Балансирање на вентилатори
(Користени се информации од GOST 31350-2007 “ВИБРАЦИИ. ИНДУСТРИСКИ ВЕНТИЛАТОРИ. БАРАЊА ЗА ПРОИЗВЕДЕНИТЕ ВИБРАЦИИ И КВАЛИТЕТОТ НА БАЛАНСИРАЊЕТО” — меѓудржавен стандард развиен од ISO 14694:2003 “Industrial fans — Specifications for balance quality and vibration levels”)
Напомена за изворот: оваа страница се темели на барањата за вибрации на вентилаторите и за квалитетот на балансирањето еквивалентни на ISO 14694:2003 и на поврзаните меѓудржавни (GOST) прифаќања на ISO стандардите, чиишто ознаки се разликуваат од оригиналните броеви на ISO публикациите. Каде што се појавува постара терминологија од ISO 1940-1, тековниот стандард за квалитет на балансирањето е ISO 21940-11 (поранешен ISO 1940-1).
Вибрации произведени од вентилаторот претставуваат една од неговите најважни технички карактеристики. Тие го покажуваат квалитетот на дизајнот и изработката на производот. Зголемените вибрации може да укажуваат на неправилно монтирање на вентилаторот, влошување на неговата техничка состојба итн. Поради тоа, вибрациите на вентилаторот обично се мерат за време на приемните испитувања, при монтажата пред пуштањето во работа, како и при спроведување програма за следење на состојбата на машината. Податоците за вибрациите на вентилаторот се користат и при проектирањето на неговите потпори и поврзани системи (канали). Мерењата на вибрациите обично се вршат со отворени всисни и потисни отвори, но треба да се напомене дека вибрациите на вентилаторот може значително да варираат со промените во аеродинамиката на воздушниот проток, брзината на вртење и другите карактеристики.
GOST ISO 10816-1-97 (ISO 10816-1:1995), GOST ISO 10816-3-2002 (ISO 10816-3:1998) и GOST 31351-2007 (ISO 14695:2003) ги утврдуваат методите на мерење и ги дефинираат местата на поставување на сензорите за вибрации. Ако мерењата на вибрациите се вршат за да се процени нивното влијание врз каналот или основата на вентилаторот, мерните точки се избираат соодветно.
Мерењата на вибрациите на вентилаторите можат да бидат скапи, а понекогаш нивната цена значително ја надминува цената на изработката на самиот производ. Затоа, какви било ограничувања на вредностите на поединечните дискретни компоненти на вибрациите или на параметрите на вибрациите во фреквентните појаси треба да се воведуваат само кога надминувањето на овие вредности укажува на дефект на вентилаторот. Бројот на точки за мерење на вибрациите исто така треба да биде ограничен врз основа на предвидената употреба на резултатите од мерењето. Обично, доволно е да се измерат вибрациите на потпорите на вентилаторот за да се процени вибрациската состојба на вентилаторот.
Основата е она на што е монтиран вентилаторот и она што ја обезбедува потребната потпора за вентилаторот. Масата и крутоста на основата се избираат за да се спречи засилување на вибрациите што се пренесуваат преку неа.
Потпорите се од два типа:
- податлива потпора: Систем за потпора на вентилаторот проектиран така што првата сопствена фреквенција на потпората е значително пониска од работната ротациска фреквенција на вентилаторот. При определувањето на степенот на податливост на потпората, треба да се земат предвид еластичните уметоци помеѓу вентилаторот и потпорната конструкција. Податливоста на потпората се обезбедува со окачување на вентилаторот на пружини или со поставување на потпората на еластични елементи (пружини, гумени изолатори, итн.). Сопствената фреквенција на системот окачување – вентилатор обично е помала од 25% од фреквенцијата што одговара на минималната брзина на вртење на тестираниот вентилатор.
- крута потпора: Систем за потпора на вентилаторот проектиран така што првата сопствена фреквенција на потпората е значително повисока од работната ротациска фреквенција. Крутоста на основата на вентилаторот е релативна. Таа треба да се разгледува во споредба со крутоста на лежиштата на машината. Односот помеѓу вибрациите на куќиштето на лежиштето и вибрациите на основата го карактеризира влијанието на податливоста на основата. Основата може да се смета за крута и доволно масивна ако амплитудата на вибрациите на основата (во која било насока) во близина на стапалата на машината или потпорната рамка е помала од 25% од максималниот резултат од мерењето на вибрациите добиен на најблиската потпора на лежиштето (во која било насока).
Бидејќи масата и крутоста на привремената основа на која е инсталиран вентилаторот при фабричкото тестирање можат значително да се разликуваат од условите на инсталација на работното место, граничните вредности за фабричките услови се однесуваат на теснопојасните вибрации во опсегот на ротациската фреквенција, а за тестирање на вентилаторот на самото место – на широкопојасните вибрации, кои ја определуваат вкупната вибрациска состојба на машината. Работното место е конечната локација на инсталација на вентилаторот, за која се дефинирани работните услови.
Категории на вентилатори (BV-категории)
Вентилаторите се категоризираат врз основа на карактеристиките на нивната предвидена намена, класи на точност на балансирање, и препорачаните гранични вредности на параметрите на вибрации. Дизајнот и намената на вентилаторот се критериуми што овозможуваат класификација на многу видови вентилатори според прифатливи неурамнотеженост вредности и нивоа на вибрации (BV-категории).
Табела 1 ги презентира категориите на кои можат да се доделат вентилаторите врз основа на нивните услови на примена, земајќи ги предвид дозволените вредности на дебалансот и нивоата на вибрации. Категоријата на вентилаторот ја определува производителот.
Табела 1 – Категории на вентилатори
| Услови на примена | Примери | Потрошувачка на енергија, kW | BV-категорија |
| Станбени и канцелариски простори | Тавански и поткровни вентилатори, прозорски климатизери | ≤ 0.15 | BV-1 |
| > 0.15 | BV-2 | ||
| Згради и земјоделски простории | Вентилатори за системи за вентилација и климатизација; вентилатори во сериска опрема | ≤ 3.7 | BV-2 |
| > 3.7 | BV-3 | ||
| Индустриски процеси и производство на енергија | Вентилатори во затворени простори, рудници, транспортери, котли, аеротунели, системи за прочистување на гасови | ≤ 300 | BV-3 |
| > 300 | видете ISO 10816-3 | ||
| Транспорт, вклучувајќи поморски пловни објекти | Вентилатори на локомотиви, камиони и автомобили | ≤ 15 | BV-3 |
| > 15 | BV-4 | ||
| Тунели | Вентилатори за проветрување на метроа, тунели, гаражи | ≤ 75 | BV-3 |
| > 75 | BV-4 | ||
| Сите | BV-4 | ||
| Петрохемиско производство | Вентилатори за отстранување на опасни гасови и за употреба во други технолошки процеси | ≤ 37 | BV-3 |
| > 37 | BV-4 | ||
| Производство на компјутерски чипови | Вентилатори за создавање чисти простории | Сите | BV-5 |
| Забелешки
1 Овој стандард разгледува само вентилатори со моќност помала од 300 kW. Проценката на вибрациите на вентилаторите со поголема моќност се врши според ISO 10816-3. Сепак, стандардните сериски електромотори можат да имаат номинална моќност до 355 kW. Вентилаторите со такви електромотори треба да се прифаќаат според овој стандард.
2 Табела 1 не се однесува на нископообртните лесни аксијални вентилатори со голем дијаметар (обично од 2800 до 12500 mm) што се користат во разменувачи на топлина, ладилни кули, итн. Класата на точност на балансирање за таквите вентилатори треба да биде G16, а категоријата на вентилаторот – BV-3
|
|||
При купување на поединечни елементи на роторот (кола или работни кола) за последователна монтажа на вентилаторот, треба да се почитува класата на точност на балансирање на овие елементи (видете табела 2), а при купување на вентилаторот како целина, треба да се земат предвид и резултатите од фабричките тестови на вибрации (табела 4) и вибрациите на самото место (табела 5). Обично, овие карактеристики се договараат, така што изборот на вентилаторот може да се направи врз основа на неговата BV-категорија.
Категоријата утврдена во табела 1 е типична за нормална употреба на вентилаторите, но во оправдани случаи, купувачот може да побара вентилатор од различна BV-категорија. Се препорачува во договорот за испорака на опремата да се наведат BV-категоријата на вентилаторот, класата на точност на балансирање и прифатливите нивоа на вибрации.
Помеѓу купувачот и производителот може да се склучи посебен договор во врска со условите на инсталација на вентилаторот, така што фабричкото тестирање на склопениот вентилатор ги зема предвид планираните услови на инсталација на работното место. Во отсуство на таков договор, нема ограничувања за типот на основата (крута или податлива) за фабричките тестови.
Балансирање на вентилатори
Општи одредби
Производителот на вентилаторот е одговорен за балансирање на вентилаторите според релевантниот нормативен документ. Овој стандард се темели на барањата на ISO 1940-1. Балансирањето обично се врши на високо чувствителни, специјално дизајнирани машини за балансирање, што овозможуваат прецизна проценка на преостанат дебаланс.
Класи на точност на балансирање на вентилатори
Класите на точност на балансирање за колата на вентилаторите се применуваат во согласност со табела 2. Производителот на вентилаторот може да изврши балансирање на неколку елементи во склоп, кои можат да вклучуваат, покрај колото, и вратилото, спојката, ременицата, итн. Дополнително, поединечните елементи на склопот може да бараат балансирање.
Табела 2 – Класи на точност на балансирање
|
Категорија на вентилаторот
|
Класа на точност на балансирање на роторот (колото)
|
|
BV-1
|
G16
|
|
BV-2
|
G16
|
|
BV-3
|
G6.3
|
|
BV-4
|
G2.5
|
|
BV-5
|
G1.0
|
|
Забелешка: Вентилаторите од категоријата BV-1 можат да вклучуваат вентилатори со мала големина што тежат помалку од 224 g, за кои е тешко да се одржи наведената точност на балансирање. Во овој случај, униформноста на распределбата на масата во однос на оската на вртење на вентилаторот треба да се обезбеди со технологијата на производство.
|
|
Мерење на вибрациите на вентилаторот
Барања за мерење
Општи одредби
Сликите 1 – 4 прикажуваат некои можни мерни точки и правци на секое лежиште на вентилаторот. Вредностите дадени во табелата 4 се однесуваат на мерења во правец нормален на оската на вртење. Бројот и локацијата на мерните точки, како за фабричките испитувања така и за мерењата на самото место, се определуваат по дискреција на производителот или со договор со купувачот. Се препорачува мерење на лежиштата на вратилото на работното коло (импелерот) на вентилаторот. Ако тоа не е можно, сензорот треба да се постави на место каде што е обезбедена најкратката механичка врска меѓу него и лежиштето. Сензорот не треба да се монтира на непоткрепени панели, куќиштето на вентилаторот, елементите на оградата или на други места што не се директно поврзани со лежиштето (таквите резултати од мерењата може да се користат, но не за проценка на вибрациската состојба на вентилаторот, туку за добивање информации за вибрациите пренесени до каналот или основата – види ISO 14695 (GOST 31351) и ISO 5348.
Слика 1. Локација на трикоординатен сензор за хоризонтално монтиран аксијален вентилатор
Слика 2. Локација на трикоординатен сензор за радијален вентилатор со едно всисување
Слика 3. Локација на трикоординатен сензор за радијален вентилатор со двострано всисување
Слика 4. Локација на трикоординатен сензор за вертикално монтиран аксијален вентилатор
Мерењата во хоризонтален правец треба да се вршат под прав агол во однос на оската на вратилото. Мерењата во вертикален правец треба да се вршат под прав агол во однос на хоризонталниот правец на мерење и нормално на вратилото на вентилаторот. Мерењата во надолжен правец треба да се вршат паралелно со оската на вратилото.
Мерења со сензори од инерцијален тип
Сите вредности на вибрации наведени во овој стандард се однесуваат на мерења извршени со сензори од инерцијален тип, чиј сигнал го репродуцира движењето на куќиштето на лежиштето.
Употребените сензори можат да бидат акцелерометри или сензори за брзина. Особено внимание треба да се посвети на правилното прицврстување на сензорите: без празнини на потпорната површина, без нишања и резонанции. Големината и масата на сензорите и системот за прицврстување не треба да бидат прекумерно големи за да се избегнат значителни промени во измерените вибрации. Вкупната грешка предизвикана од начинот на прицврстување на сензорите и калибрацијата на мерниот систем не треба да надминува +/- 10% од измерената вредност.
Мерења со безконтактни сензори
Со договор помеѓу корисникот и производителот, можат да се воспостават барања за максималното дозволено поместување на вратилото (види ISO 7919-1) во рамките на лизгачките лежишта. Соодветните мерења можат да се извршат со безконтактни сензори.
Во овој случај, мерниот систем го определува поместувањето на површината на вратилото во однос на куќиштето на лежиштето. Очигледно е дека дозволената амплитуда на поместувањата не треба да ја надминува вредноста на зазорот на лежиштето. Вредноста на зазорот зависи од големината и типот на лежиштето, оптоварувањето (радијално или аксијално) и правецот на мерење (некои конструкции на лежишта имаат елипсовиден отвор, кај кои зазорот во хоризонтален правец е поголем отколку во вертикален правец). Разновидноста на факторите што треба да се земат предвид не дозволува поставување на единствени граници за поместувањето на вратилото, но некои препораки се дадени во табела 3. Вредностите дадени во оваа табела претставуваат процент од вкупната вредност на радијалниот зазор во лежиштето во секој правец.
Табела 3 – Максимално релативно поместување на вратилото во рамките на лежиштето
| Вибрациона состојба на вентилаторот | Максимално препорачано поместување, процент од вредноста на зазорот (по која било оска) |
| Пуштање во работа/Задоволителна состојба | Помалку од 25% |
| Предупредување | +50% |
| Исклучување | +70% |
| 1) Вредностите на радијалниот и аксијалниот зазор за конкретно лежиште треба да се добијат од неговиот добавувач. | |
Дадените вредности ги земаат предвид “лажните” поместувања на површината на вратилото. Овие “лажни” поместувања се појавуваат во резултатите од мерењето бидејќи, покрај вибрациите на вратилото, врз овие резултати влијаат и механичките отстапувања (радијален отскок) ако вратилото е свиткано или има форма што не е кружна. При употреба на безконтактен сензор, резултатите од мерењето ќе вклучуваат и електрични отстапувања определени од магнетните и електричните својства на материјалот на вратилото на местото на мерење. Се смета дека при пуштањето во работа и последователната нормална експлоатација на вентилаторот, опсегот на збирот на механичките и електричните отстапувања на местото на мерење не треба да ја надминува поголемата од двете вредности: 0.0125 mm или 25% од измерената вредност на поместувањето. Отстапувањата се определуваат со бавно вртење на вратилото (со брзина од 25 до 400 вртежи во минута), кога влијанието на силите предизвикани од дебалансот врз роторот е занемарливо. За да се исполни воспоставената толеранција на отстапување, може да биде потребна дополнителна машинска обработка на вратилото. Безконтактните сензори треба, ако е можно, да се монтираат директно на куќиштето на лежиштето.
Дадените гранични вредности се однесуваат само на вентилатор што работи во својот номинален режим. Ако конструкцијата на вентилаторот дозволува работа со променлива брзина на вртење, при други брзини се можни повисоки нивоа на вибрации поради неизбежното влијание на резонанциите.
Ако конструкцијата на вентилаторот дозволува менување на положбите на лопатките во однос на струењето на воздухот на всисниот отвор, дадените вредности треба да се применуваат за услови со целосно отворени лопатки. Треба да се напомене дека откинувањето на струењето на воздухот, особено забележливо при големи агли на лопатките во однос на всисното струење на воздухот, може да доведе до зголемени нивоа на вибрации.
Систем на потпори на вентилаторот
Вибрационата состојба на вентилаторите по инсталацијата се определува земајќи ја предвид крутоста на потпорот. Потпорот се смета за крут ако првата сопствена фреквенција на системот “вентилатор – потпор” ја надминува брзината на вртење. Обично, при монтажа на големи бетонски темели, потпорот може да се смета за крут, а при монтажа на вибрациони изолатори – за податлив. Челичната рамка, која често се користи за монтажа на вентилатори, може да припаѓа на кој било од двата типа на потпори. Во случај на сомнеж за типот на потпорот на вентилаторот, можат да се извршат пресметки или испитувања за да се определи првата сопствена фреквенција на системот. Во некои случаи, потпорот на вентилаторот треба да се смета за крут во еден правец и податлив во друг.
Граници на дозволените вибрации на вентилаторот при фабрички испитувања
Граничните нивоа на вибрации дадени во табела 4 се однесуваат на склопените вентилатори. Тие се однесуваат на теснопојасни мерења на брзината на вибрациите на потпорите на лежиштата за ротационата фреквенција што се користи при фабричките испитувања.
Табела 4 – Гранични вредности на вибрациите при фабрички испитувања
| Категорија на вентилаторот | Гранична среднеквадратна (RMS) брзина на вибрации, mm/s | |
| Крут потпор | Податлив потпор | |
| BV-1 | 9.0 | 11.2 |
| BV-2 | 3.5 | 5.6 |
| BV-3 | 2.8 | 3.5 |
| BV-4 | 1.8 | 2.8 |
| BV-5 | 1.4 | 1.8 |
| Забелешки
1 Правилата за претворање на единиците за брзина на вибрации во единици за поместување или забрзување за теснопојасни вибрации се наведени во Прилог А.
2 Вредностите во оваа табела се однесуваат на номиналното оптоварување и номиналната ротациона фреквенција на вентилаторот што работи во режим со отворени влезни насочувачки лопатки. Граничните вредности за други услови на оптоварување треба да се договорат помеѓу производителот и купувачот, но се препорачува тие да не ги надминуваат табеларните вредности за повеќе од 1.6 пати.
|
||
Граници на дозволените вибрации на вентилаторот при испитување на самото место
Вибрациите на кој било вентилатор на работното место не зависат само од квалитетот на неговото балансирање. Влијание ќе имаат и факторите поврзани со инсталацијата, како што се масата и крутоста на системот на потпори. Затоа, производителот на вентилаторот не е одговорен за нивото на вибрации на вентилаторот на неговото работно место, освен ако тоа не е наведено во договорот.
Табела 5 дава препорачани гранични вредности (во единици за брзина на вибрации за широкопојасни вибрации на куќиштата на лежиштата) за нормалната работа на вентилаторите од различни категории.
Табела 5 – Гранични вредности на вибрациите на работното место
| Вибрациона состојба на вентилаторот | Категорија на вентилаторот | Гранична среднеквадратна (RMS) брзина на вибрации, mm/s | |
| Крут потпор | Податлив потпор | ||
| Пуштање во работа | BV-1 | 10 | 11.2 |
| BV-2 | 5.6 | 9.0 | |
| BV-3 | 4.5 | 6.3 | |
| BV-4 | 2.8 | 4.5 | |
| BV-5 | 1.8 | 2.8 | |
| Предупредување | BV-1 | 10.6 | 14.0 |
| BV-2 | 9.0 | 14.0 | |
| BV-3 | 7.1 | 11.8 | |
| BV-4 | 4.5 | 7.1 | |
| BV-5 | 4.0 | 5.6 | |
| Исклучување | BV-1 | __1) | __1) |
| BV-2 | __1) | __1) | |
| BV-3 | 9.0 | 12.5 | |
| BV-4 | 7.1 | 11.2 | |
| BV-5 | 5.6 | 7.1 | |
| 1) Нивото на исклучување за вентилаторите од категориите BV-1 и BV-2 се воспоставува врз основа на долгорочна анализа на резултатите од мерењето на вибрациите. | |||
Вибрациите на новите вентилатори што се пуштаат во работа не треба да го надминат нивото на “пуштање во работа”. Како што вентилаторот работи, се очекува нивото на неговите вибрации да се зголемува поради процесите на абење и кумулативниот ефект на факторите на влијание. Ваквото зголемување на вибрациите е генерално природно и не треба да предизвикува загриженост сè додека не го достигне нивото на “предупредување”.
По достигнувањето на нивото на вибрации за “предупредување”, потребно е да се истражат причините за зголемените вибрации и да се определат мерки за нивно намалување. Работата на вентилаторот во оваа состојба треба да биде под постојан надзор и ограничена на времето потребно за да се идентификуваат мерки за отстранување на причините за зголемените вибрации.
Ако нивото на вибрации го достигне нивото на “исклучување”, мора веднаш да се преземат мерки за отстранување на причините за зголемените вибрации, во спротивно вентилаторот треба да се запре. Одложувањето на доведувањето на нивото на вибрации до прифатливо ниво може да доведе до оштетување на лежиштата, пукнатини во роторот и на местата на заварување на куќиштето на вентилаторот, што на крајот резултира со уништување на вентилаторот.
При проценка на вибрационата состојба на вентилаторот, од суштинско значење е да се следат промените во нивоата на вибрации со текот на времето. Наглата промена на нивото на вибрации укажува на потреба од итна инспекција на вентилаторот и мерки за одржување. При следењето на промените на вибрациите, не треба да се земаат предвид преодните процеси предизвикани, на пример, од замена на мазивото или процедурите за одржување.
Влијанието на постапката на склопување
Покрај работните кола, вентилаторите вклучуваат и други ротирачки елементи што можат да влијаат на нивото на вибрации на вентилаторот: погонски ременици, ремени, спојници, ротори на моторот или други погонски уреди. Ако условите на нарачката бараат испорака на вентилаторот без погонски уред, може да биде непрактично за производителот да спроведе испитувања на склопот за да ги определи нивоата на вибрации. Во таков случај, дури и ако производителот го балансирал работното коло на вентилаторот, нема сигурност дека вентилаторот ќе работи мазно сè додека вратилото на вентилаторот не се поврзе со погонот и целата машина не се испита за вибрации при пуштањето во работа.
Обично, по склопувањето, потребно е дополнително балансирање за да се намали нивото на вибрации до прифатливо ниво. За сите нови вентилатори од категориите BV-3, BV-4 и BV-5, се препорачува да се измерат вибрациите на склопената машина пред пуштањето во работа. Ова ќе воспостави појдовна вредност и ќе ги оцрта понатамошните мерки за одржување.
Производителите на вентилатори не се одговорни за влијанието врз вибрациите на погонските делови инсталирани по фабричкото испитување.
Инструменти за мерење на вибрации и калибрација
Мерни инструменти
Употребените мерни инструменти и машини за балансирање мораат да бидат верификувани и да ги исполнуваат барањата на задачата. Интервалот помеѓу верификациите се определува според препораките на производителот за мерните (испитните) инструменти. Состојбата на мерните инструменти мора да ја обезбеди нивната нормална работа во текот на целиот период на испитување.
Персоналот што работи со мерните инструменти мора да има доволно вештини и искуство за да ги открие потенцијалните дефекти и влошувањето на квалитетот на мерните инструменти.
Калибрација
Сите мерни инструменти мораат да бидат калибрирани според стандардите. Сложеноста на постапката за калибрација може да варира од едноставна физичка инспекција до калибрација на целиот систем. Корективните маси што се користат за определување на преостанатиот дебаланс според ISO 1940-1 можат да се користат и за калибрација на мерните инструменти.
Документација
Балансирање
На барање, ако е предвидено со условите на договорот, на купувачот може да му се обезбеди извештај за испитувањето на балансирањето на вентилаторот, за кој се препорачува да ги вклучува следните информации:
– Име на производителот на машината за балансирање, број на моделот;
– Тип на монтирање на роторот: меѓу потпорите или конзолно;
– Метод на балансирање: статички или динамички;
– Маса на ротирачките делови на роторскиот склоп;
– Резидуален дебаланс во секоја корекциска рамнина (користете го нашиот калкулатор за преостанат дебаланс (ISO 21940-11) за да ги одредите дозволените вредности);
– Дозволена преостаната неурамнотеженост во секоја рамнина за корекција;
– Класа на точност на балансирање;
– Критериуми за прифаќање: прифатено/одбиено;
– Сертификат за балансирање (доколку е потребно).
– Име на производителот на машината за балансирање, број на моделот;
– Тип на монтирање на роторот: меѓу потпорите или конзолно;
– Метод на балансирање: статички или динамички;
– Маса на ротирачките делови на роторскиот склоп;
– Резидуален дебаланс во секоја корекциска рамнина (користете го нашиот калкулатор за преостанат дебаланс (ISO 21940-11) за да ги одредите дозволените вредности);
– Дозволена преостаната неурамнотеженост во секоја рамнина за корекција;
– Класа на точност на балансирање;
– Критериуми за прифаќање: прифатено/одбиено;
– Сертификат за балансирање (доколку е потребно).
Вибрации
На барање, доколку е предвидено со условите од договорот, на купувачот може да му се достави извештај за испитување на вибрациите на вентилаторот, во кој се препорачува да се вклучат следните информации:
– Користени мерни инструменти;
– Метод на прицврстување на сензорот за вибрации;
– Работни параметри на вентилаторот (проток на воздух, притисок, моќност);
– Ротациона фреквенција на вентилаторот;
– Тип на потпора: крута или податлива;
– Измерени вибрации:
1) Позиции на сензорите за вибрации и мерни оски,
2) Мерни единици и референтни нивоа на вибрации,
3) Опсег на мерна фреквенција (тесен или широк фреквенциски појас);
– Дозволено ниво(а) на вибрации;
– Измерено ниво(а) на вибрации;
– Критериуми за прифаќање: прифатено/одбиено;
– Сертификат за нивото на вибрации (доколку е потребно).
– Користени мерни инструменти;
– Метод на прицврстување на сензорот за вибрации;
– Работни параметри на вентилаторот (проток на воздух, притисок, моќност);
– Ротациона фреквенција на вентилаторот;
– Тип на потпора: крута или податлива;
– Измерени вибрации:
1) Позиции на сензорите за вибрации и мерни оски,
2) Мерни единици и референтни нивоа на вибрации,
3) Опсег на мерна фреквенција (тесен или широк фреквенциски појас);
– Дозволено ниво(а) на вибрации;
– Измерено ниво(а) на вибрации;
– Критериуми за прифаќање: прифатено/одбиено;
– Сертификат за нивото на вибрации (доколку е потребно).
МЕТОДИ ЗА БАЛАНСИРАЊЕ НА ВЕНТИЛАТОРИ НА МАШИНА ЗА БАЛАНСИРАЊЕ
Б.1. Вентилатор со директен погон
Б.1.1. Општи одредби
Работното коло, кое при склопувањето се монтира директно на вратилото на моторот, треба да се балансира според истото правило за земање предвид на ефектот на жлебот за клин како и за вратилото на моторот.
Моторите од претходните години на производство можеле да се балансираат со полн жлеб за клин. Во моментов, вратилата на моторите се балансираат со половина жлеб за клин, како што пропишува ISO 8821 (прифатен како GOST 31322), и се означуваат со буквата H (види ISO 8821).
Б.1.2. Мотори балансирани со полн жлеб за клин
Работното коло, монтирано на вратилото на моторот балансирано со полн жлеб за клин, треба да се балансира без клин на конусен трн.
Б.1.3. Мотори балансирани со половина жлеб за клин
За работното коло монтирано на вратилото на моторот балансирано со половина жлеб за клин, можни се следниве опции:
а) ако колото има челична главчина, во неа се изрежува жлеб за клин по балансирањето;
б) се балансира на конусен трн со половина клин вметнат во жлебот;
в) се балансира на трн со еден или повеќе жлебови за клин (види Б.3), со користење полни клинови.
а) ако колото има челична главчина, во неа се изрежува жлеб за клин по балансирањето;
б) се балансира на конусен трн со половина клин вметнат во жлебот;
в) се балансира на трн со еден или повеќе жлебови за клин (види Б.3), со користење полни клинови.
Б.2. Вентилатори погонувани од друго вратило
Каде што е можно, сите ротирачки елементи, вклучувајќи го вратилото на вентилаторот и ременицата, треба да се балансираат како една целина. Ако тоа е непрактично, балансирањето треба да се изврши на трн (види Б.3) со истото правило за земање предвид на жлебот за клин како и за вратилото.
Б.3. Трн
Трнот на кој се монтира работното коло за време на балансирањето мора да ги исполнува следниве барања:
а) да биде што е можно полесен;
б) да биде во балансирана состојба, обезбедена со соодветно одржување и редовни прегледи;
в) по можност да биде конусен за да се намалат грешките поврзани со ексцентричноста, што произлегуваат од толеранциите на отворот на главчината и димензиите на трнот. Ако трнот е конусен, при пресметките на дебалансот треба да се земе предвид вистинската положба на корекциските рамнини во однос на лежиштата.
а) да биде што е можно полесен;
б) да биде во балансирана состојба, обезбедена со соодветно одржување и редовни прегледи;
в) по можност да биде конусен за да се намалат грешките поврзани со ексцентричноста, што произлегуваат од толеранциите на отворот на главчината и димензиите на трнот. Ако трнот е конусен, при пресметките на дебалансот треба да се земе предвид вистинската положба на корекциските рамнини во однос на лежиштата.
Ако е неопходно да се користи цилиндричен трн, во него треба да се изреже жлеб за клин, во кој се вметнува полн клин за да се пренесе вртежниот момент од трнот до работното коло.
Друга опција е да се изрежат два жлеба за клин на спротивните краеви на дијаметарот на вратилото, што овозможува користење на методот на реверзивно балансирање. Овој метод ги вклучува следниве чекори. Прво, се мери дебалансот на колото со вметнување полн клин во едниот жлеб и половина клин во другиот. Потоа колото се врти за 180° во однос на трнот и повторно се мери неговиот дебаланс. Разликата меѓу двете вредности на дебалансот се должи на резидуалниот дебаланс на трнот и на универзалниот погонски зглоб. За да се добие вистинската вредност на дебалансот на роторот, се зема половината од разликата на овие две мерења.
ИЗВОРИ НА ВИБРАЦИИ НА ВЕНТИЛАТОРОТ
Постојат многу извори на вибрации во вентилаторот, а вибрациите на одредени фреквенции може директно да се поврзат со специфични конструктивни карактеристики на машината. Овој прилог ги опфаќа само најчестите извори на вибрации што се забележуваат кај повеќето видови вентилатори. Општото правило е дека секое разлабавување во системот на потпори предизвикува влошување на вибрациската состојба на вентилаторот.
Дебаланс на вентилаторот
Ова е примарниот извор на вибрации на вентилаторот; се карактеризира со присуство на вибрациска компонента на ротациската фреквенција (прв хармоник). Причината за дебалансот е тоа што оската на ротирачката маса е ексцентрична или под агол во однос на оската на вртење. Ова може да биде предизвикано од нерамномерна распределба на масата, збирот на толеранциите на димензиите на отворот на главчината и вратилото, свиткување на вратилото или комбинација на овие фактори. Вибрациите предизвикани од дебалансот главно дејствуваат во радијален правец.
Привременото свиткување на вратилото може да произлезе од нерамномерно механичко загревање – поради триење меѓу ротирачките и неподвижните елементи – или од електрична природа. Трајното свиткување може да произлезе од промени во својствата на материјалот или од несоосност на вратилото и работното коло кога вентилаторот и моторот се монтирани одделно.
За време на работата, дебалансот на работното коло може да се зголеми поради таложење на честички од воздухот. При работа во агресивна средина, дебалансот може да произлезе од нерамномерна ерозија или корозија на колото.
Дебалансот може да се коригира со дополнително балансирање во соодветните рамнини, но пред да се изврши постапката на балансирање, треба да се идентификуваат и отстранат изворите на дебаланс и да се провери вибрациската стабилност на машината.
Несоосност на вентилаторот и моторот
Овој дефект може да се појави кога вратилата на моторот и вентилаторот се поврзани преку ремен пренос или еластична спојка. Несоосноста понекогаш може да се идентификува по карактеристичните фреквенциски компоненти на вибрациите, обично првиот и вториот хармоник на ротациската фреквенција. Во случај на паралелна несоосност на вратилата, вибрациите главно се јавуваат во радијален правец, додека ако вратилата се сечат под агол, надолжните вибрации може да станат доминантни.
Ако вратилата се поврзани под агол и се користат крути спојки, во машината почнуваат да дејствуваат наизменични сили, што предизвикува зголемено абење на вратилата и спојките. Овој ефект може значително да се намали со користење еластични спојки.
Вибрации на вентилаторот поради аеродинамичко возбудување
Возбудувањето на вибрации може да биде предизвикано од интеракцијата на работното коло со неподвижните елементи на конструкцијата, како што се водечките лопатки, моторот или потпорите на лежиштата, неправилни вредности на зазорот или неправилно дизајнирани структури за влез и излез на воздухот. Карактеристична особина на овие извори е појавата на периодични вибрации поврзани со ротациската фреквенција на колото, наспроти позадината на случајните флуктуации во интеракцијата на лопатките на колото со воздухот. Вибрациите може да се забележат на хармониците на фреквенцијата на лопатките, што е производ од фреквенцијата на вртење на работното коло и бројот на лопатки на колото.
Аеродинамичката нестабилност на воздушниот проток, предизвикана од неговото откинување од површината на лопатката и последователното формирање вители, предизвикува широкопојасни вибрации, чија форма на спектарот се менува во зависност од оптоварувањето на вентилаторот.
Аеродинамичниот шум се карактеризира со тоа што не е поврзан со фреквенцијата на вртење на колото и може да се појави на субхармоници на фреквенцијата на вртење (т.е. на фреквенции пониски од фреквенцијата на вртење). Во овој случај може да се забележат значителни вибрации на куќиштето на вентилаторот и на водовите.
Ако аеродинамичкиот систем на вентилаторот е слабо усогласен со неговите карактеристики, во него може да настанат остри удари. Овие удари лесно се распознаваат на слух и се пренесуваат како импулси до потпорниот систем на вентилаторот.
Ако горенаведените причини доведат до вибрации на лопатките, нивната природа може да се истражи со поставување сензори на различни делови од конструкцијата.
Вибрации на вентилаторот поради вител во маслениот слој
Вителите што може да настанат во слојот на подмачкување на лизгачките лежишта се забележуваат на карактеристична фреквенција малку пониска од фреквенцијата на вртење на роторот, освен ако вентилаторот работи со брзина што ја надминува првата критична. Во вториот случај, нестабилноста на маслениот клин ќе се забележи при првата критична брзина, а понекогаш овој ефект се нарекува резонантен вител.
Извори на вибрации на вентилаторот од електрична природа
Нерамномерното загревање на роторот на моторот може да предизвика негово свиткување, што доведува до дебаланс (се манифестира на првиот хармоник).
Во случај на асинхрон мотор, присуството на компонента на фреквенција еднаква на фреквенцијата на вртење помножена со бројот на плочи на роторот укажува на дефекти поврзани со плочите на статорот, и обратно, компонентите на фреквенција еднаква на фреквенцијата на вртење помножена со бројот на плочи на роторот укажуваат на дефекти поврзани со плочите на роторот.
Многу вибрациски компоненти од електрична природа се карактеризираат со нивното моментално исчезнување кога ќе се исклучи напојувањето.
Вибрации на вентилаторот поради возбудување од ременскиот пренос
Општо, постојат два вида проблеми поврзани со ременските преноси: кога на работата на преносот влијаат надворешни дефекти и кога дефектите се во самиот ремен.
Во првиот случај, иако ременот вибрира, тоа се должи на присилни сили од други извори, така што замената на ременот нема да ги даде посакуваните резултати. Вообичаени извори на такви сили се дебалансот во системот на преносот, ексцентричноста на ременицата, несоосноста и разлабавените механички врски. Затоа, пред да се менуваат ремените, треба да се спроведе анализа на вибрациите за да се идентификува изворот на возбудување.
Ако ремените реагираат на надворешни присилни сили, нивната фреквенција на вибрации најверојатно ќе биде иста со фреквенцијата на возбудување. Во овој случај, фреквенцијата на возбудување може да се определи со помош на стробоскопска ламба, регулирајќи ја така што ременот да изгледа неподвижен во светлината на ламбата.
Во случај на пренос со повеќе ремени, нееднаквата затегнатост на ремените може да доведе до значително зголемување на пренесените вибрации.
Случаите во кои изворите на вибрации се самите ремени се поврзани со нивните физички дефекти: пукнатини, тврди и меки места, нечистотија на површината на ременот, недостаток на материјал од неговата површина итн. Кај клинестите ремени, промените во нивната ширина ќе предизвикаат ременот да се качува и симнува по каналот на ременицата, создавајќи вибрации поради промената на неговата затегнатост.
Ако изворот на вибрации е самиот ремен, фреквенциите на вибрации обично се хармониците на фреквенцијата на вртење на ременот. Во конкретен случај, фреквенцијата на возбудување ќе зависи од природата на дефектот и од бројот на ременици, вклучувајќи ги затегнувачите.
Во некои случаи, амплитудата на вибрациите може да биде нестабилна. Ова особено важи за преносите со повеќе ремени.
Механичките и електричните дефекти се извори на вибрации, кои потоа се претвораат во воздушен шум. Механичкиот шум може да биде поврзан со дебаланс на вентилаторот или моторот, шум од лежиштата, соосноста на оската, вибрации на ѕидовите на водовите и на панелите на куќиштето, вибрации на лопатките на клапните, вибрации на лопатките, клапните, цевките и потпорите, како и со пренос на механички вибрации преку конструкцијата. Електричниот шум е поврзан со различни форми на претворање на електричната енергија: 1) Магнетните сили се определени со густината на магнетниот флукс, бројот и обликот на половите и геометријата на воздушниот зазор; 2) Случајниот електричен шум е определен од четкичките, електричниот лак, електричните искри итн.
Аеродинамичниот шум може да биде поврзан со формирање вители, пулсации на притисокот, отпор на воздухот итн., и може да има како широкопојасна, така и теснопојасна природа. Широкопојасниот шум може да биде предизвикан од: а) лопатките, клапните и другите пречки во патеката на воздушниот проток; б) вртењето на вентилаторот како целина, ремените, процепите итн.; в) нагли промени на насоката на воздушниот проток или на пресекот на водот, разлики во брзините на протокот, одвојување на протокот поради гранични ефекти, ефекти на компресија на протокот итн. Теснопојасниот шум може да биде предизвикан од: а) резонанции (ефект на оргулска цевка, вибрации на жици, вибрации на панели и на конструктивни елементи итн.); б) формирање вители на острите рабови (возбудување на воздушниот столб); в) вртења (ефект на сирена, процепи, отвори, жлебови на ротирачките делови).
Ударите создадени од контактот меѓу различните механички елементи на конструкцијата произведуваат шум сличен на оној што го произведува удар со чекан, грмотевица, резонирачка празна кутија итн. Ударните звуци може да се слушнат од ударите на забите на запчаниците и од плеснувањата на неисправниот ремен. Ударните импулси може да бидат толку кратки што за да се разликуваат периодичните ударни импулси од преодните процеси, потребна е специјална високобрзинска опрема за снимање. Во областа каде што настануваат многу ударни импулси, преклопувањето на нивните врвови создава ефект на постојано брмчење.
Зависност на вибрациите од типот на потпората на вентилаторот
Правилниот избор на потпората или на конструкцијата на темелот на вентилаторот е неопходен за неговата мазна работа без проблеми. За да се обезбеди соосноста на ротирачките компоненти при монтажата на вентилаторот, моторот и другите погонски уреди, се користи челична рамка или армиранобетонска основа. Понекогаш обидот да се заштеди на конструкцијата на потпората доведува до неможност да се одржува потребната соосност на компонентите на машината. Ова е особено неприфатливо кога вибрациите се чувствителни на промени во соосноста, особено кај машините што се состојат од одделни делови поврзани со метални спојни елементи.
Темелот на кој е поставена основата исто така може да влијае на вибрациите на вентилаторот и моторот. Ако сопствената фреквенција на темелот е блиска до фреквенцијата на вртење на вентилаторот или моторот, темелот ќе резонира при работата на вентилаторот. Ова може да се открие со мерење на вибрациите на неколку точки на темелот, околниот под и потпорите на вентилаторот. Често, во услови на резонанција, вертикалната компонента на вибрациите значително ја надминува хоризонталната. Вибрациите може да се пригушат со тоа што темелот ќе се направи покрут или ќе се зголеми неговата маса. Дури и ако се отстранат дебалансот и несоосноста, што овозможува намалување на присилните сили, сепак може да постојат значителни предуслови за вибрации. Ова значи дека ако вентилаторот, заедно со неговата потпора, е близу до резонанција, за постигнување прифатливи вредности на вибрациите ќе биде потребно попрецизно балансирање и поточно порамнување на вратилото отколку што вообичаено се бара за ваквите машини. Оваа ситуација е непожелна и треба да се избегнува со зголемување на масата и/или крутоста на потпората или на бетонскиот блок.
Упатство за мониторинг на состојбата и дијагностика на вибрациите
Основниот принцип на мониторингот на вибрациската состојба на машината (во понатамошниот текст: состојбата) е да се набљудуваат резултатите од правилно планираните мерења за да се идентификува тренд на зголемување на нивоата на вибрации и да се разгледува од гледна точка на потенцијалните проблеми. Мониторингот е применлив во ситуации кога оштетувањето се развива бавно, а влошувањето на состојбата на механизмот се манифестира преку мерливи физички знаци.
Вибрациите на вентилаторот, што настануваат од развојот на физички дефекти, може да се следат во одредени интервали, а кога ќе се открие зголемување на нивото на вибрации, фреквенцијата на набљудување може да се зголеми и може да се спроведе детална анализа на состојбата. Во овој случај, причините за промените на вибрациите може да се идентификуваат врз основа на анализа на фреквенцијата на вибрациите, што овозможува да се определат потребните мерки и да се планира нивното спроведување долго пред оштетувањето да стане сериозно. Обично, мерките се сметаат за неопходни кога нивото на вибрации се зголемува за 1,6 пати или за 4 dB во споредба со основното ниво.
Програмата за мониторинг на состојбата се состои од неколку фази, кои накратко може да се формулираат на следниов начин:
- а) да се утврди состојбата на вентилаторот и да се определи основното ниво на вибрации (тоа може да се разликува од нивото добиено при фабричките испитувања поради различни методи на монтажа итн.);
- б) да се изберат точките за мерење на вибрациите;
- в) да се определи фреквенцијата на набљудување (мерење);
- г) да се утврди постапката за регистрирање на информациите;
- д) да се определат критериумите за оценување на вибрациската состојба на вентилаторот, граничните вредности за апсолутните вибрации и за промените на вибрациите, да се обопшти искуството од експлоатацијата на слични машини.
Бидејќи вентилаторите вообичаено работат без никакви проблеми при брзини што не се приближуваат до критичната, нивото на вибрации не треба значително да се менува при мали промени на брзината или оптоварувањето, но важно е да се напомене дека кога вентилаторот работи со променлива брзина на вртење, утврдените гранични вредности на вибрациите се однесуваат на максималната работна брзина на вртење. Ако максималната брзина на вртење не може да се достигне во рамките на утврдената граница на вибрации, тоа може да укажува на присуство на сериозен проблем и да бара посебно истражување.
Некои дијагностички препораки дадени во Прилог C се засноваат на искуството од работата на вентилаторите и се наменети за последователна примена при анализа на причините за зголемените вибрации.
За квалитативна проценка на вибрациите на конкретен вентилатор и за определување насоки за понатамошните дејства, може да се користат границите на зоните на вибрациската состојба утврдени со ISO 10816-1.
Се очекува дека кај новите вентилатори нивоата на вибрации ќе бидат под граничните вредности дадени во табела 3. Овие вредности одговараат на границата на зоната А на вибрациската состојба според ISO 10816-1. Препорачаните вредности за нивоата на предупредување и на исклучување се утврдени врз основа на анализа на информациите собрани за конкретни типови вентилатори.
ИНФОРМАЦИИ ЗА УСОГЛАСЕНОСТ
РЕФЕРЕНТНИ МЕЃУНАРОДНИ СТАНДАРДИ КОРИСТЕНИ КАКО НОРМАТИВНИ РЕФЕРЕНЦИИ ВО ОВОЈ СТАНДАРД
Табела H.1
|
Ознака на референтниот меѓудржавен стандард
|
Ознака и наслов на референтниот меѓународен стандард и условната ознака за степенот на неговата усогласеност со референтниот меѓудржавен стандард
|
|
ГОСТ ISO 1940-1-2007
|
ISO 1940-1:1986. Вибрации. Барања за квалитетот на балансирање на крути ротори. Дел 1. Определување на дозволениот дебаланс (IDT)
|
|
GOST ISO 5348-2002
|
ISO 5348:1999. Вибрации и удари. Механичко монтирање на акселерометри (IDT)
|
|
GOST ISO 7919-1-2002
|
ISO 7919-1:1996. Вибрации на машини без повратно движење. Мерења на ротирачки вратила и критериуми за оценување. Дел 1. Општи упатства (IDT)
|
|
GOST ISO 10816-1-97
|
ISO 10816-1:1995. Вибрации. Оценување на состојбата на машините со мерење на вибрациите на неротирачки делови. Дел 1. Општи упатства (IDT)
|
|
ГОСТ ISO 10816-3-2002
|
ISO 10816-3:1998. Вибрации. Оценка на состојбата на машините преку мерење на вибрациите на неротирачки делови. Дел 3. Индустриски машини со номинална моќност поголема од 15 kW и номинална брзина од 120 до 15000 rpm, мерења на самото место (IDT)
|
|
ГОСТ 10921-90
|
ISO 5801:1997. Индустриски вентилатори. Испитување на перформансите со користење на стандардизирани канали (NEQ)
|
|
ГОСТ 19534-74
|
ISO 1925:2001. Вибрации. Балансирање. Речник (NEQ)
|
|
ГОСТ 24346-80
|
ISO 2041:1990. Вибрации и удари. Речник (NEQ)
|
|
ГОСТ 31322-2006 (ISO 8821:1989)
|
ISO 8821:1989. Вибрации. Балансирање. Упатства за земање предвид на ефектот на жлебот за клин при балансирање на вратила и монтирани делови (MOD)
|
|
ГОСТ 31351-2007 (ISO 14695:2003)
|
ISO 14695:2003. Индустриски вентилатори. Методи за мерење на вибрациите (MOD)
|
|
Забелешка: Во оваа табела се користат следниве условни ознаки за степенот на усогласеност на стандардот: IDT — идентични стандарди;
|
|
Categories: Работни колаПример
0 Comments