Echilibrarea ventilatorului

Publicat de Nikolai Shelkovenko pe

Echilibru portabil și analizor de vibrații Balanset-1A

Echilibru portabil și analizor de vibrații Balanset-1A

€1,751.00

Balanset-1A este echipat cu 2 canale și este proiectat pentru echilibrare dinamică în două planuri. Acest lucru îl face potrivit pentru o gamă largă de aplicații, inclusiv concasoare, ventilatoare, tocătoare, burghie pe combine, arbori, centrifuge, turbine și multe altele. Versatilitatea sa Citește mai mult...

SKU: BS-1
Categorie:

Echilibrarea ventilatorului

(Informații preluate din ISO 31350-2007 VIBRAȚII. VENTILATOARE INDUSTRIALE. CERINȚE PENTRU VIBRAȚIILE PRODUSE ȘI CALITATEA ECHILIBRĂRII)

Vibrația produsă de ventilator este una dintre cele mai importante caracteristici tehnice ale acestuia. Aceasta indică calitatea proiectării și fabricării produsului. Creșterea vibrațiilor poate indica instalarea necorespunzătoare a ventilatorului, deteriorarea stării sale tehnice etc. Din acest motiv, vibrațiile ventilatorului sunt de obicei măsurate în timpul testelor de recepție, în timpul instalării înainte de punerea în funcțiune, precum și atunci când se realizează un program de monitorizare a stării mașinii. Datele privind vibrațiile ventilatorului sunt, de asemenea, utilizate în proiectarea sistemelor de susținere și a sistemelor conectate (conducte). Măsurătorile vibrațiilor se efectuează, de obicei, cu orificiile de aspirație și evacuare deschise, dar trebuie remarcat faptul că vibrațiile ventilatorului pot varia semnificativ în funcție de modificările aerodinamicii fluxului de aer, ale vitezei de rotație și ale altor caracteristici.
ISO 10816-1-97, ISO 10816-3-2002 și ISO 31351-2007 stabilesc metodele de măsurare și definesc locațiile senzorilor de vibrații. În cazul în care măsurătorile vibrațiilor sunt efectuate pentru a evalua impactul acestora asupra conductei sau a bazei ventilatorului, punctele de măsurare sunt alese în consecință.
Măsurătorile vibrațiilor ventilatorului pot fi costisitoare și, uneori, costul lor depășește semnificativ costul de fabricație al produsului în sine. Prin urmare, orice restricții privind valorile componentelor individuale discrete ale vibrațiilor sau ale parametrilor vibrațiilor în benzi de frecvență ar trebui introduse numai atunci când depășirea acestor valori indică o funcționare defectuoasă a ventilatorului. Numărul de puncte de măsurare a vibrațiilor ar trebui, de asemenea, limitat în funcție de utilizarea prevăzută a rezultatelor măsurătorilor. De obicei, este suficient să se măsoare vibrațiile la nivelul suporturilor ventilatorului pentru a evalua starea de vibrație a ventilatorului.
Baza este cea pe care este montat ventilatorul și care asigură suportul necesar pentru ventilator. Masa și rigiditatea bazei sunt alese pentru a preveni amplificarea vibrațiilor transmise prin aceasta.
Suporturile sunt de două tipuri:
  • suport compatibil: Un sistem de susținere a ventilatorului proiectat astfel încât prima frecvență naturală a suportului să fie semnificativ mai mică decât frecvența de rotație de funcționare a ventilatorului. Atunci când se determină gradul de conformitate al suportului, trebuie luate în considerare inserțiile elastice dintre ventilator și structura suportului. Conformitatea suportului este asigurată prin suspendarea ventilatorului pe arcuri sau prin amplasarea suportului pe elemente elastice (arcuri, izolatoare din cauciuc etc.). Frecvența naturală a sistemului de suspendare - ventilator este de obicei mai mică de 25% din frecvența corespunzătoare vitezei minime de rotație a ventilatorului testat.
  • suport rigid: Un sistem de susținere a ventilatorului proiectat astfel încât prima frecvență naturală a suportului să fie semnificativ mai mare decât frecvența de rotație de funcționare. Rigiditatea bazei ventilatorului este relativă. Ea trebuie să fie luată în considerare în comparație cu rigiditatea rulmenților mașinii. Raportul dintre vibrația carcasei rulmentului și vibrația bazei caracterizează influența flexibilității bazei. Baza poate fi considerată rigidă și suficient de masivă dacă amplitudinea vibrației bazei (în orice direcție) în apropierea picioarelor mașinii sau a cadrului de susținere este mai mică de 25% din rezultatul maxim al măsurării vibrațiilor obținute la cel mai apropiat suport de rulment (în orice direcție).
Deoarece masa și rigiditatea bazei temporare pe care este instalat ventilatorul în timpul testării în fabrică pot diferi semnificativ de condițiile de instalare la locul de funcționare, valorile limită ale condițiilor din fabrică se aplică vibrațiilor în bandă îngustă în domeniul frecvențelor de rotație, iar pentru testarea ventilatorului la fața locului - vibrațiilor în bandă largă, determinând starea vibrațională generală a mașinii. Locul de funcționare este locul de instalare finală a ventilatorului, pentru care sunt definite condițiile de funcționare.
Categorii de fani (BV-categorii)
Ventilatoarele sunt clasificate pe baza caracteristicilor utilizării prevăzute, a claselor de precizie de echilibrare și a valorilor limită recomandate ale parametrilor de vibrație. Proiectarea și scopul ventilatorului sunt criterii care permit clasificarea multor tipuri de ventilatoare în funcție de valorile de dezechilibru și nivelurile de vibrații acceptabile (categoriile BV).
Tabelul 1 prezintă categoriile în care pot fi încadrate ventilatoarele în funcție de condițiile lor de utilizare, luând în considerare valorile de dezechilibru admisibile și nivelurile de vibrații. Categoria ventilatorului este stabilită de producător.

Tabelul 1 - Categorii de ventilatoare

Condiții de aplicare Exemple Consumul de energie, kW BV-categorie
Spații rezidențiale și de birouri Ventilatoare de tavan și de pod, aparate de aer condiționat de fereastră ≤ 0.15 BV-1
> 0.15 BV-2
Clădiri și spații agricole Ventilatoare pentru sisteme de ventilație și aer condiționat; ventilatoare pentru echipamente în serie ≤ 3.7 BV-2
> 3.7 BV-3
Procese industriale și producția de energie Ventilatoare în spații închise, mine, transportoare, cazane, tuneluri de vânt, sisteme de curățare a gazelor ≤ 300 BV-3
> 300 a se vedea ISO 10816-3
Transport, inclusiv nave maritime Fanii locomotivelor, camioanelor și automobilelor ≤ 15 BV-3
> 15 BV-4
Tuneluri Ventilatoare pentru ventilarea metrourilor, tunelurilor, garajelor ≤ 75 BV-3
> 75 BV-4
Orice BV-4
Producția petrochimică Ventilatoare pentru îndepărtarea gazelor periculoase și utilizate în alte procese tehnologice ≤ 37 BV-3
> 37 BV-4
Producția de cipuri pentru calculatoare Ventilatoare pentru crearea de camere curate Orice BV-5
Note
1 Acest standard ia în considerare numai ventilatoarele cu o putere mai mică de 300 kW. Evaluarea vibrațiilor ventilatoarelor cu puteri mai mari este conformă cu ISO 10816-3. Cu toate acestea, motoarele electrice din seriile standard pot avea o putere nominală de până la 355 kW. Ventilatoarele cu astfel de motoare electrice ar trebui să fie acceptate în conformitate cu prezentul standard.
2 Tabelul 1 nu se aplică ventilatoarelor axiale ușoare cu diametru mare (de obicei de la 2800 la 12500 mm), cu viteză redusă, utilizate în schimbătoare de căldură, turnuri de răcire etc. Clasa de precizie a echilibrării pentru astfel de ventilatoare trebuie să fie G16, iar categoria ventilatorului - BV-3
Atunci când se achiziționează elemente individuale ale rotorului (roți sau rotoare) pentru instalarea ulterioară pe ventilator, trebuie respectată clasa de precizie de echilibrare a acestor elemente (a se vedea tabelul 2), iar atunci când se achiziționează ventilatorul ca întreg, trebuie luate în considerare și rezultatele testelor de vibrații din fabrică (tabelul 4) și vibrațiile la fața locului (tabelul 5). De obicei, aceste caracteristici sunt convenite, astfel încât alegerea ventilatorului se poate face pe baza categoriei sale BV.
Categoria stabilită în tabelul 1 este tipică pentru utilizarea normală a ventilatoarelor, dar, în cazuri justificate, clientul poate solicita un ventilator cu o categorie BV diferită. Se recomandă specificarea categoriei BV a ventilatorului, a clasei de precizie de echilibrare și a nivelurilor de vibrații acceptabile în contractul de furnizare a echipamentului.
Se poate încheia un acord separat între client și producător cu privire la condițiile de instalare a ventilatorului, astfel încât testarea în fabrică a ventilatorului asamblat să ia în considerare condițiile de instalare planificate la locul de funcționare. În absența unui astfel de acord, nu există restricții privind tipul de bază (rigidă sau adaptabilă) pentru testele din fabrică.

Echilibrarea ventilatorului

Dispoziții generale
Producătorul ventilatorului este responsabil pentru echilibrarea ventilatoarelor în conformitate cu documentul de reglementare relevant. Prezentul standard se bazează pe cerințele ISO 1940-1. Echilibrarea se realizează de obicei pe mașini de echilibrare foarte sensibile, special concepute, care permit o evaluare precisă a dezechilibrului rezidual.
Clase de acuratețe pentru echilibrarea ventilatorului
Clasele de precizie de echilibrare pentru roțile ventilatoarelor sunt aplicate în conformitate cu tabelul 2. Producătorul de ventilatoare poate efectua echilibrarea pentru mai multe elemente de asamblare, care pot include, pe lângă roată, arborele, cuplajul, scripete etc. În plus, elementele individuale de asamblare pot necesita echilibrare.

Tabelul 2 - Clase de acuratețe a echilibrării

Categoria Ventilatoare
Clasa de acuratețe a echilibrării rotorului (roții)
BV-1
G16
BV-2
G16
BV-3
G6.3
BV-4
G2.5
BV-5
G1.0
Notă: Ventilatoarele din categoria BV-1 pot include ventilatoare de dimensiuni mici, cântărind mai puțin de 224 g, pentru care este dificil să se mențină precizia de echilibrare specificată. În acest caz, uniformitatea distribuției masei în raport cu axa de rotație a ventilatorului trebuie să fie asigurată prin tehnologia de fabricație.

Măsurarea vibrațiilor ventilatorului

Cerințe de măsurare
Dispoziții generale
Figurile 1 - 4 prezintă câteva puncte și direcții posibile de măsurare pe fiecare rulment de ventilator. Valorile indicate în tabelul 4 se referă la măsurători în direcția perpendiculară pe axa de rotație. Numărul și amplasarea punctelor de măsurare atât pentru testele din fabrică, cât și pentru măsurătorile la fața locului sunt stabilite la discreția producătorului sau prin acord cu clientul. Se recomandă măsurarea pe rulmenții arborelui roții ventilatorului (rotor). În cazul în care acest lucru nu este posibil, senzorul trebuie instalat într-un loc în care este asigurată cea mai scurtă legătură mecanică între acesta și rulment. Senzorul nu trebuie montat pe panouri nesusținute, pe carcasa ventilatorului, pe elemente ale incintei sau în alte locuri care nu sunt conectate direct la rulment (rezultatele acestor măsurători pot fi utilizate, dar nu pentru a evalua starea de vibrație a ventilatorului, ci pentru a obține informații despre vibrația transmisă la conductă sau la bază - a se vedea ISO 31351 și ISO 5348.
Figura 1. Amplasarea unui senzor cu trei coordonate pentru un ventilator axial montat orizontal
Figura 2. Amplasarea unui senzor cu trei coordonate pentru un ventilator radial cu o singură aspirație
Figura 3. Amplasarea unui senzor cu trei coordonate pentru un ventilator radial cu aspirație dublă
Figura 4. Amplasarea unui senzor cu trei coordonate pentru un ventilator axial montat pe verticală
Măsurătorile în direcție orizontală trebuie efectuate la un unghi drept față de axa arborelui. Măsurătorile în direcție verticală trebuie efectuate în unghi drept față de direcția de măsurare orizontală și perpendicular pe axul ventilatorului. Măsurătorile în direcția longitudinală trebuie efectuate paralel cu axa arborelui.
Măsurători cu ajutorul senzorilor de tip inerțial
Toate valorile vibrațiilor specificate în prezentul standard se referă la măsurători efectuate cu ajutorul senzorilor de tip inerțial, al căror semnal reproduce mișcarea carcasei rulmentului.
Senzorii utilizați pot fi accelerometre sau senzori de viteză. Trebuie acordată o atenție deosebită fixării corecte a senzorilor: fără goluri pe suprafața de sprijin, fără oscilații și rezonanțe. Dimensiunea și masa senzorilor și a sistemului de fixare nu trebuie să fie excesiv de mari pentru a evita modificări semnificative ale vibrației măsurate. Eroarea totală cauzată de metoda de fixare a senzorilor și de calibrarea sistemului de măsurare nu trebuie să depășească +/- 10% din valoarea măsurată.
Măsurători cu ajutorul senzorilor fără contact
Prin acordul dintre utilizator și producător, se pot stabili cerințe pentru deplasarea maximă admisibilă a arborelui (a se vedea ISO 7919-1) în cadrul rulmenților glisanți. Măsurătorile corespunzătoare pot fi efectuate cu ajutorul senzorilor fără contact.
În acest caz, sistemul de măsurare determină deplasarea suprafeței arborelui față de carcasa rulmentului. Este evident că amplitudinea admisibilă a deplasărilor nu trebuie să depășească valoarea jocului rulmentului. Valoarea jocului depinde de dimensiunea și tipul rulmentului, de sarcină (radială sau axială) și de direcția de măsurare (unele modele de rulmenți au o gaură eliptică, pentru care jocul în direcția orizontală este mai mare decât în direcția verticală). Varietatea factorilor care trebuie luați în considerare nu permite stabilirea unor limite uniforme de deplasare a arborelui, dar unele recomandări sunt prezentate în tabelul 3. Valorile indicate în acest tabel reprezintă un procent din valoarea totală a jocului radial în rulment în fiecare direcție.
Tabelul 3 - Deplasarea relativă maximă a arborelui în cadrul rulmentului
Starea de vibrație a ventilatorului Deplasarea maximă recomandată, procentaj din valoarea degajării (de-a lungul oricărei axe)
Punere în funcțiune/Stare satisfăcătoare Mai puțin de 25%
Avertisment +50%
Închidere +70%
1) Valorile jocurilor radiale și axiale pentru un anumit rulment trebuie obținute de la furnizorul acestuia.
Valorile date iau în considerare deplasările "false" ale suprafeței arborelui. Aceste deplasări "false" apar în rezultatele măsurătorilor deoarece, pe lângă vibrațiile arborelui, deplasările mecanice afectează și aceste rezultate dacă arborele este îndoit sau are o formă nerotunjită. Atunci când se utilizează un senzor fără contact, rezultatele măsurătorilor vor include și deplasări electrice determinate de proprietățile magnetice și electrice ale materialului arborelui la punctul de măsurare. Se consideră că, în timpul punerii în funcțiune și al funcționării normale ulterioare a ventilatorului, intervalul sumei decalajelor mecanice și electrice la punctul de măsurare nu trebuie să depășească cea mai mare dintre cele două valori: 0,0125 mm sau 25% din valoarea deplasării măsurate. Deviațiile se determină prin rotirea lentă a arborelui (la o viteză de 25 până la 400 rpm), atunci când efectul forțelor cauzate de dezechilibru asupra rotorului este neglijabil. Pentru a respecta toleranța stabilită, poate fi necesară prelucrarea suplimentară a arborelui. Senzorii fără contact trebuie, dacă este posibil, montați direct pe carcasa rulmentului.
Valorile limită indicate se aplică numai unui ventilator care funcționează în modul său nominal. În cazul în care designul ventilatorului permite funcționarea cu o viteză de rotație variabilă, sunt posibile niveluri mai ridicate de vibrații la alte viteze din cauza influenței inevitabile a rezonanțelor.
În cazul în care proiectarea ventilatorului permite modificarea poziției palelelor în raport cu fluxul de aer la orificiul de admisie, valorile indicate trebuie aplicate pentru condiții cu palele complet deschise. Trebuie remarcat faptul că blocarea fluxului de aer, în special la unghiuri mari ale paletelor în raport cu fluxul de aer de admisie, poate duce la creșterea nivelului vibrațiilor.

Sistem de susținere a ventilatorului

Starea de vibrație a ventilatoarelor după instalare este determinată luând în considerare rigiditatea suportului. Un suport este considerat rigid dacă prima frecvență naturală a sistemului "ventilator - suport" depășește viteza de rotație. De obicei, atunci când este montat pe fundații mari din beton, suportul poate fi considerat rigid, iar atunci când este montat pe izolatoare de vibrații - conform. Un cadru de oțel, adesea utilizat pentru montarea ventilatoarelor, poate aparține oricăruia dintre cele două tipuri de suport. În caz de îndoială cu privire la tipul de suport al ventilatorului, pot fi efectuate calcule sau teste pentru a determina prima frecvență naturală a sistemului. În unele cazuri, suportul ventilatorului ar trebui să fie considerat rigid într-o direcție și flexibil în alta.

Limitele vibrațiilor admisibile ale ventilatorului în timpul testelor din fabrică

Nivelurile limită de vibrații indicate în tabelul 4 se aplică ventilatoarelor asamblate. Acestea se referă la măsurătorile vitezei vibrațiilor în bandă îngustă la suporturile rulmenților pentru frecvența de rotație utilizată în timpul testelor din fabrică.
Tabelul 4 - Valori limită ale vibrațiilor în timpul testelor din fabrică
Categoria Ventilatoare Limită RMS Viteza vibrațiilor, mm/s
Suport rigid Sprijin conform
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
Note
1 Regulile de conversie a unităților de viteză a vibrațiilor în unități de deplasare sau accelerație pentru vibrații în bandă îngustă sunt specificate în apendicele A.
2 Valorile din acest tabel se aplică sarcinii nominale și frecvenței nominale de rotație a ventilatorului care funcționează în modul cu palete directoare de admisie deschise. Valorile limită pentru alte condiții de încărcare trebuie convenite între producător și client, dar se recomandă ca acestea să nu depășească valorile din tabel de mai mult de 1,6 ori.

Limitele admisibile ale vibrațiilor ventilatorului în timpul testării la fața locului

Vibrația oricărui ventilator la locul de funcționare nu depinde numai de calitatea echilibrării sale. Factorii legați de instalare, cum ar fi masa și rigiditatea sistemului de susținere, vor avea, de asemenea, o influență. Prin urmare, producătorul ventilatorului nu este responsabil pentru nivelul de vibrații al ventilatorului la locul său de funcționare, cu excepția cazului în care acest lucru este specificat în contract.
Tabelul 5 prezintă valorile limită recomandate (în unități de viteză a vibrațiilor pentru vibrații în bandă largă pe carcasele rulmenților) pentru funcționarea normală a ventilatoarelor din diferite categorii.

Tabelul 5 - Valori limită ale vibrațiilor la locul de funcționare

Starea de vibrație a ventilatorului Categoria Ventilatoare Limită RMS Viteza vibrațiilor, mm/s
Suport rigid Sprijin conform
Punerea în funcțiune 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
Avertisment 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
Închidere 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) Nivelul de oprire pentru ventilatoarele din categoriile BV-1 și BV-2 se stabilește pe baza analizei pe termen lung a rezultatelor măsurării vibrațiilor.
Vibrațiile ventilatoarelor noi care sunt puse în funcțiune nu trebuie să depășească nivelul de "punere în funcțiune". Pe măsură ce ventilatorul funcționează, este de așteptat ca nivelul său de vibrații să crească din cauza proceselor de uzură și a efectului cumulativ al factorilor de influență. O astfel de creștere a vibrațiilor este, în general, naturală și nu ar trebui să provoace îngrijorare până când nu atinge nivelul de "avertizare".
La atingerea nivelului de vibrații "de avertizare", este necesar să se investigheze cauzele creșterii vibrațiilor și să se stabilească măsurile de reducere a acestora. Funcționarea ventilatorului în această stare trebuie monitorizată constant și limitată la timpul necesar pentru identificarea măsurilor de eliminare a cauzelor creșterii vibrațiilor.
În cazul în care nivelul vibrațiilor atinge nivelul de "oprire", trebuie luate imediat măsuri pentru a elimina cauzele creșterii vibrațiilor; în caz contrar, ventilatorul trebuie oprit. Amânarea aducerii nivelului de vibrații la un nivel acceptabil poate duce la deteriorarea rulmenților, fisuri în rotor și în punctele de sudură ale carcasei ventilatorului, ducând în final la distrugerea ventilatorului.
Atunci când se evaluează starea vibrațională a ventilatorului, este esențial să se monitorizeze modificările nivelului vibrațiilor în timp. O schimbare bruscă a nivelului de vibrații indică necesitatea unei inspecții imediate a ventilatorului și a unor măsuri de întreținere. Atunci când se monitorizează modificările vibrațiilor, nu trebuie luate în considerare procesele tranzitorii cauzate, de exemplu, de înlocuirea lubrifiantului sau de procedurile de întreținere.

Influența procedurii Adunării

Pe lângă roți, ventilatoarele includ și alte elemente rotative care pot afecta nivelul de vibrații al ventilatorului: scripeți de transmisie, curele, cuplaje, rotoare de motor sau alte dispozitive de transmisie. În cazul în care condițiile de comandă impun furnizarea ventilatorului fără un dispozitiv de acționare, este posibil ca producătorul să nu poată efectua teste de asamblare pentru a determina nivelul vibrațiilor. Într-un astfel de caz, chiar dacă producătorul a echilibrat roata ventilatorului, nu există nicio certitudine că ventilatorul va funcționa fără probleme până când arborele ventilatorului nu este conectat la dispozitivul de acționare și întreaga mașină nu este supusă unui test de vibrații în timpul punerii în funcțiune.
De obicei, după asamblare, este necesară o echilibrare suplimentară pentru a reduce nivelul vibrațiilor la un nivel acceptabil. Pentru toate ventilatoarele noi din categoriile BV-3, BV-4 și BV-5, se recomandă măsurarea vibrațiilor pentru mașina asamblată înainte de punerea în funcțiune. Acest lucru va stabili o linie de bază și va contura măsurile de întreținere ulterioare.
Producătorii de ventilatoare nu sunt responsabili pentru impactul asupra vibrațiilor al pieselor de acționare instalate după testarea din fabrică.

Instrumente de măsurare și calibrare a vibrațiilor

Instrumente de măsurare
Instrumentele de măsurare și mașinile de echilibrat utilizate trebuie să fie verificate și să îndeplinească cerințele sarcinii. Intervalul dintre verificări este determinat de recomandările producătorului pentru instrumentele de măsurare (testare). Starea instrumentelor de măsurare trebuie să asigure funcționarea normală a acestora pe întreaga perioadă de testare.
Personalul care lucrează cu instrumentele de măsurare trebuie să aibă suficiente competențe și experiență pentru a detecta eventualele disfuncționalități și deteriorări ale calității instrumentelor de măsurare.
Calibrare
Toate instrumentele de măsurare trebuie să fie calibrate în conformitate cu standardele. Complexitatea procedurii de calibrare poate varia de la o simplă inspecție fizică la calibrarea întregului sistem. Masele corective utilizate pentru a determina dezechilibrul rezidual în conformitate cu ISO 1940-1 pot fi, de asemenea, utilizate pentru calibrarea instrumentelor de măsurare.

Documentație

Echilibrarea
La cerere, în cazul în care condițiile contractuale prevăd acest lucru, se poate furniza clientului un raport de testare a echilibrării ventilatorului, care este recomandat să includă următoarele informații:
- Numele producătorului mașinii de echilibrat, numărul modelului;
- Tipul de instalare a rotorului: între suporturi sau în consolă;
- Metoda de echilibrare: statică sau dinamică;
- Masa părților rotative ale ansamblului rotor;
- Dezechilibru rezidual în fiecare plan de corecție;
- Dezechilibrul rezidual admisibil în fiecare plan de corecție;
- Clasa de precizie de echilibrare;
- Criterii de acceptare: acceptat/respins;
- Certificat de echilibrare (dacă este necesar).
Vibrații
La cerere, dacă acest lucru este prevăzut de termenii contractuali, se poate furniza clientului un raport de testare a vibrațiilor ventilatorului, care se recomandă să includă următoarele informații:
- Instrumente de măsurare utilizate;
- Metoda de fixare a senzorului de vibrații;
- Parametrii de funcționare ai ventilatorului (debit de aer, presiune, putere);
- Frecvența de rotație a ventilatorului;
- Tipul de suport: rigid sau flexibil;
- Vibrații măsurate:
1) Pozițiile senzorilor de vibrații și axele de măsurare,
2) Unități de măsură și niveluri de referință pentru vibrații,
3) Gama de frecvențe de măsurare (bandă de frecvență îngustă sau largă);
- Nivel(uri) admisibil(e) de vibrații;
- Nivel(uri) de vibrații măsurat(e);
- Criterii de acceptare: acceptat/respins;
- Certificat de nivel de vibrații (dacă este necesar).

METODE DE ECHILIBRARE A VENTILATOARELOR PE O MAȘINĂ DE ECHILIBRAT

B.1. Ventilator cu acționare directă
B.1.1. Dispoziții generale
Roata ventilatorului, care este montată direct pe arborele motorului în timpul asamblării, trebuie să fie echilibrată conform aceleiași reguli pentru luarea în considerare a efectului de claviatură ca și pentru arborele motorului.
Motoarele din anii anteriori de producție puteau fi echilibrate cu ajutorul unei caneluri complete. În prezent, arborii motoarelor sunt echilibrați cu ajutorul unei jumătăți de cheie, în conformitate cu ISO 31322, și sunt marcați cu litera H (a se vedea ISO 31322).
B.1.2. Motoare echilibrate cu o claviatură completă
Roata ventilatorului, montată pe arborele motorului echilibrat cu o șaibă plină, trebuie să fie echilibrată fără șaibă pe un arbore conic.
B.1.3. Motoare echilibrate cu o jumătate de cheie
Pentru roata ventilatorului montată pe arborele motorului echilibrat cu o jumătate de cale, sunt posibile următoarele opțiuni:
a) dacă roata are un butuc de oțel, tăiați o șaibă în acesta după echilibrare;
b) se echilibrează pe un arbore conic cu o jumătate de cheie introdusă în șaibă;
c) echilibrați pe un arbore cu una sau mai multe chei (a se vedea B.3), folosind chei complete.
B.2. Ventilatoare antrenate de un alt arbore
Atunci când este posibil, toate elementele rotative, inclusiv arborele ventilatorului și scripete, trebuie echilibrate ca o singură unitate. În cazul în care acest lucru nu este posibil, echilibrarea trebuie efectuată pe un arbore (a se vedea B.3), folosind aceeași regulă de contabilizare a șaibelor ca pentru arbore.
B.3. Arbor
Arborele pe care este montată roata ventilatorului în timpul echilibrării trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:
a) să fie cât mai ușoare posibil;
b) să fie într-o stare echilibrată, asigurată printr-o întreținere corespunzătoare și prin inspecții periodice;
c) să fie de preferință conice pentru a reduce erorile asociate excentricității, rezultate din toleranțele dimensiunilor orificiului butucului și ale arborelui. Dacă arborele este conic, poziția reală a planurilor de corecție în raport cu rulmenții trebuie luată în considerare în calculele dezechilibrului.
În cazul în care este necesar să se utilizeze un arbore cilindric, acesta trebuie să aibă o șaibă în el, în care se introduce o cheie completă pentru a transmite cuplul de la arbore la roata ventilatorului.
O altă opțiune este de a tăia două chei la capetele opuse ale diametrului arborelui, permițând utilizarea metodei de echilibrare inversă. Această metodă implică următorii pași. În primul rând, se măsoară dezechilibrul roții prin introducerea unei chei întregi într-o șaibă și a unei jumătăți de cheie în cealaltă. Apoi rotiți roata cu 180° față de arbore și măsurați din nou dezechilibrul acesteia. Diferența dintre cele două valori ale dezechilibrului se datorează dezechilibrului rezidual al arborelui și al articulației cardanice de transmisie. Pentru a obține valoarea reală a dezechilibrului rotorului, luați jumătate din diferența dintre aceste două măsurători.

SURSE DE VIBRAȚII ALE VENTILATORULUI

Există multe surse de vibrații în cadrul ventilatorului, iar vibrațiile la anumite frecvențe pot fi legate direct de caracteristicile specifice de proiectare ale mașinii. Prezentul apendice acoperă doar cele mai frecvente surse de vibrații observate la majoritatea tipurilor de ventilatoare. Regula generală este că orice slăbiciune în sistemul de susținere determină deteriorarea stării de vibrație a ventilatorului.

Dezechilibrul ventilatorului

Aceasta este sursa principală a vibrațiilor ventilatorului; se caracterizează prin prezența unei componente de vibrație la frecvența de rotație (prima armonică). Cauza dezechilibrului este că axa masei rotative este excentrică sau înclinată față de axa de rotație. Acest lucru poate fi cauzat de distribuția inegală a masei, de suma toleranțelor privind dimensiunile găurii butucului și ale arborelui, de încovoierea arborelui sau de o combinație a acestor factori. Vibrațiile cauzate de dezechilibru acționează în principal în direcția radială.
Îndoirea temporară a arborelui poate rezulta din încălzirea mecanică neuniformă - datorită frecării dintre elementele rotative și staționare - sau din natura electrică. Îndoirea permanentă poate rezulta din modificări ale proprietăților materialelor sau din alinierea greșită a arborelui și a roții ventilatorului atunci când ventilatorul și motorul sunt montate separat.
În timpul funcționării, dezechilibrul roții ventilatorului poate crește din cauza depunerii de particule din aer. La funcționarea într-un mediu agresiv, dezechilibrul poate rezulta din eroziunea sau coroziunea neuniformă a roții.
Dezechilibrul poate fi corectat prin echilibrare suplimentară în planurile corespunzătoare, dar înainte de a efectua procedura de echilibrare, trebuie identificate și eliminate sursele de dezechilibru și trebuie verificată stabilitatea vibrațională a mașinii.

Nealinierea ventilatorului și a motorului

Acest defect poate apărea atunci când arborii motorului și ventilatorului sunt conectați prin intermediul unei curele de transmisie sau al unui cuplaj flexibil. Nealinierea poate fi uneori identificată prin componentele caracteristice ale frecvenței vibrațiilor, de obicei prima și a doua armonică a frecvenței de rotație. În cazul unei nealinieri paralele a arborilor, vibrațiile apar în principal în direcția radială, în timp ce dacă arborii se intersectează la un unghi, vibrațiile longitudinale pot deveni dominante.
În cazul în care arborii sunt conectați în unghi și se utilizează cuplaje rigide, în mașină încep să acționeze forțe alternative, ceea ce determină o uzură crescută a arborilor și a cuplajelor. Acest efect poate fi redus semnificativ prin utilizarea cuplajelor flexibile.

Vibrațiile ventilatorului datorate excitației aerodinamice

Excitația vibrațiilor poate fi cauzată de interacțiunea roții ventilatorului cu elementele staționare ale proiectului, cum ar fi paletele de ghidare, motorul sau suporturile rulmenților, valorile incorecte ale interstițiilor sau structurile de admisie și evacuare a aerului proiectate necorespunzător. O trăsătură caracteristică a acestor surse este apariția unor vibrații periodice asociate cu frecvența de rotație a roții, pe fondul fluctuațiilor aleatorii în interacțiunea paletelor roții cu aerul. Vibrațiile pot fi observate la frecvența armonică a paletelor, care este produsul dintre frecvența de rotație a roții și numărul de palete ale roții.
Instabilitatea aerodinamică a fluxului de aer, cauzată de depărtarea acestuia de suprafața paletei și de formarea ulterioară a vortexurilor, provoacă vibrații în bandă largă, al căror spectru își schimbă forma în funcție de sarcina ventilatorului.
Zgomotul aerodinamic se caracterizează prin faptul că nu este legat de frecvența de rotație a roții și poate apărea la subarmonici ai frecvenței de rotație (adică la frecvențe sub frecvența de rotație). În acest caz, pot fi observate vibrații semnificative ale carcasei ventilatorului și ale conductelor.
În cazul în care sistemul aerodinamic al ventilatorului este prost adaptat la caracteristicile acestuia, pot apărea impacturi puternice în acesta. Aceste impacturi sunt ușor de distins după ureche și sunt transmise ca impulsuri sistemului de susținere a ventilatorului.
În cazul în care cauzele menționate mai sus conduc la vibrații ale lamei, natura acestora poate fi investigată prin instalarea de senzori în diferite părți ale structurii.

Vibrațiile ventilatorului datorate vârtejului în stratul de ulei

Vârtejurile care pot apărea în stratul de lubrifiere al rulmenților glisanți sunt observate la o frecvență caracteristică ușor inferioară frecvenței de rotație a rotorului, cu excepția cazului în care ventilatorul funcționează la o viteză care depășește prima viteză critică. În acest din urmă caz, instabilitatea penei de ulei va fi observată la prima viteză critică, iar uneori acest efect este denumit vârtej rezonant.

Surse de vibrații ale ventilatoarelor de natură electrică

Încălzirea inegală a rotorului motorului îl poate face să se îndoaie, ceea ce duce la dezechilibru (manifestat la prima armonică).
În cazul unui motor asincron, prezența unei componente la o frecvență egală cu frecvența de rotație înmulțită cu numărul de plăci ale rotorului indică defecte legate de plăcile statorului și viceversa, componente la o frecvență egală cu frecvența de rotație înmulțită cu numărul de plăci ale rotorului indică defecte legate de plăcile rotorului.
Multe componente vibratorii de natură electrică se caracterizează prin dispariția lor imediată atunci când sursa de alimentare este oprită.

Vibrații ale ventilatorului datorate excitației transmisiei prin curea

În general, există două tipuri de probleme legate de acționările cu curea: atunci când funcționarea acționării este influențată de defecte externe și atunci când defectele sunt în curea însăși.
În primul caz, deși cureaua vibrează, acest lucru se datorează forțelor de forțare din alte surse, astfel încât înlocuirea curelei nu va produce rezultatele dorite. Sursele comune ale unor astfel de forțe sunt dezechilibrul sistemului de acționare, excentricitatea scripeților, nealinierea și conexiunile mecanice slăbite. Prin urmare, înainte de schimbarea curelelor, trebuie efectuată o analiză a vibrațiilor pentru a identifica sursa de excitație.
În cazul în care centurile răspund la forțe externe, frecvența lor de vibrație va fi cel mai probabil aceeași cu frecvența de excitație. În acest caz, frecvența de excitație poate fi determinată cu ajutorul unei lămpi stroboscopice, reglând-o astfel încât cureaua să pară staționară în lumina lămpii.
În cazul unei transmisii cu mai multe curele, o tensiune inegală a curelei poate duce la o creștere semnificativă a vibrațiilor transmise.
Cazurile în care sursele de vibrații sunt curelele însele sunt legate de defectele fizice ale acestora: fisuri, puncte dure și moi, murdărie pe suprafața curelei, lipsă de material de pe suprafața acesteia etc. În cazul curelelor trapezoidale, modificarea lățimii acestora va face ca cureaua să urce și să coboare pe calea de rulare a tamburului, creând vibrații din cauza modificării tensiunii sale.
În cazul în care sursa de vibrații este chiar cureaua, frecvențele de vibrație sunt de obicei armonicele frecvenței de rotație a curelei. Într-un caz specific, frecvența de excitație va depinde de natura defectului și de numărul de polițe, inclusiv de tensoare.
În unele cazuri, amplitudinea vibrațiilor poate fi instabilă. Acest lucru este valabil în special pentru acționările cu mai multe curele.
Defectele mecanice și electrice sunt surse de vibrații, care se transformă ulterior în zgomot aerian. Zgomotul mecanic poate fi asociat cu dezechilibrul ventilatorului sau al motorului, zgomotul rulmenților, alinierea axelor, vibrațiile pereților conductelor și ale panourilor carcasei, vibrațiile lamelor amortizoarelor, vibrațiile lamelor, amortizoarelor, țevilor și suporturilor, precum și cu transmiterea vibrațiilor mecanice prin structură. Zgomotul electric este legat de diferite forme de conversie a energiei electrice: 1) forțele magnetice sunt determinate de densitatea fluxului magnetic, de numărul și forma polilor și de geometria întrefierului; 2) zgomotul electric aleatoriu este determinat de perii, arcuri, scântei electrice etc.
Zgomotul aerodinamic poate fi asociat cu formarea de vortexuri, pulsații de presiune, rezistența aerului etc. și poate avea atât caracter de bandă largă, cât și de bandă îngustă. Zgomotul de bandă largă poate fi cauzat de: a) palete, amortizoare și alte obstacole în calea fluxului de aer; b) rotația ventilatorului ca întreg, curele, fante etc.; c) schimbări bruște în direcția fluxului de aer sau în secțiunea transversală a conductei, diferențe în vitezele fluxului, separarea fluxului din cauza efectelor limită, efecte de compresie a fluxului etc. Zgomotul de bandă îngustă poate fi cauzat de: a) rezonanțe (efect de tub de orgă, vibrații ale corzilor, vibrații ale panourilor, ale elementelor structurale etc.); b) formarea de vortexuri pe margini ascuțite (excitarea coloanei de aer); c) rotații (efect de sirenă, fante, găuri, fante pe piese rotative).
Impactul creat de contactul dintre diferite elemente mecanice ale structurii produce un zgomot similar cu cel produs de o lovitură de ciocan, de un tunet, de o cutie goală care rezonează etc. Sunetele de impact pot fi auzite de la impactul dinților de angrenaj și de la clapele curelei defecte. Impulsurile de impact pot fi atât de efemere încât, pentru a distinge impulsurile de impact periodice de procesele tranzitorii, este necesar un echipament special de înregistrare de mare viteză. În zona în care apar multe impulsuri de impact, suprapunerea vârfurilor acestora creează un efect de zumzet constant.

Dependența vibrațiilor de tipul de suport al ventilatorului

Alegerea corectă a suportului ventilatorului sau a fundației este necesară pentru funcționarea sa fără probleme. Pentru a asigura alinierea componentelor rotative atunci când se instalează ventilatorul, motorul și alte dispozitive de acționare, se utilizează un cadru din oțel sau o bază din beton armat. Uneori, încercarea de a economisi la construcția suportului duce la incapacitatea de a menține alinierea necesară a componentelor mașinii. Acest lucru este inacceptabil în special atunci când vibrațiile sunt sensibile la modificările de aliniere, în special în cazul mașinilor formate din părți separate conectate prin elemente de fixare metalice.
Fundația pe care este așezată baza poate influența, de asemenea, vibrațiile ventilatorului și ale motorului. Dacă frecvența naturală a fundației este apropiată de frecvența de rotație a ventilatorului sau a motorului, fundația va rezona în timpul funcționării ventilatorului. Acest lucru poate fi detectat prin măsurarea vibrațiilor în mai multe puncte ale fundației, ale podelei înconjurătoare și ale suporturilor ventilatorului. Adesea, în condiții de rezonanță, componenta verticală a vibrației o depășește semnificativ pe cea orizontală. Vibrațiile pot fi atenuate prin rigidizarea fundației sau prin creșterea masei acesteia. Chiar dacă dezechilibrul și dezalinierea sunt eliminate, permițând reducerea forțelor de forțare, pot exista în continuare condiții preliminare semnificative de vibrații. Aceasta înseamnă că, în cazul în care ventilatorul, împreună cu suportul său, este aproape de rezonanță, obținerea unor valori acceptabile ale vibrațiilor va necesita o echilibrare mai precisă și o aliniere mai precisă a arborelui decât cele necesare în mod obișnuit pentru astfel de mașini. Această situație este nedorită și ar trebui evitată prin creșterea masei și/sau a rigidității suportului sau a blocului de beton.

Ghid de diagnosticare și monitorizare a stării vibrațiilor

Principiul principal al monitorizării stării vibrațiilor mașinilor (denumită în continuare "starea") este de a observa rezultatele măsurătorilor planificate în mod corespunzător pentru a identifica o tendință de creștere a nivelului vibrațiilor și de a o lua în considerare din perspectiva problemelor potențiale. Monitorizarea este aplicabilă în situațiile în care daunele se dezvoltă lent, iar deteriorarea stării mecanismului se manifestă prin semne fizice măsurabile.
Vibrațiile ventilatorului, care rezultă din apariția unor defecte fizice, pot fi monitorizate la anumite intervale, iar atunci când se detectează o creștere a nivelului de vibrații, frecvența de observare poate fi mărită și se poate efectua o analiză detaliată a stării. În acest caz, cauzele modificărilor vibrațiilor pot fi identificate pe baza analizei frecvenței vibrațiilor, ceea ce permite determinarea măsurilor necesare și planificarea punerii lor în aplicare cu mult timp înainte ca daunele să devină grave. De obicei, măsurile sunt considerate necesare atunci când nivelul vibrațiilor crește de 1,6 ori sau cu 4 dB în comparație cu nivelul de referință.
Programul de monitorizare a stării constă din mai multe etape, care pot fi formulate pe scurt după cum urmează:
a) identificați starea ventilatorului și determinați nivelul de bază al vibrațiilor (acesta poate diferi de nivelul obținut în timpul testelor din fabrică din cauza metodelor diferite de instalare etc.);
b) selectați punctele de măsurare a vibrațiilor;
c) determină frecvența de observare (măsurare);
d) stabilirea procedurii de înregistrare a informațiilor;
e) determinați criteriile de evaluare a stării de vibrație a ventilatorului, valorile limită pentru vibrațiile absolute și modificările vibrațiilor, rezumați experiența de exploatare a mașinilor similare.
Deoarece ventilatoarele funcționează de obicei fără probleme la viteze care nu se apropie de cele critice, nivelul vibrațiilor nu ar trebui să se modifice semnificativ în cazul unor mici modificări ale vitezei sau ale sarcinii, dar este important de reținut că, atunci când ventilatorul funcționează cu o viteză de rotație variabilă, valorile limită de vibrații stabilite se aplică vitezei maxime de rotație de funcționare. În cazul în care viteza maximă de rotație nu poate fi atinsă în limita de vibrații stabilită, acest lucru poate indica prezența unei probleme grave și necesită o investigație specială.
Unele recomandări de diagnosticare furnizate în apendicele C se bazează pe experiența de funcționare a ventilatorului și sunt destinate aplicării secvențiale atunci când se analizează cauzele creșterii vibrațiilor.
Pentru a evalua calitativ vibrațiile unui anumit ventilator și pentru a stabili liniile directoare pentru acțiunile ulterioare, se pot utiliza limitele zonelor cu condiții de vibrații stabilite de ISO 10816-1.
Se preconizează că, în cazul ventilatoarelor noi, nivelurile lor de vibrații vor fi sub valorile limită indicate în tabelul 3. Aceste valori corespund limitei zonei A a stării de vibrații în conformitate cu ISO 10816-1. Valorile recomandate pentru nivelurile de avertizare și de oprire sunt stabilite pe baza analizei informațiilor colectate cu privire la anumite tipuri de ventilatoare.
INFORMAȚII PRIVIND CONFORMITATEA
STANDARDE INTERNAȚIONALE DE REFERINȚĂ UTILIZATE CA REFERINȚE NORMATIVE ÎN PREZENTUL STANDARD
Tabelul H.1
Desemnarea standardului interstatal de referință
Desemnarea și titlul standardului internațional de referință și desemnarea condiționată a gradului său de conformitate cu standardul interstatal de referință
ISO 1940-1-2007
ISO 1940-1:1986. Vibrații. Cerințe pentru calitatea de echilibrare a rotorilor rigizi. Partea 1. Determinarea dezechilibrului admisibil (IDT)
ISO 5348-2002
ISO 5348:1999. Vibrații și șocuri. Montarea mecanică a accelerometrelor (IDT)
ISO 7919-1-2002
ISO 7919-1:1996. Vibrații ale mașinilor nereciproce. Măsurători pe arbori rotativi și criterii de evaluare. Partea 1. Orientări generale (IDT)
ISO 10816-1-97
ISO 10816-1:1995. Vibrații. Evaluarea stării mașinii prin măsurători de vibrații pe piese ne-rotative. Partea 1. Orientări generale (IDT)
ISO 10816-3-2002
ISO 10816-3:1998. Vibrații. Evaluarea stării mașinii prin măsurători de vibrații pe piese ne-rotative. Partea 3. Mașini industriale cu o putere nominală mai mare de 15 kW și viteze nominale de la 120 la 15000 rpm, măsurători in situ (IDT)
ISO 10921-90
ISO 5801:1997. Ventilatoare industriale. Testarea performanțelor folosind conducte standardizate (NEQ)
ISO 19534-74
ISO 1925:2001. Vibrații. Echilibrare. Vocabular (NEQ)
ISO 24346-80
ISO 2041:1990. Vibrații și șocuri. Vocabular (NEQ)
ISO 31322-2006 (ISO 8821:1989)
ISO 8821:1989. Vibrații. Echilibrare. Linii directoare pentru luarea în considerare a efectului de claviatură la echilibrarea arborilor și a pieselor montate (MOD)
ISO 31351-2007 (ISO 14695:2003)
ISO 14695:2003. Ventilatoare industriale. Metode de măsurare a vibrațiilor (MOD)
Notă: În acest tabel sunt utilizate următoarele denumiri condiționale ale gradului de conformitate a standardului: IDT - standarde identice;
Categorii: ExempluRotoare

0 Comentarii

Lasă un răspuns

Avatar placeholder
ro_RORomanian
ro_RORomanian en_USEnglish bg_BGBulgarian zh_CNChinese hrCroatian cs_CZCzech da_DKDanish nl_NLDutch etEstonian fiFinnish fr_FRFrench de_DEGerman elGreek hu_HUHungarian id_IDIndonesian it_ITItalian jaJapanese ko_KRKorean lvLatvian lt_LTLithuanian nb_NONorwegian pl_PLPolish pt_BRPortuguese (Brazil) pt_PTPortuguese (Portugal) ru_RURussian sk_SKSlovak sl_SISlovenian es_ESSpanish sv_SESwedish tr_TRTurkish ukUkrainian