Wyważanie wentylatorów – eliminacja wibracji i wydłużenie żywotności sprzętu

Wyobraź sobie wysokoobrotowy wentylator przemysłowy, który gwałtownie się trzęsie, a śruby luzują się przy każdym obrocie. Ten koszmarny scenariusz często jest spowodowany niewielką nierównowagą wirnika wentylatora. Nadmierne wibracje i hałas to coś więcej niż tylko uciążliwość – to sygnały ostrzegawcze przed problemem, który może prowadzić do kosztownych przestojów i napraw.

Równoważenie wentylatorów Proces korygowania tej nierównowagi to jedna z najczęściej stosowanych procedur w konserwacji urządzeń, ponieważ wentylatory są bardzo wrażliwe na nierównomierny rozkład masy. Nawet najmniejsze odchylenie może prowadzić do znacznych wibracji. Nierównowaga występuje, gdy geometryczny środek wału wentylatora nie pokrywa się z jego środkiem ciężkości. Im wyższa prędkość obrotowa wentylatora, tym bardziej krytyczne staje się precyzyjne wyważenie.

Na przykład niewyważenie wynoszące zaledwie 20 gramów na krawędzi dużego wirnika wentylatora obracającego się z prędkością 3000 obr./min może wygenerować siłę odśrodkową o wartości około 900 N – mniej więcej tyle, co uderzenie 90-kilogramowego ciężarka w łożyska 50 razy na sekundę. Nic dziwnego, że nieskorygowane niewyważenie szybko prowadzi do uszkodzeń.

Co powoduje brak równowagi wentylatora?

Do najczęstszych przyczyn niewyważenia wentylatora należą:

• Zużycie ścierne łopatek wentylatora
• Nagromadzenie brudu na łopatkach wentylatora
• Luźny montaż lub niewspółosiowość wirnika na piaście
• Wahania temperatury w obudowie lub wale wentylatora
• Utrata ciężarka wyważającego (wcześniej dodanego)
• Deformacja ostrza (wygięcie lub uszkodzenie)

Dlaczego wyważenie wentylatora jest ważne?

Praca niewyważonego wentylatora powoduje drgania, które stanowią zagrożenie dla całej konstrukcji. Nadmierne drgania prowadzą do zwiększonego zużycia energii, przyspieszonego zużycia, a często także do przedwczesnej awarii łożysk (zarówno na wale, jak i w konstrukcjach wsporczych). Mogą nawet spowodować nieplanowane przestoje z powodu awarii.

Z drugiej strony, dobrze zrównoważony kibic będzie:

• Działaj wydajniej (mniej marnujesz energię)
• Mniejsze obciążenie podzespołów
• Wydłuża żywotność łożysk i innych części
• Pracuj ciszej

Krótko mówiąc, bez względu na to, czy instalujesz nowy wentylator, czy serwisujesz istniejący, nigdy nie powinieneś pomijać etapu wyważania podczas konserwacji.

Ważne: Chociaż niewyważenie jest najczęstszą przyczyną wysokich wibracji w wentylatorach, nie jest to jedyna przyczyna. Problemy konstrukcyjne, nadmierne luzy, problemy z napędem pasowym, niewspółosiowość, pęknięcia wirnika lub wadliwe łożyska również mogą powodować wibracje. Kluczowe jest, aby doświadczony specjalista od diagnostyki wibracji określił przyczynę wszelkich zwiększonych wibracji, zanim założy, że wyważenie rozwiąże problem.

Komentarz specjalisty

Jak pokazuje doświadczenie, ludzie często szukają usług wyważania, gdy występuje wzrost wibracji. Jednak wyważanie jest w rzeczywistości ostatnim krokiem w redukcji wibracji. Przed przystąpieniem do tego kroku należy przeprowadzić dokładną… diagnostyka wibracji Należy przeprowadzić ocenę stanu sprzętu. Wszelkie usterki – takie jak wady sprzęgieł, brak współosiowości wałów czy niewystarczająca sztywność konstrukcji wsporczej – należy zidentyfikować i usunąć w pierwszej kolejności. Dopiero potem, jeśli jest to konieczne, należy przejść do etapu wyważania.

Na przykład, niedawny klient zlecił wyważenie wentylatora suszarki. Nasze pomiary drgań (a konkretnie widmo prędkości drgań) wskazały na obecność luzu mechanicznego. Podczas inspekcji odkryliśmy uszkodzenie w miejscu, gdzie konstrukcja wsporcza wentylatora przylegała do fundamentu. Po ponownym zabezpieczeniu podpór i ponownej diagnozie stwierdziliśmy, że resztkowa niewyważenie mieści się w dopuszczalnych granicach. W tym przypadku wyważenie nie było już konieczne. Problemy takie jak luźne fundamenty lub niewspółosiowość uniemożliwiają prawidłowe wyważenie. Należy pamiętać, że wyważanie powinno być przeprowadzane wyłącznie na maszynie, która jest w dobrym stanie mechanicznym.

Jak wykonuje się wyważanie wentylatora

Nasi specjaliści zazwyczaj wykonują wyważanie wentylatora (wyważanie wirnika lub całego koła wentylatora) na miejscu Wykorzystanie łożysk wentylatora. Takie podejście in-situ pozwala na osiągnięcie maksymalnej precyzji i szybkości bez konieczności demontażu, unikając niepotrzebnej ingerencji w konstrukcję urządzenia.

W każdym przypadku wyważania dążymy do uzyskania jak najniższego niewyważenia resztkowego i przestrzegamy norm jakości wyważania. ISO 1940-1-2007 dla odpowiedniej klasy sprzętu. W tym celu wykorzystujemy przenośne urządzenie do dynamicznego wyważania – analizator drgań. Balanset-1A.

Kroki:

Proces wyważania składa się z kilku etapów. Liczba użytych czujników i ich rozmieszczenie mogą być określone przez producenta wentylatora. Ogólne wytyczne zalecają umieszczenie czujników na łożyskach wału wentylatora i na obudowie. Jeśli nie jest to możliwe ze względu na ograniczenia konstrukcyjne, czujniki należy montować w miejscach jak najbardziej bezpośrednio połączonych z łożyskami.

1. Zamontuj czujniki drgań prostopadle do osi obrotu wirnika.

   

2. Zamontuj obrotomierz na stojaku magnetycznym.

   

3. Naklej taśmę odblaskową na koło pasowe i skieruj czujnik obrotów w stronę taśmy.
4. Podłącz czujniki wibracji do urządzenia równoważącego, a następnie podłącz urządzenie do laptopa.

   

5. Uruchom oprogramowanie równoważące na laptopie.
6. Wybierz tryb wyważania dwupłaszczyznowego.

   

7. Wprowadź identyfikator wirnika (nazwę lub numer) i jego lokalizację.
8. Zważ ciężarek testowy i wprowadź jego wartość oraz promień, w którym będzie zainstalowany.

   

9. Uruchom wentylator (wirnik) i zmierz początkowy poziom drgań (linię bazową).

   

10. Zamontuj ciężarek testowy w pierwszej płaszczyźnie korekcyjnej na wirniku wentylatora.
11. Ponownie uruchom wentylator i wykonaj drugi pomiar drgań.
12. Sprawdź, czy amplituda lub faza drgań zmieniła się co najmniej o 20% (co oznacza, że ciężarek testowy miał mierzalny wpływ).
13. Zdjąć ciężarek testowy z pierwszej płaszczyzny i zamontować go na drugiej płaszczyźnie wirnika.
14. Uruchom wentylator jeszcze raz i wykonaj trzeci pomiar drgań.
15. Następnie oprogramowanie oblicza wymagane ciężarki korekcyjne i kąty, pod którymi należy je umieścić w pierwszej i drugiej płaszczyźnie.

    

16. Zdejmij obciążnik testowy z rotora.
17. Przygotuj stały ciężar korekcyjny o określonej masie (obliczonej).
18. Zamocuj lub przyspawaj ciężarki korekcyjne do wirnika w wyznaczonych miejscach.

    

19. Uruchom ponownie wentylator i sprawdź, czy wyważenie powiodło się (poziom drgań mieści się teraz w dopuszczalnych granicach).
20. Jeśli oprogramowanie zasugeruje dalsze drobne zmiany, dodaj dodatkowy ciężar zgodnie z zaleceniami i ponownie sprawdź równowagę, aż drgania zostaną zminimalizowane.

Dzięki zastosowaniu tej procedury możemy zagwarantować wysoki poziom precyzji przy wyważaniu wentylatorów, co przekłada się na długoterminową wydajność i niezawodność Państwa urządzeń przemysłowych.

Wnioski

Prawidłowe wyważenie wentylatora eliminuje jedno z głównych źródeł drgań maszyn. Rezultatem jest płynniejsza i bardziej niezawodna praca urządzeń. Zaniedbanie tego kroku może prowadzić do kosztownych awarii, natomiast regularne wyważanie (po usunięciu wszelkich podstawowych usterek mechanicznych) pozwoli zaoszczędzić czas i pieniądze w dłuższej perspektywie. Nie czekaj aby wentylator nie rozrywał się w wyniku drgań — włącz wyważanie do rutynowego programu konserwacji, aby chronić maszyny i zapewnić ich optymalną pracę.

Często zadawane pytania

Co jest przyczyną braku równowagi wentylatora?

Niewyważenie wentylatora jest zazwyczaj spowodowane nierównomiernym rozłożeniem masy w obracających się częściach. Do najczęstszych przyczyn należą: zużycie ścierne łopatek wentylatora, nagromadzenie się zanieczyszczeń na łopatkach, luźne lub niewspółosiowe wirniki, wahania temperatury powodujące rozszerzanie się lub kurczenie materiału, utrata wcześniej zamontowanych ciężarków wyważających lub fizyczne odkształcenie łopatki.

Dlaczego równoważenie wentylatorów jest ważne?

Niewyważony wentylator generuje nadmierne wibracje, które mogą uszkodzić wentylator i podłączone urządzenia. Wyważenie wentylatora redukuje te wibracje, zapobiegając stratom energii i minimalizując obciążenie łożysk i innych podzespołów. Prawidłowo wyważony wentylator pracuje również ciszej i wydajniej, wydłużając żywotność urządzenia.

Jak wyważyć wentylator?

Wyważanie wentylatora odbywa się poprzez dodawanie lub usuwanie ciężaru z wirnika wentylatora w celu skorygowania ewentualnego braku równowagi masy. Proces ten obejmuje pomiar drgań wentylatora, określenie miejsca braku równowagi, a następnie umieszczenie małych ciężarków korekcyjnych w określonych miejscach wirnika, aby temu przeciwdziałać. Nowoczesne przenośne wyważarki wykorzystują czujniki i oprogramowanie do sterowania tym procesem i obliczania dokładnego ciężaru oraz wymaganego rozmieszczenia. (Szczegóły znajdują się w procedurze krok po kroku powyżej).

Kiedy należy wyważać wentylator przemysłowy?

Wentylator przemysłowy należy wyważać zawsze, gdy zauważysz nadmierne wibracje lub po wszelkich naprawach/konserwacjach, które mogłyby zaburzyć jego równowagę (takich jak wymiana lub spawanie łopatek wentylatora). Nowe wentylatory są zazwyczaj dobrze wyważane przez producenta, ale z czasem zużycie i nagromadzenie materiału mogą prowadzić do utraty równowagi. Dobrą praktyką jest okresowe sprawdzanie poziomu wibracji w ramach konserwacji i przeprowadzanie wyważania, jeśli przekroczy on zalecane limity.

Czy wyważenie wentylatora można wykonać na miejscu?

Tak. Wyważanie wentylatora często można przeprowadzić na miejscu (in situ) za pomocą przenośnego sprzętu do wyważania. Wyważanie na miejscu, podobnie jak usługa opisana powyżej, wykorzystuje łożyska wentylatora i nie wymaga demontażu maszyny. Oszczędza to czas i gwarantuje wyważenie wentylatora w normalnych warunkach pracy.