinio darbinio greičio.
• Naudojant vibracijos analizatorių, įrašomi pradiniai duomenys: vibracijos amplitudė (paprastai mm/s) ir fazės kampas (laipsniais), kai darbinis dažnis yra 1x. Šie duomenys rodo pradinį disbalanso vektorių.

2 veiksmas: bandomasis svorių kilnojimas

Logika: Kad prietaisas galėtų tiksliai apskaičiuoti, kaip ištaisyti disbalansą, būtina sistemoje įvesti žinomą pokytį ir stebėti jo reakciją. Tam naudojamas bandomasis svarelis.

• Masės ir vietos pasirinkimas: Bandomasis svoris parenkamas taip, kad sukeltų pastebimą, bet saugų vibracijos vektoriaus pokytį (pvz., amplitudės pokytį 20–30% ir (arba) fazės poslinkį 20–30°). Svoris laikinai pritvirtinamas pasirinktoje korekcijos plokštumoje žinomoje kampinėje padėtyje.
• Matavimas: Pakartotinis paleidimas ir matavimas atlikti, įrašant naujas amplitudės ir fazės vertes.

3 veiksmas: Korekcinio svorio apskaičiavimas ir montavimas

Šiuolaikiniai balansavimo prietaisai, tokie kaip Balanset-1A Automatiškai atlieka pradinio virpesių vektoriaus atėmimą iš vektoriaus, gauto naudojant bandomąjį svarelį. Remdamasis šiuo skirtumu (įtakos vektoriumi), prietaisas apskaičiuoja tikslią masę ir tikslų kampą, kur reikia įrengti nuolatinį korekcinį svarelį, kad būtų kompensuotas pradinis disbalansas.

Korekcija gali būti atliekama pridedant masės (suvirinant metalines plokštes, tvirtinant varžtus su veržlėmis) arba ją pašalinant (gręžiant skyles, šlifuojant). Masės pridėjimas yra pageidautinas, nes tai grįžtamasis ir labiau kontroliuojamas procesas.

4 veiksmas: Patvirtinimo paleidimas ir trimerio balansavimas

• Įdėjus nuolatinį korekcinį svorį (ir nuėmus bandomąjį svorį), atliekamas patikrinimas, siekiant įvertinti rezultatą.
• Jei vibracijos lygis sumažėjo, bet vis tiek viršija priimtinus standartus, atliekamas balansavimas. Procedūra kartojama, tačiau patikrinimo rezultatai dabar naudojami kaip pradiniai duomenys. Tai leidžia iteraciniu, žingsnis po žingsnio pasiekti reikiamą balansavimo kokybę.

3.4. Vienos ar dviejų plokštumų balansavimas? Praktiniai atrankos kriterijai

Pasirinkimas tarp vienos ir dviejų plokštumų balansavimo yra pagrindinis sprendimas, turintis įtakos visos procedūros sėkmei, ypač svarbus išmetamųjų dujų balansavimas paraiškos.

Pagrindinis kriterijus: rotoriaus ilgio (L) ir skersmens (D) santykis.

• Jei L/D < 0,5 ir sukimosi greitis mažesnis nei 1000 aps./min., paprastai dominuoja statinis disbalansas ir pakanka vienos plokštumos balansavimo.
• Jei L/D > 0,5 arba sukimosi greitis yra didelis (> 1000 aps./min.), pradeda vaidinti svarbų vaidmenį poros disbalansas, kuriam pašalinti reikalingas dviejų plokštumų balansavimas.

3.5. Išsikišusių ventiliatorių balansavimo ypatumai

Ištraukiamųjų ventiliatorių, kurių darbinis ratas (sparnuotė) yra už guolių atramų, balansavimas yra ypač sudėtingas.

Problema: Tokios sistemos yra iš esmės dinamiškai nestabilios ir itin jautrios disbalansui, ypač porinio tipo. Tai dažnai pasireiškia neįprastai didele ašine vibracija.

Komplikacijos: Standartinių dviejų plokštumų metodų taikymas išsikišusiems rotoriams dažnai duoda nepatenkinamus rezultatus arba reikalauja sumontuoti nepakankamai didelius korekcinius svarmenis. Sistemos reakcija į bandomąjį svorį gali būti neintuityvi: pavyzdžiui, svarmens montavimas ant rotoriaus gali sukelti didesnį vibracijos pokytį tolimoje atramoje (ties varikliu) nei artimoje.

Rekomendacijos: Ištraukiamojo ventiliatoriaus balansavimas su išsikišusiomis konstrukcijomis reikalauja didesnės specialisto patirties ir dinamikos supratimo. Vibracijos analizatoriuose dažnai reikia naudoti specializuotus programinės įrangos modulius, kurie taiko statinį/porinės jėgos atskyrimo metodą, kad būtų galima tiksliau apskaičiuoti korekcinę masę.

4 skyrius: Sudėtingos bylos ir profesionalūs metodai

Net ir griežtai laikantis procedūros, specialistai gali susidurti su situacijomis, kai standartiniai metodai neduoda rezultatų. Tokiais atvejais reikalinga gilesnė analizė ir nestandartinių metodų taikymas.

4.1. Tipinės klaidos ir kaip jų išvengti

1 klaida: neteisinga diagnozė

Dažniausia ir brangiausia klaida – bandymas subalansuoti vibraciją, kurią sukelia nesuderinamumas, mechaninis laisvumas ar rezonansas.

Sprendimas: Visada pradėkite nuo išsamios vibracijos analizės (spektro ir fazės analizės). Jei spektre nėra aiškaus 1x piko dominavimo, bet yra reikšmingų pikų kituose dažniuose, balansavimo negalima pradėti, kol nepašalinta pagrindinė priežastis.

2 klaida: parengiamojo etapo ignoravimas

Praleidžiami sparnuotės valymo arba varžtų jungčių priveržimo patikrinimo etapai.

Sprendimas: Griežtai laikykitės 3.1 skyriuje aprašytos „intervencijos hierarchijos“. Valymas ir priveržimas yra ne pasirinktiniai, o privalomi pirmieji žingsniai.

3 klaida: visų senų balansavimo svarmenų pašalinimas

Šis veiksmas sunaikina ankstesnius (galbūt gamyklinius) balansavimo rezultatus ir dažnai labai apsunkina darbą, nes pradinis disbalansas gali tapti labai didelis.

Sprendimas: Niekada nenuimkite visų svarmenų be pagrįstos priežasties. Jei sparnuotė po ankstesnių balansavimų sukaupė daug mažų svarmenų, juos galima nuimti, bet tada sujunkite jų vektorinę sumą į vieną ekvivalentinį svarelį ir įstatykite jį į vietą.

4 klaida: netikrinama duomenų kartojamumo

Balansavimo pradžia su nestabiliais pradiniais amplitudės ir fazės rodmenimis.

Sprendimas: Prieš montuojant bandomąjį svarelį, atlikite 2–3 valdymo paleidimus. Jei amplitudė arba fazė „plaukioja“ nuo pradžios iki pradžios, tai rodo sudėtingesnę problemą (rezonansą, terminį išlinkį, aerodinaminį nestabilumą). Balansavimas tokiomis sąlygomis neduos stabilaus rezultato.

4.2. Balansavimas artimoje rezonanso zonoje: kai fazė yra neteisinga

Problema: Kai ištraukiamojo ventiliatoriaus veikimo greitis yra labai artimas vienam iš sistemos natūralių virpesių dažnių (rezonanso), fazės kampas tampa itin nestabilus ir labai jautrus menkiausiems greičio svyravimams. Dėl to standartiniai vektoriaus skaičiavimai, pagrįsti fazės matavimu, tampa netikslūs arba visiškai neįmanomi.

Sprendimas: keturių bandymų metodas

Esmė: Šis unikalus balansavimo metodas nenaudoja fazės matavimų. Korekcinis svorio apskaičiavimas atliekamas remiantis tik vibracijos amplitudės pokyčiais.

Procesas: Metodui reikia keturių nuoseklių paleidimų:

1. Išmatuokite pradinę vibracijos amplitudę
2. Amplitudės matavimas su bandomuoju svoriu, įstatytu į sąlyginę 0° padėtį
3. Išmatuokite amplitudę tuo pačiu svoriu, perkeltu į 120°.
4. Išmatuokite amplitudę tuo pačiu svoriu, perkeltu į 240°

Remiantis keturiomis gautomis amplitudės reikšmėmis, konstruojamas grafinis sprendimas (apskritimų susikirtimo metodas) arba atliekamas matematinis skaičiavimas, leidžiantis nustatyti reikiamą korekcinio svarelio masę ir įrengimo kampą.

4.3. Kai problema nėra pusiausvyra: struktūrinės ir aerodinaminės jėgos

Struktūrinės problemos:

Silpnas arba įtrūkęs pamatas, atsipalaidavusios atramos gali rezonuoti su ištraukiamojo ventiliatoriaus veikimo dažniu, daug kartų padidindamos vibraciją.

Diagnozė: Norint nustatyti struktūrinius natūralius dažnius išjungtoje būsenoje, atliekamas smūginis bandymas (bump test). Jis atliekamas naudojant specialų modalinį plaktuką ir akselerometrą. Jei vienas iš rastų natūralių dažnių yra artimas darbiniam sukimosi dažniui, problema iš tiesų yra rezonansas.

Aerodinaminės jėgos:

Oro srauto turbulencija įleidimo angoje (dėl kliūčių arba pernelyg uždarytos sklendės, vadinamojo „ventiliatoriaus badavimo“) arba išleidimo angoje gali sukelti žemo dažnio, dažnai nestabilią vibraciją, nesusijusią su masės disbalansu.

Diagnozė: Atliekamas bandymas su aerodinaminės apkrovos pokyčiu esant pastoviam sukimosi greičiui (pvz., palaipsniui atidarant/uždarant sklendę). Jei vibracijos lygis reikšmingai pasikeičia, jos pobūdis greičiausiai aerodinaminis.

4.4. Realių pavyzdžių analizė (atvejų studijos)

1 pavyzdys (rezonansas):

Vienu dokumentuotu atveju, tiekiamo ventiliatoriaus balansavimas standartiniu metodu nedavė rezultatų dėl itin nestabilių fazės rodmenų. Analizė parodė, kad darbinis greitis (29 Hz) buvo labai artimas rotoriaus natūraliam dažniui (28 Hz). Keturių ciklų metodo, nepriklausančio nuo fazės, taikymas leido sėkmingai sumažinti vibraciją iki priimtino lygio, ir tai buvo laikinas sprendimas, kol ventiliatorius bus pakeistas patikimesniu.

2 pavyzdys (keli defektai):

Cukraus fabriko ištraukiamųjų ventiliatorių vibracijos analizė atskleidė sudėtingas problemas. Vieno ventiliatoriaus spektras rodė kampinį nesutapimą (dideli 1x ir 2x pikai ašine kryptimi), o kitas – mechaninį laisvumą (vienodos harmonikos 1x, 2x, 3x). Tai rodo nuoseklaus defektų šalinimo svarbą: pirmiausia buvo atliktas suderinimas ir tvirtinimo priveržimas, o tik tada, jei reikia, balansavimas.

5 skyrius: Standartai, tolerancijos ir prevencinė priežiūra

Paskutinis bet kokio techninio darbo etapas yra jo kokybės įvertinimas pagal norminius reikalavimus ir strategijos, kaip ilgalaikiškai išlaikyti įrangą tinkamos būklės, parengimas.

5.1. Pagrindinių standartų apžvalga (ISO)

Ištraukiamųjų ventiliatorių balansavimo kokybei ir vibracijos būklei įvertinti naudojama keletas tarptautinių standartų.

ISO 14694:2003:

Pagrindinis pramoninių ventiliatorių standartas. Nustato balansavimo kokybės reikalavimus ir didžiausius leistinus vibracijos lygius, priklausomai nuo ventiliatoriaus naudojimo kategorijos (BV-1, BV-2, BV-3 ir kt.), galios ir įrengimo tipo.

ISO 1940-1:2003:

Šis standartas apibrėžia standžiųjų rotorių balansavimo kokybės klases (G). Kokybės klasė apibūdina leistiną liekamąjį disbalansą. Daugumai pramoninių ištraukiamųjų ventiliatorių taikomos šios klasės:

• G6.3: Standartinė pramoninė kokybė, tinka daugumai bendrųjų pramoninių pritaikymų.
• G2.5: Pagerinta kokybė, reikalinga greitaeigiams arba ypač kritiniams ištraukiamiesiems ventiliatoriams, kuriems keliami griežtesni vibracijos reikalavimai.

ISO 10816-3:2009:

Reglamentuoja pramoninių mašinų vibracijos būklės vertinimą, pagrįstą nesisukančių dalių (pvz., guolių korpusų) matavimais. Standartas nustato keturias būklės zonas:

• A zona: „Gerai“ (nauja įranga)
• B zona: „Patenkinamai“ (leidžiama neribotai eksploatuoti)
• C zona: „Priimtina ribotą laiką“ (būtina nustatyti priežastį ir ją pašalinti)
• D zona: „Nepriimtina“ (vibracija gali sukelti žalą)

ISO 14695:2003:

Šis standartas nustato suvienodintus pramoninių ventiliatorių vibracijos matavimo metodus ir sąlygas, būtinas siekiant užtikrinti skirtingu metu ir naudojant skirtingą įrangą gautų rezultatų palyginamumą ir atkuriamumą.

5.2. Ilgalaikė strategija: integravimas į nuspėjamosios priežiūros programą

Išmetimo sistemos balansavimas neturėtų būti laikoma vienkartine remonto operacija. Tai neatsiejama šiuolaikinės nuspėjamosios priežiūros strategijos dalis.

Reguliarus vibracijos stebėjimas (pvz., renkant maršruto duomenis naudojant nešiojamus analizatorius) leidžia stebėti įrangos būklę laikui bėgant. Tendencijų analizė, ypač laipsniškas vibracijos amplitudės augimas esant 1x dažniui, yra patikimas besivystančio disbalanso rodiklis.

Šis metodas leidžia:

• Balansavimo planavimas iš anksto, prieš vibracijos lygiui pasiekiant kritines vertes, nustatytas pagal ISO 10816-3 standartą.
• Užkerta kelią antriniams guolių, movų ir atraminių konstrukcijų pažeidimams, kurie neišvengiamai atsiranda ilgalaikio veikimo metu esant didelei vibracijai.
• Neplanuotų avarinių prastovų panaikinimas, remonto darbus paverčiant planinių prevencinių darbų kategorija.

Sukūrus elektroninę pagrindinių įrangos vibracijos būsenų duomenų bazę ir reguliariai analizuojant tendencijas, galima priimti techniškai pagrįstus ir ekonomiškai efektyvius priežiūros sprendimus, o tai galiausiai padidina patikimumą ir bendrą gamybos efektyvumą.