Vyvažovanie ventilátorov – eliminácia vibrácií a predĺženie životnosti zariadenia

Predstavte si vysokorýchlostný priemyselný ventilátor, ktorý sa prudko trasie a pri každej otáčke sa uvoľňujú skrutky. Tento nočný scenár je často spôsobený miernou nevyváženosťou rotora ventilátora. Nadmerné vibrácie a hluk sú viac než len nepríjemnosti – sú varovnými signálmi problému, ktorý môže viesť k nákladným prestojom a opravám.

Vyváženie ventilátora je proces nápravy tejto nerovnováhy. Je to jeden z najvyhľadávanejších postupov pri údržbe zariadení, pretože ventilátory sú veľmi citlivé na akékoľvek nerovnomerné rozloženie hmotnosti. Aj najmenšia odchýlka môže viesť k výrazným vibráciám. K nerovnováhe dochádza, keď geometrický stred hriadeľa ventilátora nie je zarovnaný s jeho ťažiskom. Čím vyššia je rýchlosť otáčania ventilátora, tým dôležitejšie je presné vyváženie.

Napríklad nevyváženosť len 20 gramov na okraji veľkého rotora ventilátora otáčajúceho sa rýchlosťou 3 000 ot./min. môže vygenerovať odstredivú silu približne 900 N – zhruba ako 90 kg závažie narážajúce na ložiská 50-krát za sekundu. Nie je prekvapením, že ak sa takáto nevyváženosť neopraví, rýchlo spôsobí poškodenie.

Čo spôsobuje nevyváženosť ventilátora?

Medzi najčastejšie príčiny nerovnováhy ventilátorov patria:

• Abrazívne opotrebovanie lopatiek ventilátora
• Hromadenie nečistôt na lopatkách ventilátora
• Uvoľnená montáž alebo nesprávne zarovnanie obežného kolesa na náboji
• Kolísanie teploty v telese ventilátora alebo hriadeli
• Strata vyvažovacej hmotnosti (predtým pridanej)
• Deformácia čepele (ohnutie alebo poškodenie)

Prečo je vyváženie ventilátorov dôležité?

Prevádzka nevyváženého ventilátora vedie k vibráciám, ktoré sú nebezpečné pre celú konštrukciu. Nadmerné vibrácie vedú k zvýšenej spotrebe energie, zrýchlenému opotrebovaniu a často aj k predčasnému zlyhaniu ložísk (buď na hriadeli, alebo v nosných konštrukciách). Môže dokonca spôsobiť neplánované prestoje v dôsledku porúch.

Na druhej strane, dobre vyvážený ventilátor bude:

• Pracujte efektívnejšie (menej plytvania energiou)
• Menšie zaťaženie jeho komponentov
• Predĺžte životnosť ložísk a iných dielov
• Pracujte tichšie

Stručne povedané, či už inštalujete nový ventilátor alebo servisujete existujúci, nikdy by ste nemali počas údržby vynechať krok vyváženia.

Dôležité: Hoci je nevyváženosť najčastejšou príčinou vysokých vibrácií ventilátorov, nie je to jediná príčina. Vibrácie môžu spôsobovať aj štrukturálne problémy, nadmerné vôle, problémy s remeňovými pohonmi, nesprávne zarovnanie, praskliny v rotore alebo chybné ložiská. Predtým, ako sa bude predpokladať, že vyváženie problém vyrieši, je nevyhnutné, aby skúsený špecialista na vibračnú diagnostiku určil hlavnú príčinu akýchkoľvek zvýšených vibrácií.

Komentár špecialistu

Ako ukazujú skúsenosti, ľudia často vyhľadávajú vyvažovacie služby vždy, keď dôjde k zvýšeniu vibrácií. Vyvažovanie je však v skutočnosti posledným krokom k zníženiu vibrácií. Predtým, ako sa k tomuto kroku pristúpi, je potrebné dôkladné diagnostika vibrácií Musí sa vykonať kontrola stavu zariadenia. Akékoľvek nedostatky – ako sú chyby v spojkách, nedostatočné zarovnanie hriadeľov alebo nedostatočná tuhosť nosnej konštrukcie – by sa mali identifikovať a opraviť najskôr. Až potom by ste mali pokračovať vo fáze vyvažovania, ak je to stále potrebné.

Napríklad, nedávny klient požiadal o vyváženie ventilátora pre sušičku. Naše merania vibrácií (konkrétne spektrum rýchlosti vibrácií) naznačili prítomnosť mechanickej vôle. Pri kontrole sme zistili poškodenie v mieste, kde bola nosná konštrukcia ventilátora pripevnená k základu. Po opätovnom upevnení podpier a opätovnej diagnostike sme zistili, že zvyšková nevyváženosť je v rámci prijateľných limitov. V tomto prípade už vyváženie nebolo potrebné. Problémy, ako sú uvoľnené základy alebo nesprávne zarovnanie, zabránia úspešnému vyváženiu. Pamätajte, že vyvažovanie by sa malo vykonávať iba na stroji, ktorý je inak v dobrom mechanickom stave.

Ako sa vykonáva vyvažovanie ventilátorov

Naši špecialisti zvyčajne vykonávajú vyvažovanie ventilátorov (buď vyváženie obežného kolesa, alebo celého kolesa ventilátora) na mieste s použitím vlastných ložísk ventilátora. Tento prístup na mieste umožňuje maximálnu presnosť a rýchlosť bez nutnosti demontáže, čím sa predchádza zbytočnému zasahovaniu do konštrukcie zariadenia.

Pri každej vyvažovacej práci sa snažíme o čo najnižšiu zostatkovú nevyváženosť a dodržiavame štandardy kvality vyváženia... ISO 1940-1-2007 pre príslušnú triedu zariadení. Na dosiahnutie tohto cieľa používame prenosné zariadenie na dynamické vyvažovanie – analyzátor vibrácií Balanset-1A.

Príslušné kroky:

Proces vyvažovania pozostáva z niekoľkých fáz. Počet použitých snímačov a ich umiestnenie môže špecifikovať výrobca ventilátora. Všeobecné pokyny odporúčajú umiestniť snímače na ložiská hriadeľa ventilátora a na kryt. Ak to nie je možné z dôvodu konštrukčných obmedzení, mali by sa snímače namontovať na miestach, ktoré sú čo najpriamejšie spojené s ložiskami.

1. Nainštalujte snímače vibrácií kolmo na os otáčania rotora.

   

2. Namontujte tachometer na magnetický stojan.

   

3. Na remenicu nalepte reflexnú pásku a nasmerujte snímač otáčok na pásku.
4. Pripojte vibračné senzory k vyvažovaciemu zariadeniu a pripojte zariadenie k notebooku.

   

5. Spustite vyvažovací softvér na notebooku.
6. Vyberte režim vyvažovania v dvoch rovinách.

   

7. Zadajte identifikáciu rotora (názov alebo číslo) a jeho umiestnenie.
8. Odvážte testovacie závažie a zadajte jeho hodnotu a polomer, v ktorom bude nainštalované.

   

9. Spustite ventilátor (rotor) a zmerajte počiatočnú úroveň vibrácií (základnú hodnotu).

   

10. Nainštalujte testovacie závažie do prvej korekčnej roviny na rotore ventilátora.
11. Znova spustite ventilátor a vykonajte druhé meranie vibrácií.
12. Overte, či sa amplitúda alebo fáza vibrácií zmenila aspoň o 20% (čo naznačuje, že testovacie závažie malo merateľný vplyv).
13. Odstráňte testovacie závažie z prvej roviny a nainštalujte ho na druhú rovinu rotora.
14. Znova spustite ventilátor a vykonajte tretie meranie vibrácií.
15. Softvér potom vypočíta požadované korekčné závažia a uhly, pod ktorými ich umiestniť v prvej a druhej rovine.

    

16. Odstráňte skúšobné závažie z rotora.
17. Pripravte si permanentné korekčné závažie so špecifikovanou hmotnosťou (podľa výpočtu).
18. Pripevnite alebo privarte korekčné závažie (závažia) na rotor v uvedených miestach.

    

19. Znovu spustite ventilátor a overte, či bolo vyváženie úspešné (úroveň vibrácií je teraz v rámci prijateľných limitov).
20. Ak softvér navrhne ďalšie menšie úpravy, pridajte dodatočnú hmotnosť podľa odporúčania a znova skontrolujte váhu, kým sa vibrácie minimalizujú.

Dodržiavaním tohto postupu zabezpečujeme vysokú úroveň presnosti pri vyvážení ventilátorov, čo prispieva k dlhodobej účinnosti a spoľahlivosti vášho priemyselného zariadenia.

Záver

Správne vyváženie ventilátora eliminuje jeden z hlavných zdrojov vibrácií strojov. Výsledkom je plynulejšia a spoľahlivejšia prevádzka vášho zariadenia. Zanedbanie tohto kroku môže viesť k nákladným poruchám, zatiaľ čo pravidelné vyváženie (po odstránení akýchkoľvek základných mechanických problémov) vám z dlhodobého hľadiska ušetrí čas a peniaze. Nečakajte aby sa ventilátor sám od seba rozvibroval – zaraďte vyvažovanie do bežnej súčasti vášho programu údržby, aby ste chránili svoje stroje a udržali ich v optimálnej prevádzke.

Často kladené otázky

Čo spôsobuje nerovnováhu ventilátora?

Nevyváženosť ventilátora je zvyčajne spôsobená nerovnomerným rozložením hmotnosti v rotujúcich častiach. Medzi bežné príčiny patrí abrazívne opotrebenie lopatiek ventilátora, hromadenie nečistôt na lopatkách, uvoľnené alebo nesprávne zarovnané obežné kolesá, kolísanie teploty, ktoré spôsobuje rozťahovanie alebo sťahovanie materiálu, strata predtým nainštalovaných vyvažovacích závaží alebo fyzická deformácia lopatiek.

Prečo je dôležité vyvažovanie ventilátorov?

Nevyvážený ventilátor vytvára nadmerné vibrácie, ktoré môžu poškodiť ventilátor a pripojené zariadenia. Vyváženie ventilátora tieto vibrácie znižuje, čím sa predchádza plytvaniu energiou a minimalizuje sa namáhanie ložísk a iných komponentov. Správne vyvážený ventilátor tiež pracuje tichšie a efektívnejšie, čím sa predlžuje životnosť zariadenia.

Ako vyvážiť ventilátor?

Vyvažovanie ventilátora sa vykonáva pridaním alebo odobratím závažia na rotore ventilátora (obežnom kolese), aby sa korigovala akákoľvek hmotnostná nerovnováha. Všeobecný proces zahŕňa meranie vibrácií ventilátora, určenie miesta, kde sa nerovnováha nachádza, a následné pripevnenie malých korekčných závaží na špecifické miesta na rotore, aby sa jej vyrovnalo. Moderné prenosné vyvažovače používajú senzory a softvér na vedenie tohto procesu a výpočet presnej hmotnosti a potrebného umiestnenia. (Podrobnosti nájdete v podrobnom postupe vyššie.)

Kedy by mal byť priemyselný ventilátor vyvážený?

Priemyselný ventilátor by sa mal vyvážiť vždy, keď spozorujete nadmerné vibrácie alebo po akejkoľvek oprave/údržbe, ktorá by mohla narušiť jeho vyváženosť (napríklad výmena alebo zváranie lopatiek ventilátora). Nové ventilátory sú zvyčajne dobre vyvážené výrobcom, ale časom môže opotrebovanie a nahromadenie materiálu spôsobiť nerovnováhu. Je vhodné pravidelne kontrolovať úroveň vibrácií ako súčasť údržby a vyvažovať, ak tieto úrovne prekročia odporúčané limity.

Dá sa vyvážiť ventilátor na mieste?

Áno. Vyvažovanie ventilátorov sa často dá vykonať na mieste (in situ) pomocou prenosného vyvažovacieho zariadenia. Vyvažovanie na mieste, podobne ako vyššie opísaná služba, využíva vlastné ložiská ventilátora a nevyžaduje si demontáž stroja. To šetrí čas a zabezpečuje vyváženie ventilátora za bežných prevádzkových podmienok.