Draagbare balancer en trillingsanalysator Balanset-1A

€1,751.00

De Balanset-1A heeft 2 kanalen en is ontworpen voor dynamisch balanceren in twee vlakken. Hierdoor is hij geschikt voor een groot aantal toepassingen, waaronder brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere. De veelzijdigheid Meer lezen...

Artikelnummer: BS-1

Categorie: Apparaten

Ventilator balanceren

(Informatie gebruikt uit ISO 31350-2007 VIBRATIE. INDUSTRIËLE VENTILATOREN. EISEN VOOR GEPRODUCEERDE TRILLINGEN EN BALANCEERKWALITEIT)

Trillingen die door de ventilator worden geproduceerd, zijn een van de belangrijkste technische kenmerken. Het geeft de kwaliteit van het ontwerp en de fabricage van het product aan. Een verhoogde trilling kan wijzen op een verkeerde installatie van de ventilator, een verslechtering van de technische staat, enz. Daarom wordt de trilling van de ventilator meestal gemeten tijdens acceptatietests, tijdens de installatie voor de inbedrijfstelling en bij het uitvoeren van een programma voor conditiebewaking van de machine. Trillingsgegevens van ventilatoren worden ook gebruikt bij het ontwerp van de ondersteuning en aangesloten systemen (kanalen). Trillingsmetingen worden meestal uitgevoerd met open aanzuig- en uitblaaspoorten, maar er moet opgemerkt worden dat ventilatortrillingen aanzienlijk kunnen variëren door veranderingen in de aerodynamica van de luchtstroom, de rotatiesnelheid en andere kenmerken.

ISO 10816-1-97, ISO 10816-3-2002 en ISO 31351-2007 stellen meetmethoden vast en definiëren locaties voor trillingssensoren. Als trillingsmetingen worden uitgevoerd om hun impact op het kanaal of de ventilatorbasis te beoordelen, worden de meetpunten dienovereenkomstig gekozen.

Metingen van ventilatortrillingen kunnen duur zijn en soms zijn de kosten aanzienlijk hoger dan de productiekosten zelf. Daarom mogen beperkingen op de waarden van individuele discrete trillingscomponenten of trillingsparameters in frequentiebanden alleen worden ingevoerd als het overschrijden van deze waarden duidt op een ventilatorstoring. Het aantal trillingsmeetpunten moet ook worden beperkt op basis van het beoogde gebruik van de meetresultaten. Gewoonlijk is het voldoende om de trillingen op de ventilatorsteunen te meten om de trillingstoestand van de ventilator te beoordelen.

De basis is waarop de ventilator is gemonteerd en biedt de nodige ondersteuning voor de ventilator. De massa en stijfheid van de basis worden gekozen om de versterking van de trillingen die erdoor worden doorgegeven te voorkomen.

Er zijn twee soorten steunen:

volgzame steun: Een ondersteuningssysteem voor een ventilator dat zo is ontworpen dat de eerste natuurlijke frequentie van de steun aanzienlijk lager is dan de operationele rotatiefrequentie van de ventilator. Bij het bepalen van de mate van conformiteit van de steun moet rekening worden gehouden met elastische inserts tussen de ventilator en de ondersteuningsstructuur. De conformiteit van de steun wordt verzekerd door de ventilator op te hangen aan veren of door de steun op elastische elementen te plaatsen (veren, rubberen isolatoren, enz.). De eigenfrequentie van het ophangsysteem - ventilator is meestal minder dan 25% van de frequentie die overeenkomt met de minimale rotatiesnelheid van de geteste ventilator.
stijve steun: Een ventilatordraagsysteem dat zo is ontworpen dat de eerste natuurlijke frequentie van de drager aanzienlijk hoger is dan de operationele rotatiefrequentie. De stijfheid van de ventilatorbasis is relatief. Deze moet worden beschouwd in vergelijking met de stijfheid van de machinelagers. De verhouding tussen de trilling van de lagerbehuizing en de trilling van de basis kenmerkt de invloed van de conformiteit van de basis. De basis kan als stijf en voldoende massief worden beschouwd als de amplitude van de trilling van de basis (in elke richting) in de buurt van de voeten of het steunframe van de machine minder is dan 25% van het maximale trillingsmeetresultaat verkregen bij de dichtstbijzijnde lagersteun (in elke richting).

Aangezien de massa en stijfheid van de tijdelijke basis waarop de ventilator is geïnstalleerd tijdens fabriekstesten aanzienlijk kunnen verschillen van de installatieomstandigheden op de bedrijfslocatie, zijn de grenswaarden van de fabrieksomstandigheden van toepassing op smalbandige trillingen in het rotatiefrequentiebereik en voor ventilatortests op locatie - op breedbandige trillingen, die de algemene trillingsstatus van de machine bepalen. De bedrijfslocatie is de uiteindelijke installatielocatie van de ventilator, waarvoor de bedrijfsomstandigheden zijn gedefinieerd.

Ventilatorcategorieën (BV-categorieën)

Ventilatoren worden gecategoriseerd op basis van de kenmerken van hun beoogde gebruik, de klassen voor onbalansnauwkeurigheid en de aanbevolen grenswaarden voor trillingsparameters. Het ontwerp en het doel van de ventilator zijn criteria die het mogelijk maken om veel typen ventilatoren te classificeren volgens aanvaardbare onbalanswaarden en trillingsniveaus (BV-categorieën).

Tabel 1 toont de categorieën waarin ventilatoren kunnen worden ingedeeld op basis van hun toepassingsomstandigheden, rekening houdend met toegestane onbalanswaarden en trillingsniveaus. De ventilatorcategorie wordt bepaald door de fabrikant.

Tabel 1 - Ventilatorcategorieën

Toepassingsvoorwaarden	Voorbeelden	Stroomverbruik, kW	BV-categorie
Woon- en kantoorruimtes	Plafond- en zolderventilatoren, raamairconditioners	≤ 0.15	BV-1
Woon- en kantoorruimtes	Plafond- en zolderventilatoren, raamairconditioners	> 0.15	BV-2
Gebouwen en landbouwbedrijfsgebouwen	Ventilatoren voor ventilatie- en airconditioningsystemen; Ventilatoren in serieapparatuur	≤ 3.7	BV-2
Gebouwen en landbouwbedrijfsgebouwen		> 3.7	BV-3
Industriële processen en energieopwekking	Ventilatoren in gesloten ruimtes, mijnen, transportbanden, boilers, windtunnels, gasreinigingssystemen	≤ 300	BV-3
Industriële processen en energieopwekking		> 300	zie ISO 10816-3
Transport, inclusief zeeschepen	Fans op locomotieven, vrachtwagens en auto's	≤ 15	BV-3
Transport, inclusief zeeschepen	Fans op locomotieven, vrachtwagens en auto's	> 15	BV-4
Tunnels	Ventilatoren voor metro's, tunnels, garages	≤ 75	BV-3
		> 75	BV-4
		Elke	BV-4
Petrochemische productie	Ventilatoren voor het verwijderen van gevaarlijke gassen en voor andere technologische processen	≤ 37	BV-3
Petrochemische productie		> 37	BV-4
Productie van computerchips	Ventilatoren voor het creëren van schone ruimtes	Elke	BV-5
Opmerkingen 1 Deze norm heeft alleen betrekking op ventilatoren met een vermogen van minder dan 300 kW. De trillingsbeoordeling van ventilatoren met een groter vermogen is volgens ISO 10816-3. Elektromotoren in standaardseries kunnen echter een nominaal vermogen tot 355 kW hebben. Ventilatoren met dergelijke elektromotoren moeten worden geaccepteerd volgens deze standaard. 2 Tabel 1 is niet van toepassing op lichte axiaalventilatoren met een grote diameter (gewoonlijk van 2800 tot 12500 mm) die gebruikt worden in warmtewisselaars, koeltorens, enz. De balanceernauwkeurigheidsklasse voor dergelijke ventilatoren moet G16 zijn en de ventilatorcategorie BV-3.

Bij de aankoop van afzonderlijke rotorelementen (wielen of waaiers) voor latere montage op de ventilator, moet de uitbalanceringsnauwkeurigheidsklasse van deze elementen (zie tabel 2) in acht worden genomen, en bij de aankoop van de ventilator als geheel moet ook rekening worden gehouden met de resultaten van fabriekstrillingen (tabel 4) en trillingen op locatie (tabel 5). Meestal zijn deze kenmerken overeengekomen, zodat de ventilator kan worden gekozen op basis van zijn BV-categorie.

De categorie in tabel 1 is typisch voor normaal gebruik van ventilatoren, maar in gerechtvaardigde gevallen kan de klant om een ventilator van een andere BV-categorie vragen. Het wordt aanbevolen om de BV-categorie van de ventilator, de uitbalanceringsnauwkeurigheidsklasse en de aanvaardbare trillingsniveaus te specificeren in het leveringscontract van de apparatuur.

Er kan een afzonderlijke overeenkomst tussen de klant en de fabrikant worden gesloten over de installatievoorwaarden van de ventilator, zodat bij de fabriekstests van de geassembleerde ventilator rekening wordt gehouden met de geplande installatievoorwaarden op de bedrijfslocatie. Als een dergelijke overeenkomst ontbreekt, zijn er geen beperkingen voor het type basis (stijf of meegaand) voor fabriekstests.

Ventilator balanceren

Algemene bepalingen

De fabrikant van de ventilator is verantwoordelijk voor het balanceren van de ventilatoren volgens het relevante regelgevingsdocument. Deze norm is gebaseerd op de vereisten van ISO 1940-1. Balanceren wordt meestal uitgevoerd op zeer gevoelige, speciaal ontworpen balanceermachines, die een nauwkeurige beoordeling van de resterende onbalans mogelijk maken.

Klassen voor nauwkeurigheid van ventilatorbalancering

De balanceernauwkeurigheidsklassen voor ventilatorwielen worden toegepast in overeenstemming met tabel 2. De fabrikant van de ventilator kan het balanceren uitvoeren voor verschillende elementen in de assemblage, die naast het wiel ook de as, koppeling, poelie enz. kunnen omvatten. Bovendien kunnen afzonderlijke assemblage-elementen gebalanceerd moeten worden.

Tabel 2 - Nauwkeurigheidsklassen voor balanceren

Ventilator categorie	Rotor (wiel) Nauwkeurigheidsklasse uitbalanceren
BV-1	G16
BV-2	G16
BV-3	G6.3
BV-4	G2.5
BV-5	G1.0
Opmerking: Ventilatoren van categorie BV-1 kunnen ventilatoren van klein formaat zijn met een gewicht van minder dan 224 g, waarvoor het moeilijk is om de gespecificeerde balanceernauwkeurigheid te handhaven. In dit geval moet de uniformiteit van de massaverdeling ten opzichte van de draaias van de ventilator worden gewaarborgd door de productietechnologie.

Meting ventilatortrillingen

Meetvereisten

Algemene bepalingen

Figuren 1 - 4 tonen enkele mogelijke meetpunten en richtingen op elk ventilatorlager. De waarden in tabel 4 hebben betrekking op metingen in de richting loodrecht op de draaias. Het aantal en de locatie van de meetpunten voor zowel fabriekstests als metingen op locatie worden bepaald door de fabrikant of in overleg met de klant. Het wordt aanbevolen om te meten op de lagers van de as van het ventilatorwiel (waaier). Als dit niet mogelijk is, moet de sensor worden geïnstalleerd op een plaats waar de kortste mechanische verbinding tussen de sensor en het lager is gewaarborgd. De sensor mag niet worden gemonteerd op niet-ondersteunde panelen, de ventilatorbehuizing, kastelementen of andere plaatsen die niet rechtstreeks verbonden zijn met het lager (dergelijke meetresultaten kunnen worden gebruikt, maar niet om de trillingstoestand van de ventilator te beoordelen, maar om informatie te verkrijgen over de trillingen die worden doorgegeven aan het kanaal of de basis - zie ISO 31351 en ISO 5348.

Figuur 1. Locatie van een driecoördinaten sensor voor een horizontaal gemonteerde axiale ventilator

Figuur 2. Locatie van een driecoördinatenopnemer voor een radiaalventilator met enkele aanzuiging

Figuur 3. Locatie van een driecoördinatenopnemer voor een radiaalventilator met dubbele aanzuiging

Figuur 4. Locatie van een driecoördinaten sensor voor een verticaal gemonteerde axiale ventilator

Metingen in horizontale richting moeten worden uitgevoerd in een rechte hoek ten opzichte van de asas. Metingen in verticale richting moeten worden uitgevoerd in een rechte hoek ten opzichte van de horizontale meetrichting en loodrecht op de ventilatoras. Metingen in de lengterichting moeten parallel aan de as worden uitgevoerd.

Metingen met inertiesensoren

Alle trillingswaarden in deze norm hebben betrekking op metingen met inertiesensoren, waarvan het signaal de beweging van de lagerbehuizing reproduceert.

De gebruikte sensoren kunnen zowel versnellingsmeters als snelheidssensoren zijn. Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de juiste bevestiging van de sensoren: zonder openingen op het steunvlak, zonder schommelingen en resonanties. De grootte en massa van de sensoren en het bevestigingssysteem mogen niet te groot zijn om significante veranderingen in de gemeten trillingen te voorkomen. De totale fout veroorzaakt door de methode van sensorbevestiging en kalibratie van het meetsysteem mag niet groter zijn dan +/- 10% van de gemeten waarde.

Metingen met contactloze sensoren

In overleg tussen de gebruiker en de fabrikant kunnen eisen worden gesteld aan de maximaal toegestane asverplaatsing (zie ISO 7919-1) in glijlagers. De overeenkomstige metingen kunnen worden uitgevoerd met contactloze sensoren.

In dit geval bepaalt het meetsysteem de verplaatsing van het asoppervlak ten opzichte van de lagerbehuizing. Het is duidelijk dat de toegestane amplitude van de verplaatsingen de waarde van de lagerspeling niet mag overschrijden. De waarde van de speling hangt af van de grootte en het type lager, de belasting (radiaal of axiaal) en de meetrichting (sommige lagerontwerpen hebben een ellipsvormig gat, waardoor de speling in horizontale richting groter is dan in verticale richting). Door de verscheidenheid aan factoren waarmee rekening moet worden gehouden, is het niet mogelijk om uniforme asverplaatsingslimieten vast te stellen, maar in tabel 3 worden enkele aanbevelingen gegeven. De waarden in deze tabel vertegenwoordigen een percentage van de totale radiale ontruimingswaarde in het lager in elke richting.

Tabel 3 - Maximale relatieve asverplaatsing binnen het lager

Ventilator Trillingstoestand	Aanbevolen maximale verplaatsing, percentage van de vrijgavewaarde (langs elke as)
Inbedrijfstelling/Voldoende staat	Minder dan 25%
Waarschuwing	+50%
Afsluiten	+70%
1) De waarden van de radiale en asontruiming voor een specifiek lager zouden van zijn leverancier moeten worden verkregen.

De opgegeven waarden houden rekening met "valse" verplaatsingen van het asoppervlak. Deze "valse" verplaatsingen verschijnen in de meetresultaten omdat, naast de astrilling, ook mechanische uitloop deze resultaten beïnvloedt als de as gebogen is of een onronde vorm heeft. Bij gebruik van een contactloze sensor bevatten de meetresultaten ook elektrische uitloop die wordt bepaald door de magnetische en elektrische eigenschappen van het asmateriaal op het meetpunt. Er wordt aangenomen dat tijdens de inbedrijfstelling en de daaropvolgende normale werking van de ventilator, het bereik van de som van de mechanische en elektrische uitloop op het meetpunt niet groter mag zijn dan de grootste van twee waarden: 0,0125 mm of 25% van de gemeten verplaatsingswaarde. Runouts worden bepaald door de as langzaam te laten draaien (met een snelheid van 25 tot 400 tpm), wanneer het effect van krachten veroorzaakt door onbalans op de rotor verwaarloosbaar is. Om aan de vastgestelde tolerantie voor de uitloop te voldoen, kan een extra bewerking van de as nodig zijn. Contactloze sensoren moeten indien mogelijk direct op het lagerhuis worden gemonteerd.

De opgegeven grenswaarden gelden alleen voor een ventilator die in zijn nominale modus werkt. Als het ontwerp van de ventilator werking met variabele draaisnelheid toelaat, zijn hogere trillingsniveaus mogelijk bij andere snelheden door de onvermijdelijke invloed van resonanties.

Als het ontwerp van de ventilator het mogelijk maakt om de positie van de bladen ten opzichte van de luchtstroom bij de inlaatpoort te wijzigen, moeten de opgegeven waarden worden toegepast voor omstandigheden waarbij de bladen volledig open staan. Opgemerkt moet worden dat luchtstroomstagnatie, vooral merkbaar bij grote schoephoeken ten opzichte van de inlaatluchtstroom, kan leiden tot verhoogde trillingsniveaus.

Ventilator ondersteuningssysteem

De trillingstoestand van ventilatoren na installatie wordt bepaald rekening houdend met de stijfheid van de ondersteuning. Een ondersteuning wordt als stijf beschouwd als de eerste eigenfrequentie van het systeem "ventilator - ondersteuning" groter is dan de rotatiesnelheid. Gewoonlijk kan de ondersteuning als stijf worden beschouwd als deze op grote betonnen funderingen is gemonteerd, en als deze op trillingsisolatoren is gemonteerd, kan deze als stijf worden beschouwd. Een stalen frame, dat vaak wordt gebruikt voor de montage van ventilatoren, kan tot een van beide ondersteuningstypen behoren. Bij twijfel over het type ventilatorondersteuning kunnen berekeningen of tests worden uitgevoerd om de eerste eigenfrequentie van het systeem te bepalen. In sommige gevallen moet de ventilatorsteun worden beschouwd als stijf in één richting en meegaand in een andere richting.

Grenzen van toelaatbare ventilatortrillingen tijdens fabriekstesten

De grenswaarden voor trillingen in tabel 4 gelden voor geassembleerde ventilatoren. Ze hebben betrekking op smalbandige trillingssnelheidsmetingen bij lagersteunen voor de rotatiefrequentie die gebruikt werd tijdens fabriekstesten.

Tabel 4 - Grenswaarden voor trillingen tijdens fabriekstests

Ventilator categorie	Grens RMS-trillingssnelheid, mm/s
Ventilator categorie	Stijve steun	Voldoende ondersteuning
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
Opmerkingen 1 De regels voor het omrekenen van trillingssnelheidseenheden naar verplaatsings- of versnellingseenheden voor smalbandige trillingen worden gespecificeerd in Bijlage A. 2 De waarden in deze tabel gelden voor de nominale belasting en de nominale rotatiefrequentie van de ventilator die werkt in de modus met open inlaatschoepen. De grenswaarden voor andere belastingsomstandigheden moeten worden overeengekomen tussen de fabrikant en de klant, maar het wordt aanbevolen dat ze de waarden in de tabel niet meer dan 1,6 keer overschrijden.

Grenzen van toelaatbare ventilatortrillingen tijdens testen op locatie

De trilling van een ventilator op de werklocatie hangt niet alleen af van de balanceerkwaliteit. Factoren met betrekking tot de installatie, zoals de massa en stijfheid van het ondersteuningssysteem, hebben ook een invloed. Daarom is de fabrikant van de ventilator niet verantwoordelijk voor het trillingsniveau van de ventilator op de bedrijfslocatie, tenzij dit in het contract is gespecificeerd.

Tabel 5 geeft aanbevolen grenswaarden (in trillingssnelheidseenheden voor breedbandtrilling op lagerhuizen) voor de normale werking van ventilatoren in verschillende categorieën.

Tabel 5 - Grenswaarden voor trillingen op de bedrijfslocatie

Ventilator Trillingstoestand	Ventilator categorie	Grens RMS-trillingssnelheid, mm/s
Ventilator Trillingstoestand	Ventilator categorie	Stijve steun	Voldoende ondersteuning
Inbedrijfstelling	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
Waarschuwing	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
Afsluiten	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) Het uitschakelniveau voor ventilatoren van de categorieën BV-1 en BV-2 is vastgesteld op basis van langetermijnanalyse van trillingsmeetresultaten.

De trilling van nieuwe ventilatoren die in bedrijf worden gesteld, mag het "inbedrijfstellings"-niveau niet overschrijden. Naarmate de ventilator in bedrijf is, zal het trillingsniveau naar verwachting toenemen als gevolg van slijtageprocessen en het cumulatieve effect van invloedsfactoren. Een dergelijke trillingsverhoging is over het algemeen natuurlijk en hoeft geen reden tot bezorgdheid te zijn totdat het "waarschuwingsniveau" wordt bereikt.

Bij het bereiken van het trillingsniveau "waarschuwing" is het noodzakelijk om de oorzaken van de verhoogde trillingen te onderzoeken en maatregelen te bepalen om de trillingen te verminderen. De werking van de ventilator in deze toestand moet voortdurend gecontroleerd worden en moet beperkt worden tot de tijd die nodig is om maatregelen te bepalen om de oorzaken van de verhoogde trillingen weg te nemen.

Als het trillingsniveau het "uitschakelniveau" bereikt, moeten er onmiddellijk maatregelen worden genomen om de oorzaken van de verhoogde trillingen weg te nemen, anders moet de ventilator worden gestopt. Het uitstellen van het terugbrengen van het trillingsniveau naar een acceptabel niveau kan leiden tot lagerschade, scheuren in de rotor en op laspunten van het ventilatorhuis, wat uiteindelijk kan resulteren in de ondergang van de ventilator.

Bij het beoordelen van de trillingstoestand van de ventilator is het essentieel om veranderingen in het trillingsniveau in de loop van de tijd te controleren. Een plotselinge verandering in het trillingsniveau geeft aan dat de ventilator onmiddellijk moet worden geïnspecteerd en dat er onderhoudsmaatregelen moeten worden genomen. Bij het monitoren van trillingsveranderingen mag geen rekening worden gehouden met overgangsprocessen veroorzaakt door bijvoorbeeld het vervangen van smeermiddelen of onderhoudsprocedures.

De invloed van de assemblageprocedure

Naast wielen bevatten ventilatoren andere roterende elementen die het trillingsniveau van de ventilator kunnen beïnvloeden: aandrijfschijven, riemen, koppelingen, motorrotors of andere aandrijfapparaten. Als de ordervoorwaarden vereisen dat de ventilator zonder aandrijving wordt geleverd, kan het voor de fabrikant onpraktisch zijn om montagetests uit te voeren om de trillingsniveaus te bepalen. In zo'n geval is het, zelfs als de fabrikant het ventilatorwiel heeft gebalanceerd, niet zeker dat de ventilator soepel zal draaien totdat de ventilatoras is aangesloten op de aandrijving en de hele machine tijdens de inbedrijfstelling is getest op trillingen.

Meestal is na montage extra balancering nodig om het trillingsniveau tot een aanvaardbaar niveau terug te brengen. Voor alle nieuwe ventilatoren van de categorieën BV-3, BV-4 en BV-5 wordt aanbevolen om de trillingen van de geassembleerde machine te meten voor ingebruikname. Dit zal een basislijn vaststellen en verdere onderhoudsmaatregelen schetsen.

Ventilatorfabrikanten zijn niet verantwoordelijk voor de invloed op trillingen van aandrijfonderdelen die na het testen in de fabriek zijn geïnstalleerd.

Gereedschap voor trillingsmetingen en kalibratie

Meetinstrumenten

De gebruikte meetinstrumenten en balanceermachines moeten worden geverifieerd en voldoen aan de taakvereisten. Het interval tussen de controles wordt bepaald door de aanbevelingen van de fabrikant voor de meet(test)gereedschappen. De conditie van de meetgereedschappen moet garanderen dat ze gedurende de hele testperiode normaal functioneren.

Personeel dat met meetinstrumenten werkt, moet voldoende vaardigheden en ervaring hebben om mogelijke storingen en achteruitgang in de kwaliteit van de meetinstrumenten te detecteren.

Kalibratie

Alle meetinstrumenten moeten worden gekalibreerd volgens de normen. De complexiteit van de kalibratieprocedure kan variëren van een eenvoudige fysieke inspectie tot de kalibratie van het hele systeem. Correctiemassa's die worden gebruikt om de resterende onbalans te bepalen volgens ISO 1940-1 kunnen ook worden gebruikt voor het kalibreren van meetgereedschap.

Documentatie

Evenwicht

Op verzoek kan, indien voorzien in de contractvoorwaarden, een testrapport van de ventilatorbalancering worden geleverd aan de klant:
- Naam van de fabrikant van de balanceermachine, modelnummer;
- Type rotorinstallatie: tussen steunen of vrijdragend;
- Balanceringsmethode: statisch of dynamisch;
- Massa van de roterende delen van de rotorconstructie;
- Resterende onbalans in elk correctievlak;
- Toelaatbare resterende onbalans in elk correctievlak;
- Nauwkeurigheidsklasse in evenwicht brengen;
- Acceptatiecriteria: aanvaard/afgewezen;
- Balanceringscertificaat (indien nodig).

Trilling

Op verzoek, indien voorzien in de contractvoorwaarden, kan de klant een testrapport van de ventilatortrilling ontvangen:
- Gebruikte meetinstrumenten;
- Bevestigingsmethode voor trillingssensor;
- Bedrijfsparameters van de ventilator (luchtstroom, druk, vermogen);
- Rotatiefrequentie ventilator;
- Type ondersteuning: stijf of meegaand;
- Gemeten trillingen:
1) Posities van de trillingssensor en meetassen,
2) Meeteenheden en referentieniveaus voor trillingen,
3) Meetfrequentiebereik (smalle of brede frequentieband);
- Toegestaan(e) trillingsniveau(s);
- Gemeten trillingsniveau(s);
- Acceptatiecriteria: aanvaard/afgewezen;
- Trillingsniveaucertificaat (indien nodig).

METHODEN VOOR HET UITBALANCEREN VAN VENTILATOREN OP EEN BALANCEERMACHINE

B.1. Ventilator met directe aandrijving

B.1.1. Algemene bepalingen

Het ventilatorwiel, dat tijdens de montage direct op de motoras wordt gemonteerd, moet worden gebalanceerd volgens dezelfde regel voor het spiebaaneffect als voor de motoras.

Motoren uit voorgaande productiejaren konden worden gebalanceerd met een volledig spiebaan. Tegenwoordig worden motorassen gebalanceerd met een halve spiebaan, zoals voorgeschreven door ISO 31322, en gemarkeerd met de letter H (zie ISO 31322).

B.1.2. Motoren gebalanceerd met een volledige spiebaan

Het ventilatorwiel, dat op de motoras is gebalanceerd met een volledig spiebaan, moet zonder spie worden gebalanceerd op een conische as.

B.1.3. Motoren gebalanceerd met een halve spiebaan

Voor het ventilatorwiel dat op de motoras is gemonteerd en is uitgebalanceerd met een halve spie, zijn de volgende opties mogelijk:
a) Als het wiel een stalen naaf heeft, zaag er dan een spiebaan in na het balanceren;
b) balanceren op een conische as met een halve sleutel in de spiebaan;
c) Balanceer op een as met één of meer spiebanen (zie B.3), met volle spieën.

B.2. Ventilatoren aangedreven door een andere as

Waar mogelijk moeten alle roterende elementen, inclusief de ventilatoras en de poelie, als één geheel worden gebalanceerd. Als dit niet praktisch is, moet het balanceren worden uitgevoerd op een as (zie B.3) met dezelfde spiebaanregels als voor de as.

B.3. Prieel

De as waarop het ventilatorwiel tijdens het balanceren wordt gemonteerd, moet aan de volgende eisen voldoen:
a) zo licht mogelijk zijn;
b) in een evenwichtige staat verkeren, gewaarborgd door adequaat onderhoud en regelmatige inspecties;
c) bij voorkeur conisch zijn om fouten in verband met excentriciteit als gevolg van de toleranties van het naafgat en de asafmetingen te beperken. Als de as conisch is, moet bij de berekeningen van de onbalans rekening worden gehouden met de werkelijke positie van de correctievlakken ten opzichte van de lagers.

Als het nodig is om een cilindrische as te gebruiken, moet deze een spiebaan hebben waarin een volle spie wordt gestoken om het koppel van de as over te brengen op het ventilatorwiel.

Een andere optie is om twee spiebanen te maken aan tegenovergestelde uiteinden van de asdiameter, zodat de omgekeerde balanceermethode kan worden gebruikt. Deze methode omvat de volgende stappen. Meet eerst de onbalans van het wiel door een volle spie in de ene spiebaan te steken en een halve spie in de andere. Draai het wiel vervolgens 180° ten opzichte van de as en meet de onbalans opnieuw. Het verschil tussen de twee onbalanswaarden is te wijten aan de resterende onbalans van de as en de cardankoppeling. Om de werkelijke waarde van de onbalans van de rotor te verkrijgen, neemt u de helft van het verschil van deze twee metingen.

BRONNEN VAN VENTILATORTRILLINGEN

Er zijn veel trillingsbronnen in de ventilator, en trillingen bij bepaalde frequenties kunnen direct worden gekoppeld aan specifieke ontwerpkenmerken van de machine. Deze bijlage behandelt alleen de meest voorkomende trillingsbronnen die bij de meeste ventilatortypen worden waargenomen. De algemene regel is dat elke losheid in het ondersteuningssysteem een verslechtering van de trillingstoestand van de ventilator veroorzaakt.

Onbalans ventilator

Dit is de primaire bron van ventilatortrillingen; het wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een trillingscomponent bij de rotatiefrequentie (eerste harmonische). De oorzaak van onbalans is dat de as van de roterende massa excentrisch of onder een hoek staat ten opzichte van de rotatieas. Dit kan worden veroorzaakt door een ongelijkmatige massaverdeling, de som van toleranties op de afmetingen van het naafgat en de as, buiging van de as of een combinatie van deze factoren. Trillingen veroorzaakt door onbalans werken voornamelijk in de radiale richting.

Tijdelijke buiging van de as kan het gevolg zijn van ongelijkmatige mechanische verwarming - door wrijving tussen roterende en stationaire elementen - of elektrische aard. Permanente buiging kan het gevolg zijn van veranderingen in materiaaleigenschappen of een verkeerde uitlijning van de as en het ventilatorwiel wanneer de ventilator en de motor afzonderlijk zijn gemonteerd.

Tijdens de werking kan de onbalans van het ventilatorwiel toenemen door afzetting van deeltjes uit de lucht. Bij gebruik in een agressieve omgeving kan onbalans ontstaan door ongelijkmatige erosie of corrosie van het wiel.

Onbalans kan worden gecorrigeerd door extra balancering in de juiste vlakken, maar voordat de balanceerprocedure wordt uitgevoerd, moeten de bronnen van onbalans worden geïdentificeerd en geëlimineerd en moet de trillingsstabiliteit van de machine worden gecontroleerd.

Verkeerde uitlijning van ventilator en motor

Dit defect kan optreden wanneer de motor- en ventilatorassen verbonden zijn via een riemaandrijving of flexibele koppeling. Een verkeerde uitlijning kan soms worden geïdentificeerd aan de hand van karakteristieke trillingsfrequentiecomponenten, meestal de eerste en tweede harmonischen van de rotatiefrequentie. Bij parallelle uitlijnfouten van de assen treden trillingen voornamelijk op in radiale richting, terwijl als de assen elkaar onder een hoek snijden, longitudinale trillingen dominant kunnen worden.

Als de assen onder een hoek met elkaar verbonden zijn en er starre koppelingen worden gebruikt, beginnen er wisselende krachten in de machine te werken, waardoor de slijtage van de assen en koppelingen toeneemt. Dit effect kan aanzienlijk worden verminderd door flexibele koppelingen te gebruiken.

Ventilatortrilling door aërodynamische opwekking

Trillingsopwekking kan worden veroorzaakt door de interactie van het ventilatorwiel met stationaire elementen van het ontwerp, zoals geleidingsschoepen, motor of lagersteunen, onjuiste spleetwaarden of onjuist ontworpen luchtinlaat- en uitlaatstructuren. Kenmerkend voor deze bronnen is het optreden van periodieke trillingen die samenhangen met de rotatiefrequentie van het wiel, tegen de achtergrond van willekeurige fluctuaties in de interactie van de wielbladen met de lucht. Trillingen kunnen worden waargenomen bij de harmonische bladfrequentie, die het product is van de rotatiefrequentie van het wiel en het aantal wielbladen.

De aërodynamische instabiliteit van de luchtstroom, die wordt veroorzaakt doordat de luchtstroom het bladoppervlak verlaat en vervolgens wervelingen vormt, veroorzaakt breedbandtrillingen waarvan de vorm van het spectrum verandert afhankelijk van de belasting van de ventilator.

Aerodynamisch geluid wordt gekenmerkt door het feit dat het niet gerelateerd is aan de rotatiefrequentie van het wiel en kan optreden bij subharmonischen van de rotatiefrequentie (d.w.z. bij frequenties onder de rotatiefrequentie). In dit geval kunnen aanzienlijke trillingen van het ventilatorhuis en de kanalen worden waargenomen.

Als het aerodynamische systeem van de ventilator slecht is afgestemd op de eigenschappen ervan, kunnen er scherpe schokken in optreden. Deze schokken zijn gemakkelijk hoorbaar en worden als impulsen doorgegeven aan het ondersteuningssysteem van de ventilator.

Als de bovengenoemde oorzaken leiden tot bladtrillingen, kan de aard ervan worden onderzocht door sensoren te installeren in verschillende delen van de constructie.

Ventilatortrilling door werveling in de olielaag

Wervelingen die kunnen optreden in de smeerlaag van glijdende lagers worden waargenomen bij een karakteristieke frequentie die iets lager is dan de rotatiefrequentie van de rotor, tenzij de ventilator werkt bij een toerental dat hoger is dan het eerste kritische toerental. In het laatste geval wordt oliewiginstabiliteit waargenomen bij de eerste kritische snelheid en soms wordt dit effect resonante werveling genoemd.

Bronnen van elektrische natuur ventilatortrillingen

Ongelijkmatige verwarming van de motorrotor kan ertoe leiden dat deze verbuigt, wat leidt tot onbalans (wat zich manifesteert bij de eerste harmonische).

In het geval van een asynchrone motor duidt de aanwezigheid van een component met een frequentie die gelijk is aan de rotatiefrequentie vermenigvuldigd met het aantal rotorplaten op defecten in verband met de statorplaten, en omgekeerd duiden componenten met een frequentie die gelijk is aan de rotatiefrequentie vermenigvuldigd met het aantal rotorplaten op defecten in verband met de rotorplaten.

Veel trillingscomponenten van elektrische aard worden gekenmerkt door het feit dat ze onmiddellijk verdwijnen als de voeding wordt uitgeschakeld.

Ventilatortrilling door riemaandrijving

In het algemeen zijn er twee soorten problemen met riemaandrijvingen: wanneer de werking van de aandrijving wordt beïnvloed door externe defecten en wanneer de defecten in de riem zelf zitten.

In het eerste geval trilt de riem wel, maar is dit het gevolg van forcerende krachten uit andere bronnen, zodat het vervangen van de riem niet het gewenste resultaat oplevert. Veel voorkomende bronnen van dergelijke krachten zijn onbalans in het aandrijfsysteem, excentriciteit van de poelie, verkeerde uitlijning en loszittende mechanische verbindingen. Daarom moet, voordat de riemen worden vervangen, een trillingsanalyse worden uitgevoerd om de excitatiebron te identificeren.

Als de riemen reageren op externe krachten, zal hun trillingsfrequentie waarschijnlijk gelijk zijn aan de excitatiefrequentie. In dit geval kan de excitatiefrequentie bepaald worden met behulp van een stroboscopische lamp, door deze zo af te stellen dat de riem stil lijkt te staan in het licht van de lamp.

In het geval van een aandrijving met meerdere riemen kan een ongelijke riemspanning leiden tot een aanzienlijke toename van de overgebrachte trillingen.

Gevallen waarin de riemen zelf de bron van de trillingen zijn, hebben te maken met hun fysieke defecten: scheuren, harde en zachte plekken, vuil op het riemoppervlak, ontbrekend materiaal op het oppervlak, enz. Bij V-riemen zorgen veranderingen in de breedte ervoor dat de riem op en neer beweegt op de riemschijfbaan, waardoor trillingen ontstaan door de veranderende spanning.

Als de trillingsbron de riem zelf is, zijn de trillingsfrequenties meestal de harmonischen van de rotatiefrequentie van de riem. In een specifiek geval hangt de excitatiefrequentie af van de aard van het defect en het aantal riemschijven, inclusief spanrollen.

In sommige gevallen kan de trillingsamplitude onstabiel zijn. Dit geldt vooral voor aandrijvingen met meerdere riemen.

Mechanische en elektrische defecten zijn bronnen van trillingen die vervolgens worden omgezet in luchtgeluid. Mechanisch geluid kan worden geassocieerd met onbalans van ventilator of motor, lagergeluid, uitlijning van assen, trillingen van kanaalwanden en behuizingspanelen, trillingen van demperbladen, blad-, demper-, pijp- en steuntrillingen, evenals de overdracht van mechanische trillingen door de structuur. Elektrisch geluid is gerelateerd aan verschillende vormen van elektrische energieomzetting: 1) Magnetische krachten worden bepaald door de magnetische fluxdichtheid, het aantal en de vorm van de polen en de geometrie van de luchtspleet; 2) Willekeurig elektrisch geluid wordt bepaald door borstels, vonkvorming, elektrische vonken, enz.

Aerodynamisch geluid kan geassocieerd worden met wervelvorming, drukpulsaties, luchtweerstand, enz. en kan zowel breedbandig als smalbandig van aard zijn. Breedbandig geluid kan veroorzaakt worden door: a) schoepen, dempers en andere obstakels in het luchtstroompad; b) de rotatie van de ventilator als geheel, riemen, spleten, enz.; c) plotselinge veranderingen in de richting van de luchtstroom of de doorsnede van het kanaal, verschillen in stroomsnelheden, stromingsscheiding door grenseffecten, stromingscompressie-effecten, enz. Smalbandgeluid kan worden veroorzaakt door: a) resonanties (orgelpijpeffect, snaartrillingen, trillingen van panelen, structuurelementen, enz.); b) wervelvorming aan scherpe randen (excitatie van luchtkolommen); c) rotaties (sirene-effect, spleten, gaten, sleuven op roterende onderdelen).

Inslag die ontstaat door contact tussen verschillende mechanische elementen van de constructie produceren geluid dat lijkt op dat van een hamerslag, donderslag, resonerende lege doos, enz. Impactgeluiden zijn te horen bij het inslaan van tandwieltanden en het klappen van defecte riemen. Impactimpulsen kunnen zo vluchtig zijn dat er speciale hogesnelheidsopnameapparatuur nodig is om periodieke impactimpulsen te onderscheiden van voorbijgaande processen. In het gebied waar veel impactimpulsen voorkomen, creëert de superpositie van hun pieken een constant bromeffect.

Afhankelijkheid van trillingen van het type ventilatorsteun

De juiste keuze van ventilatorondersteuning of funderingsontwerp is noodzakelijk voor een soepele, probleemloze werking. Om de uitlijning van roterende componenten te garanderen bij het installeren van de ventilator, motor en andere aandrijfapparatuur, wordt een stalen frame of een fundering van gewapend beton gebruikt. Soms leidt een poging om te besparen op de ondersteuningsconstructie tot het onvermogen om de vereiste uitlijning van de machinecomponenten te handhaven. Dit is vooral onaanvaardbaar als trillingen gevoelig zijn voor veranderingen in de uitlijning, vooral bij machines die bestaan uit losse onderdelen die met metalen bevestigingsmiddelen aan elkaar verbonden zijn.

De fundering waarop de basis wordt gelegd, kan ook van invloed zijn op de trillingen van de ventilator en de motor. Als de eigenfrequentie van de fundering dicht bij de draaifrequentie van de ventilator of motor ligt, zal de fundering resoneren tijdens de werking van de ventilator. Dit kan worden gedetecteerd door trillingen te meten op verschillende punten in de fundering, de omringende vloer en de steunen van de ventilator. Vaak is bij resonantie de verticale trillingscomponent aanzienlijk groter dan de horizontale. Trillingen kunnen worden gedempt door de fundering stijver te maken of de massa ervan te vergroten. Zelfs als onbalans en uitlijnfouten worden geëlimineerd, waardoor de drukkrachten kunnen worden verminderd, kunnen er nog steeds significante voorwaarden voor trillingen bestaan. Dit betekent dat als de ventilator, samen met zijn ondersteuning, dicht bij resonantie is, het bereiken van aanvaardbare trillingswaarden nauwkeuriger balanceren en nauwkeuriger uitlijnen van de assen vereist dan gewoonlijk vereist is voor dergelijke machines. Deze situatie is ongewenst en moet worden vermeden door de massa en/of stijfheid van de ondersteuning of het betonblok te verhogen.

Gids voor trillingsconditiebewaking en diagnose

Het hoofdprincipe van conditiebewaking van machinetrillingen (hierna de conditie genoemd) is het observeren van de resultaten van goed geplande metingen om een trend van stijgende trillingsniveaus te identificeren en deze te beschouwen vanuit het perspectief van potentiële problemen. Bewaking is van toepassing in situaties waar schade zich langzaam ontwikkelt en de verslechtering van de conditie van het mechanisme zich manifesteert door meetbare fysieke tekenen.

Ventilatortrillingen, die het gevolg zijn van de ontwikkeling van fysieke defecten, kunnen met bepaalde tussenpozen worden bewaakt en wanneer een toename van het trillingsniveau wordt gedetecteerd, kan de waarnemingsfrequentie worden verhoogd en kan een gedetailleerde conditieanalyse worden uitgevoerd. In dit geval kunnen de oorzaken van trillingsveranderingen worden geïdentificeerd op basis van trillingsfrequentieanalyse, waardoor de noodzakelijke maatregelen kunnen worden bepaald en de uitvoering ervan kan worden gepland lang voordat de schade ernstig wordt. Gewoonlijk worden maatregelen als noodzakelijk beschouwd wanneer het trillingsniveau 1,6 keer of 4 dB hoger is dan het basisniveau.

Het conditiebewakingsprogramma bestaat uit verschillende fasen, die kort als volgt kunnen worden geformuleerd:
a) de toestand van de ventilator vaststellen en het basisniveau van de trillingen bepalen (dit kan verschillen van het niveau dat werd verkregen tijdens de fabriekstests door verschillende installatiemethoden, enz;)
b) meetpunten voor trillingen selecteren;
c) de waarnemingsfrequentie (meetfrequentie) bepalen;
d) de informatieregistratieprocedure vast te stellen;
e) de criteria bepalen voor het beoordelen van de trillingstoestand van de ventilator, grenswaarden voor absolute trillingen en trillingsveranderingen, de ervaring samenvatten die is opgedaan bij het werken met soortgelijke machines.

Aangezien ventilatoren meestal probleemloos werken bij snelheden die niet in de buurt van de kritieke waarde komen, zou het trillingsniveau niet significant moeten veranderen bij kleine veranderingen in snelheid of belasting, maar het is belangrijk op te merken dat wanneer de ventilator werkt met een variabele rotatiesnelheid, de vastgestelde trillingsgrenswaarden van toepassing zijn op de maximale rotatiesnelheid. Als de maximale rotatiesnelheid niet kan worden bereikt binnen de vastgestelde trillingslimiet, kan dit wijzen op de aanwezigheid van een ernstig probleem en een speciaal onderzoek vereisen.

Sommige diagnostische aanbevelingen in Bijlage C zijn gebaseerd op ervaringen met ventilatorbedrijf en zijn bedoeld voor sequentiële toepassing bij het analyseren van de oorzaken van verhoogde trillingen.

Om de trillingen van een specifieke ventilator kwalitatief te beoordelen en richtlijnen voor verdere acties te bepalen, kunnen de grenzen van de trillingszones, zoals vastgelegd in ISO 10816-1, worden gebruikt.

Verwacht wordt dat de trillingsniveaus van nieuwe ventilatoren onder de grenswaarden in tabel 3 zullen liggen. Deze waarden komen overeen met de grens van zone A van de trillingstoestand volgens ISO 10816-1. Aanbevolen waarden voor waarschuwings- en uitschakelniveaus zijn vastgesteld op basis van de analyse van verzamelde informatie over specifieke ventilatortypen.

INFORMATIE OVER NALEVING

INTERNATIONALE REFERENTIENORMEN DIE ALS NORMATIEVE REFERENTIES IN DEZE NORM WORDEN GEBRUIKT

Tabel H.1

Aanwijzing van de Interstatelijke Referentienorm	Aanduiding en titel van de internationale referentienorm en de voorwaardelijke aanduiding van de mate van overeenstemming met de internationale referentienorm
ISO 1940-1-2007	ISO 1940-1:1986. Trillingen. Eisen voor de balanceerkwaliteit van starre rotoren. Deel 1. Bepaling van toelaatbare onbalans (IDT)
ISO 5348-2002	ISO 5348:1999. Trillingen en schokken. Mechanische bevestiging van versnellingsmeters (IDT)
ISO 7919-1-2002	ISO 7919-1:1996. Trillingen van niet-wisselwerkende machines. Metingen aan roterende assen en criteria voor de beoordeling. Deel 1. Algemene richtlijnen (IDT)
ISO 10816-1-97	ISO 10816-1:1995. Trillingen. Evaluatie van de machineconditie door trillingsmetingen aan niet-roterende delen. Deel 1. Algemene richtlijnen (IDT)
ISO 10816-3-2002	ISO 10816-3:1998. Trillingen. Evaluatie van de toestand van machines door trillingsmetingen aan niet-roterende delen. Deel 3. Industriële machines met een nominaal vermogen van meer dan 15 kW en een nominale snelheid van 120 tot 15000 tpm, in-situ metingen (IDT)
ISO 10921-90	ISO 5801:1997. Industriële ventilatoren. Prestatiebeproeving met gestandaardiseerde kanalen (NEQ)
ISO 19534-74	ISO 1925:2001. Trillingen. Balanceren. Woordenlijst (NEQ)
ISO 24346-80	ISO 2041:1990. Trillingen en schokken. Woordenlijst (NEQ)
ISO 31322-2006 (ISO 8821:1989)	ISO 8821:1989. Trillingen. Balanceren. Richtlijnen voor het rekening houden met het spiebaaneffect bij het balanceren van assen en gemonteerde onderdelen (MOD)
ISO 31351-2007 (ISO 14695:2003)	ISO 14695:2003. Industriële ventilatoren. Trillingsmeetmethoden (MOD)
Opmerking: In deze tabel worden de volgende voorwaardelijke aanduidingen voor de mate van naleving van de norm gebruikt: IDT - identieke normen;

Draagbare balancer en trillingsanalysator Balanset-1A