Dlaczego wyważenie wentylatora wyciągowego jest tak ważne

Brak równowagi w wentylatorach wyciągowych prowadzi do zwiększonych wibracji, hałasu, strat energii i przedwczesnego zużycia podzespołów. W przypadku każdego wentylatora pracującego w sposób ciągły lub pod obciążeniem — niezależnie od tego, czy w budynkach mieszkalnych, komercyjnych systemach HVAC czy wentylacji przemysłowej — równoważenie dynamiczne jest niezbędny dla niezawodności, wydajności i bezpieczeństwa.

Konsekwencje braku równowagi wentylatora

Nawet niewielkie asymetrie rozkładu masy mogą tworzyć znaczne siły odśrodkowe przy prędkościach roboczych. Siły te powodują:

• Nadmierne wibracje: Brak równowagi generuje obciążenia dynamiczne, które obciążają łożyska, podpory i połączenia kanałów.
• Emisja hałasu: Okresowy hałas wirnika świadczy o braku równowagi obrotowej i często maskuje poważniejsze problemy mechaniczne.
• Degradacja łożysk i wału: Energia wibracyjna skraca żywotność łożysk i może spowodować rozregulowanie lub zmęczenie wału.
• Nieefektywny przepływ powietrza: Kołyszące się wirniki zaburzają symetrię przepływu, zmniejszając ciśnienie i zwiększając pobór mocy.

Co powoduje brak równowagi?

Brak równowagi może wynikać z tolerancji fabrycznych, nieprawidłowego montażu lub zużycia w terenie. Nagromadzenie kurzu, korozja łopatek, niespójności spawów, a nawet niewielkie odkształcenia podczas transportu mogą zmienić rozkład masy. W przypadku wentylatorów dachowych czynniki te są pogarszane przez warunki atmosferyczne. Niewspółosiowość kół pasowych lub elastyczne mocowania mogą nasilać objawy, ale nie są przyczynami źródłowymi.

Rodzaje wentylatorów wymagających wyważenia

Każdy zespół wentylatora obrotowego może wymagać wyważenia w trakcie swojego cyklu życia. Obejmuje to:

• Osiowe wentylatory wyciągowe z długimi, lekkimi łopatkami
• Wentylatory odśrodkowe z łopatkami wygiętymi do tyłu stosowane w systemach HVAC i w zastosowaniach przemysłowych
• Wentylatory o przepływie mieszanym w zastosowaniach wysokociśnieniowych lub o zmiennej prędkości
• Wentylatory łopatkowe promieniowe do powietrza zanieczyszczonego lub zawierającego cząstki stałe

Każdy typ wiąże się z innymi utrudnieniami w dostępie i wzorcami drgań, co wymaga właściwego pozycjonowania pomiarów i konfiguracji płaszczyzny równoważenia.

Jak często stosować balans?

Częstotliwość wyważania zależy od godzin pracy i środowiska. W przypadku komercyjnych systemów HVAC wystarczające mogą być kontrole roczne. W systemach przemysłowych lub korozyjnych monitorowanie drgań powinno odbywać się kwartalnie. Zaleca się ponowne wyważanie, jeśli prędkość drgań przekracza 4,5 mm/s, spada przepływ powietrza lub występuje nieoczekiwany hałas.

Procedura wyważania wentylatora krok po kroku

1. Instalacja i konfiguracja czujnika: Zamontuj czujniki drgań prostopadle do osi obrotu — po jednym na każdej obudowie łożyska. Zamocuj tachometr laserowy za pomocą podstawy magnetycznej i skieruj go na kawałek taśmy odblaskowej na wirniku. Podłącz wszystkie czujniki do urządzenia Balanset-1A, a urządzenie do laptopa przez USB.
2. Pomiar początkowy: Uruchom oprogramowanie Balanset-1A. Wybierz tryb „Two-plane balancing” i wprowadź nazwę i lokalizację wentylatora. Uruchom wentylator z prędkością roboczą i zmierz początkowe drgania w obu płaszczyznach. Daje to bazowe odczyty amplitudy i fazy dla każdego czujnika.
3. Procedura ważenia próbnego: Przymocuj ciężarek testowy o znanej masie do pierwszej płaszczyzny (strony, na której zamontowany jest pierwszy czujnik). Uruchom wirnik i ponownie zapisz poziomy drgań. Upewnij się, że amplituda lub faza drgań zmieniła się o co najmniej 20% — potwierdza to, że ciężarek prawidłowo wpływa na system.
4. Drugie testy samolotu: Przenieś ten sam ciężar testowy na drugą płaszczyznę i wykonaj kolejny odczyt drgań. System ma teraz wystarczającą ilość danych z obu płaszczyzn, aby obliczyć współczynniki wpływu i skorygować niewyważenia.
5. Obliczanie korekty: Oprogramowanie automatycznie oblicza wymaganą masę korekcyjną i kąt dla każdej płaszczyzny, na podstawie wyników prób i zapisanych współczynników wpływu. Kąty są odnoszone od położenia ciężaru próbnego, w kierunku obrotu.
6. Montaż ciężarka korekcyjnego: Usuń ciężarek próbny. Dokładnie zmierz i zainstaluj obliczone masy korekcyjne pod określonym promieniem i kątem. Zamocuj je bezpiecznie za pomocą spawania, śrubowania lub innych metod odpowiednich dla prędkości obrotowej i środowiska.
7. Weryfikacja końcowa: Uruchom ponownie wirnik i wykonaj nowy test wibracji. Oprogramowanie wyświetli resztkowe poziomy wibracji. W razie potrzeby można dodać dodatkowe ciężarki do precyzyjnego dostrajania. Wyważenie uznaje się za udane, gdy wartości wibracji mieszczą się w granicach tolerancji ISO 1940.

Zalecane narzędzie: Balanset-1A

The Balanset-1A przenośny system wyważania jest zoptymalizowany do korekcji wirnika in-situ. Obejmuje:

• Zakres pomiaru: 0,02–80 mm/s (prędkość drgań)
• Zakres częstotliwości: 5–550 Hz
• Zakres obrotów: od 100 do 100 000
• Dokładność fazy: ±1°
• Analiza widma FFT i zgodność z normą ISO 1940

Wszystkie dane są archiwizowane, co umożliwia wielokrotne wykorzystanie współczynników wpływu i długoterminową diagnostykę. System działa bezpośrednio w łożyskach wentylatora bez konieczności demontażu lub rozmontowywania sprzętu.

Doświadczenie terenowe: wyważanie dachu w zimne dni

Podczas niedawnego serwisu w wieżowcu mieszkalnym, wentylatory wyciągowe na dachu były wyważane w warunkach poniżej zera (-6°C). Pomimo wiatru i ograniczonego dostępu, Balanset-1A umożliwił szybką konfigurację i precyzyjną diagnostykę. Rezultat: prędkość drgań zmniejszona z 6,8 mm/s do poniżej 1,8 mm/s, przywracając wydajność wentylatora i wydłużając żywotność łożysk.

Korekty tymczasowe i stałe

Ciężarki próbne są używane tylko podczas kalibracji. Stała korekta wykorzystuje wkładki stalowe, aluminiowe lub ze stali nierdzewnej, wybierane na podstawie środowiska (np. ryzyka korozji). Bezpieczne mocowanie jest niezbędne, aby zapobiec utracie masy podczas obrotu. Techniki rozdzielania masy pomagają w zachowaniu równowagi w ciasnych lub niedostępnych miejscach.

Wyzwania w instalacjach zamkniętych

W systemach kanałowych lub montowanych na suficie dostęp do wirnika jest ograniczony. Technicy mogą musieć pracować przez panele dostępowe lub używać długich przedłużek sondy. Kompaktowe głowice czujników Balanset-1A i interfejs USB umożliwiają zdalny pomiar, podczas gdy wentylator pozostaje sprawny.

Monitorowanie po wyważeniu

Po wyważeniu należy ustalić linię bazową wibracji. Używaj jej do konserwacji predykcyjnej, śledząc zmiany w czasie. Oprogramowanie Balanset-1A przechowuje wykresy i widma wibracji, pomagając identyfikować nowe problemy, zanim spowodują uszkodzenia — takie jak gromadzenie się kurzu, przesunięcia strukturalne lub degradacja łożysk.

Kiedy nie należy zachowywać równowagi

Nie wyważaj wirników z uszkodzeniami mechanicznymi: pękniętymi łopatkami, wypaczonymi wałkami, luzem łożyskowym lub luźnymi mocowaniami. Najpierw należy je naprawić. Wyważanie koryguje tylko problemy związane z masą, a nie wady konstrukcyjne.

Wnioski

Wyważanie nie jest zadaniem jednorazowym — to podstawowa część konserwacji sprzętu obrotowego. Przy użyciu narzędzi takich jak Balanset-1Atechnicy terenowi mogą wykonywać precyzyjne, powtarzalne korekty wirnika w rzeczywistych warunkach. To zmniejsza przestoje, poprawia jakość powietrza i zapewnia stabilną pracę w każdej porze roku lub zastosowaniu. W przypadku systemów krytycznych wyważanie jest inwestycją w czas sprawności, a nie tylko w kontrolę wibracji.