Izravnava ventilatorja

Objavil/a: Nikolai Shelkovenko o

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

€1,751.00

Balanset-1A je opremljen z dvema kanaloma in je zasnovan za dinamično uravnoteženje v dveh ravninah. Zaradi tega je primeren za široko paleto aplikacij, vključno z drobilniki, ventilatorji, mulčerji, svedri na kombajnih, gredmi, centrifugami, turbinami in številnimi drugimi. Njegova vsestranskost Preberi več...

SKU: BS-1
Kategorija:

Izravnava ventilatorja

(Podatki so uporabljeni iz standarda ISO 31350-2007 VIBRACIJE. INDUSTRIJSKI VENTILATORJI. ZAHTEVE ZA PROIZVEDENE VIBRACIJE IN KAKOVOST URAVNOTEŽENJA)

Vibracije, ki jih povzroča ventilator, so ena od njegovih najpomembnejših tehničnih značilnosti. Kaže na kakovost zasnove in izdelave izdelka. Povečane vibracije lahko kažejo na nepravilno namestitev ventilatorja, poslabšanje njegovega tehničnega stanja itd. Zato se vibracije ventilatorjev običajno merijo med prevzemnimi preskusi, med namestitvijo pred zagonom in pri izvajanju programa spremljanja stanja stroja. Podatki o vibracijah ventilatorja se uporabljajo tudi pri načrtovanju njegovih podpornih in povezanih sistemov (kanalov). Meritve vibracij se običajno izvajajo pri odprtih sesalnih in izpustnih vratih, vendar je treba opozoriti, da se lahko vibracije ventilatorja znatno razlikujejo zaradi sprememb aerodinamike zračnega toka, hitrosti vrtenja in drugih značilnosti.
ISO 10816-1-97, ISO 10816-3-2002 in ISO 31351-2007 določajo merilne metode in lokacije senzorjev vibracij. Če se meritve vibracij izvajajo za oceno njihovega vpliva na kanal ali podnožje ventilatorja, se ustrezno izberejo merilna mesta.
Meritve vibracij ventilatorjev so lahko drage in včasih stroški meritev znatno presegajo stroške izdelave samega izdelka. Zato je treba kakršne koli omejitve vrednosti posameznih diskretnih komponent vibracij ali parametrov vibracij v frekvenčnih pasovih uvesti le, če preseganje teh vrednosti kaže na nepravilno delovanje ventilatorja. Omejiti je treba tudi število točk merjenja vibracij glede na predvideno uporabo rezultatov meritev. Običajno za oceno vibracijskega stanja ventilatorja zadostuje merjenje vibracij na podporah ventilatorja.
Podstavek je tisto, na kar je ventilator nameščen in kar zagotavlja potrebno podporo ventilatorju. Masa in togost podlage sta izbrani tako, da preprečujeta ojačanje vibracij, ki se prenašajo prek nje.
Podpori sta dveh vrst:
  • skladna podpora: Ventilatorski podporni sistem je zasnovan tako, da je prva lastna frekvenca podpore bistveno nižja od delovne frekvence vrtenja ventilatorja. Pri določanju stopnje skladnosti podpore je treba upoštevati elastične vložke med ventilatorjem in podporno konstrukcijo. Skladnost podpore se zagotovi tako, da se ventilator obesi na vzmeti ali da se podpora postavi na elastične elemente (vzmeti, gumijaste izolatorje itd.). Lastna frekvenca sistema vzmetenja - ventilatorja je običajno manjša od 25% frekvence, ki ustreza najmanjši hitrosti vrtenja preskušanega ventilatorja.
  • trdna podpora: Ventilatorski podporni sistem je zasnovan tako, da je prva lastna frekvenca podpore bistveno višja od delovne vrtilne frekvence. Togost podlage ventilatorja je relativna. Upoštevati jo je treba v primerjavi s togostjo ležajev stroja. Razmerje med vibracijami ohišja ležaja in vibracijami podlage označuje vpliv podajnosti podlage. Podnožje se lahko šteje za togo in dovolj masivno, če je amplituda vibracij podnožja (v katero koli smer) v bližini nog ali podpornega okvirja stroja manjša od 25% največjega rezultata meritev vibracij, dobljenega na najbližji podpori ležaja (v katero koli smer).
Ker se lahko masa in togost začasne podlage, na katero je ventilator nameščen med tovarniškim preskušanjem, bistveno razlikujeta od pogojev namestitve na kraju delovanja, se mejne vrednosti za tovarniške pogoje uporabljajo za ozkopasovne vibracije v območju vrtilne frekvence, pri preskušanju ventilatorja na kraju delovanja pa za širokopasovne vibracije, ki določajo splošno vibracijsko stanje stroja. Mesto delovanja je končno mesto vgradnje ventilatorja, za katerega so določeni pogoji delovanja.
Kategorije ventilatorjev (BV-kategorije)
Ventilatorji so razvrščeni v kategorije na podlagi značilnosti predvidene uporabe, razredov natančnosti uravnoteženja in priporočenih mejnih vrednosti parametrov vibracij. Zasnova in namen ventilatorja sta merili, ki omogočata razvrstitev številnih vrst ventilatorjev glede na sprejemljive vrednosti neuravnoteženosti in ravni vibracij (kategorije BV).
V preglednici 1 so predstavljene kategorije, v katere je mogoče razvrstiti ventilatorje glede na pogoje uporabe, ob upoštevanju dovoljenih vrednosti neravnovesja in ravni vibracij. Kategorijo ventilatorja določi proizvajalec.

Tabela 1 - Kategorije ventilatorjev

Pogoji za uporabo Primeri Poraba energije, kW Kategorija BV
Stanovanjski in pisarniški prostori Stropni in podstrešni ventilatorji, okenske klimatske naprave ≤ 0.15 BV-1
> 0.15 BV-2
Stavbe in kmetijski prostori Ventilatorji za prezračevalne in klimatizacijske sisteme; ventilatorji v serijski opremi ≤ 3.7 BV-2
> 3.7 BV-3
Industrijski procesi in proizvodnja električne energije Ventilatorji v zaprtih prostorih, rudnikih, transporterjih, kotlih, vetrnih predorih, sistemih za čiščenje plinov ≤ 300 BV-3
> 300 glej ISO 10816-3
Prevoz, vključno s pomorskimi plovili Ljubitelji lokomotiv, tovornjakov in avtomobilov ≤ 15 BV-3
> 15 BV-4
Predori Ventilatorji za prezračevanje podzemnih železnic, predorov in garaž ≤ 75 BV-3
> 75 BV-4
Vse BV-4
Petrokemična proizvodnja Ventilatorji za odstranjevanje nevarnih plinov in v drugih tehnoloških procesih ≤ 37 BV-3
> 37 BV-4
Proizvodnja računalniških čipov Ventilatorji za ustvarjanje čistih prostorov Vse BV-5
Opombe
1 Ta standard obravnava samo ventilatorje z močjo, manjšo od 300 kW. Ocena vibracij ventilatorjev z večjo močjo je v skladu s standardom ISO 10816-3. Vendar imajo lahko standardni serijski elektromotorji nazivno moč do 355 kW. Ventilatorji s takimi elektromotorji morajo biti sprejeti v skladu s tem standardom.
2 Preglednica 1 ne velja za lahke aksialne ventilatorje velikega premera (običajno od 2800 do 12500 mm) z nizko hitrostjo, ki se uporabljajo v toplotnih izmenjevalnikih, hladilnih stolpih itd. Razred točnosti uravnoteženja za take ventilatorje mora biti G16, kategorija ventilatorja pa BV-3.
Pri nakupu posameznih elementov rotorja (kolesa ali lopatice) za naknadno vgradnjo v ventilator je treba upoštevati razred točnosti uravnoteženja teh elementov (glej preglednico 2), pri nakupu celotnega ventilatorja pa je treba upoštevati tudi rezultate tovarniških testov vibracij (preglednica 4) in vibracij na kraju samem (preglednica 5). Običajno so te značilnosti dogovorjene, zato se lahko izbira ventilatorja opravi na podlagi njegove BV-kategorije.
Kategorija iz preglednice 1 je značilna za običajno uporabo ventilatorjev, vendar lahko stranka v utemeljenih primerih zahteva ventilator druge kategorije BV. V pogodbi o dobavi opreme je priporočljivo navesti kategorijo BV ventilatorja, razred natančnosti uravnoteženja in sprejemljive ravni vibracij.
Stranka in proizvajalec lahko skleneta ločen sporazum o pogojih namestitve ventilatorja, tako da se pri tovarniškem preskušanju sestavljenega ventilatorja upoštevajo načrtovani pogoji namestitve na kraju uporabe. Če takega dogovora ni, za tovarniške preskuse ni omejitev glede vrste podlage (toga ali prilagodljiva).

Izravnava ventilatorja

Splošne določbe
Proizvajalec ventilatorjev je odgovoren za uravnoteženje ventilatorjev v skladu z ustreznim regulativnim dokumentom. Ta standard temelji na zahtevah standarda ISO 1940-1. Izravnava se običajno izvaja na zelo občutljivih, posebej zasnovanih izravnalnih strojih, ki omogočajo natančno oceno preostalega neravnovesja.
Razredi natančnosti uravnoteženja ventilatorjev
Razredi točnosti uravnoteženja za kolesa ventilatorjev se uporabljajo v skladu s preglednico 2. Proizvajalec ventilatorja lahko izvede uravnoteženje za več elementov v sestavi, ki lahko poleg kolesa vključujejo tudi gred, sklopko, jermenico itd. Poleg tega je lahko potrebno uravnoteženje tudi za posamezne elemente sklopa.

Tabela 2 - Razredi natančnosti uravnoteženja

Kategorija ventilatorjev
Razred natančnosti uravnoteženja rotorja (kolesa)
BV-1
G16
BV-2
G16
BV-3
G6.3
BV-4
G2.5
BV-5
G1.0
Opomba: Ventilatorji kategorije BV-1 lahko vključujejo ventilatorje majhnih dimenzij, ki tehtajo manj kot 224 g in pri katerih je težko ohraniti določeno natančnost uravnoteženja. V tem primeru je treba s proizvodno tehnologijo zagotoviti enakomerno porazdelitev mase glede na os vrtenja ventilatorja.

Merjenje vibracij ventilatorja

Zahteve za merjenje
Splošne določbe
Slike 1 do 4 prikazujejo nekaj možnih merilnih točk in smeri na vsakem ležaju ventilatorja. Vrednosti v preglednici 4 se nanašajo na meritve v smeri pravokotno na os vrtenja. Število in lokacijo merilnih točk za tovarniške preskuse in meritve na kraju samem določi proizvajalec po lastni presoji ali v dogovoru s stranko. Priporočljivo je meriti na ležajih gredi kolesa ventilatorja (rotorja). Če to ni mogoče, je treba senzor namestiti na mesto, kjer je zagotovljena najkrajša mehanska povezava med njim in ležajem. Senzorja ne smete namestiti na nepodprte plošče, ohišje ventilatorja, elemente ohišja ali druga mesta, ki niso neposredno povezana z ležajem (takšni rezultati meritev se lahko uporabijo, vendar ne za oceno vibracijskega stanja ventilatorja, temveč za pridobitev informacij o vibracijah, ki se prenašajo na kanal ali podlago - glej ISO 31351 in ISO 5348.
Slika 1. Lokacija trikoordinatnega senzorja za vodoravno nameščen aksialni ventilator
Slika 2. Lokacija trikoordinatnega senzorja za radialni ventilator z enim sesanjem
Slika 3. Lokacija trikoordinatnega senzorja za radialni ventilator z dvojnim sesanjem
Slika 4. Lokacija trikoordinatnega senzorja za vertikalno nameščen aksialni ventilator
Meritve v vodoravni smeri je treba izvajati pod pravim kotom na os gredi. Meritve v navpični smeri je treba opraviti pod pravim kotom na vodoravno smer meritev in pravokotno na gred ventilatorja. Meritve v vzdolžni smeri je treba izvajati vzporedno z osjo gredi.
Meritve z inercijskimi senzorji
Vse vrednosti vibracij, navedene v tem standardu, se nanašajo na meritve, opravljene z inercijskimi senzorji, katerih signal reproducira gibanje ohišja ležaja.
Uporabljeni senzorji so lahko merilniki pospeška ali hitrosti. Posebno pozornost je treba nameniti pravilni pritrditvi senzorjev: brez vrzeli na podporni površini, brez nihanj in resonanc. Velikost in masa senzorjev ter pritrdilnega sistema ne smeta biti preveliki, da se preprečijo znatne spremembe izmerjenih vibracij. Skupna napaka, ki jo povzročita način pritrditve senzorjev in umerjanje merilnega sistema, ne sme presegati +/- 10% izmerjene vrednosti.
Meritve z brezkontaktnimi senzorji
V dogovoru med uporabnikom in proizvajalcem se lahko določijo zahteve za največji dovoljeni pomik gredi (glej ISO 7919-1) v drsnih ležajih. Ustrezne meritve se lahko izvedejo z brezkontaktnimi senzorji.
V tem primeru merilni sistem določi premik površine gredi glede na ohišje ležaja. Očitno je, da dovoljena amplituda pomikov ne sme presegati vrednosti zračnosti ležaja. Vrednost zračnosti je odvisna od velikosti in vrste ležaja, obremenitve (radialna ali aksialna) in smeri merjenja (nekatere konstrukcije ležajev imajo eliptično luknjo, za katero je zračnost v vodoravni smeri večja kot v navpični smeri). Zaradi različnih dejavnikov, ki jih je treba upoštevati, ni mogoče določiti enotnih mejnih vrednosti pomika gredi, vendar so nekatera priporočila predstavljena v preglednici 3. Vrednosti, navedene v tej tabeli, predstavljajo odstotek skupne vrednosti radialne zračnosti v ležaju v vsaki smeri.
Tabela 3 - Največji relativni pomik gredi v ležaju
Vibracijsko stanje ventilatorja Največji priporočeni pomik, odstotek vrednosti zračnega prostora (vzdolž katere koli osi)
Uvedba v obratovanje/zahteven položaj Manj kot 25%
Opozorilo +50%
Izklop +70%
1) Vrednosti radialne in aksialne zračnosti za določen ležaj je treba pridobiti od njegovega dobavitelja.
Navedene vrednosti upoštevajo "lažne" premike površine gredi. Ti "lažni" premiki se pojavijo v rezultatih meritev, ker poleg vibracij gredi na te rezultate vplivajo tudi mehanski pogreški, če je gred upognjena ali ima obliko, ki ni okrogla. Pri uporabi brezkontaktnega senzorja bodo rezultati meritev vključevali tudi električne pogreške, ki jih določajo magnetne in električne lastnosti materiala gredi na merilni točki. Menimo, da med zagonom in poznejšim normalnim delovanjem ventilatorja območje vsote mehanskih in električnih pogreškov na merilni točki ne sme presegati večje od dveh vrednosti: 0,0125 mm ali 25% izmerjene vrednosti pomika. Ukloni se določijo s počasnim vrtenjem gredi (s hitrostjo od 25 do 400 vrtljajev na minuto), ko je vpliv sil, ki jih povzroča neuravnoteženost rotorja, zanemarljiv. Da bi dosegli določeno toleranco uklona, je lahko potrebna dodatna strojna obdelava gredi. Brezkontaktne senzorje je treba, če je mogoče, namestiti neposredno na ohišje ležaja.
Navedene mejne vrednosti veljajo samo za ventilator, ki deluje v nazivnem načinu. Če konstrukcija ventilatorja omogoča delovanje s spremenljivo hitrostjo vrtenja, so zaradi neizogibnega vpliva resonanc pri drugih hitrostih možne višje ravni vibracij.
Če zasnova ventilatorja omogoča spreminjanje položaja lopatic glede na zračni tok na vstopni odprtini, je treba navedene vrednosti uporabiti za pogoje s popolnoma odprtimi lopaticami. Opozoriti je treba, da lahko zastoj zračnega toka, še posebej opazen pri velikih kotih lopatic glede na vstopni zračni tok, privede do povečanih ravni vibracij.

Sistem za podporo ventilatorjem

Vibracijsko stanje ventilatorjev po vgradnji se določi ob upoštevanju togosti podpore. Podpora se šteje za togo, če prva lastna frekvenca sistema "ventilator - podpora" presega hitrost vrtenja. Običajno se lahko podpora, kadar je nameščena na velike betonske temelje, šteje za togo, kadar pa je nameščena na vibracijske izolatorje, pa za togo. Jekleni okvir, ki se pogosto uporablja za montažo ventilatorjev, lahko spada v eno od obeh vrst podpor. V primeru dvoma o vrsti podpore ventilatorja se lahko izvedejo izračuni ali preskusi za določitev prve lastne frekvence sistema. V nekaterih primerih je treba podporo ventilatorja obravnavati kot togo v eni smeri in podajno v drugi.

Meje dovoljenih vibracij ventilatorja med tovarniškimi preskusi

Mejne ravni vibracij iz preglednice 4 veljajo za sestavljene ventilatorje. Nanašajo se na ozkopasovne meritve hitrosti vibracij na podporah ležajev za frekvenco vrtenja, ki je bila uporabljena med tovarniškimi preskusi.
Tabela 4 - Mejne vrednosti vibracij med tovarniškimi preskusi
Kategorija ventilatorjev Mejna efektivna hitrost vibracij, mm/s
Trdna podpora Skladna podpora
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
Opombe
1 Pravila za pretvorbo enot hitrosti vibracij v enote premikov ali pospeškov za ozkopasovne vibracije so določena v Dodatku A.
2 Vrednosti v tej tabeli veljajo za nazivno obremenitev in nazivno frekvenco vrtenja ventilatorja, ki deluje v načinu z odprtimi vstopnimi vodilnimi lopaticami. O mejnih vrednostih za druge pogoje obremenitve se morata dogovoriti proizvajalec in stranka, vendar je priporočljivo, da ne presegajo tabelaričnih vrednosti za več kot 1,6-krat.

Meje dovoljenih vibracij ventilatorja med preskušanjem na kraju samem

Vibracije katerega koli ventilatorja na delovnem mestu niso odvisne le od kakovosti njegovega uravnoteženja. Vpliv imajo tudi dejavniki, povezani z namestitvijo, kot sta masa in togost podpornega sistema. Zato proizvajalec ventilatorja ni odgovoren za raven vibracij ventilatorja na mestu delovanja, razen če je to določeno v pogodbi.
V preglednici 5 so navedene priporočene mejne vrednosti (v enotah hitrosti vibracij za širokopasovne vibracije na ohišjih ležajev) za normalno delovanje ventilatorjev različnih kategorij.

Preglednica 5 - Mejne vrednosti vibracij na delovnem mestu

Vibracijsko stanje ventilatorja Kategorija ventilatorjev Mejna efektivna hitrost vibracij, mm/s
Trdna podpora Skladna podpora
Oddaja v uporabo 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
Opozorilo 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
Izklop 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) Stopnja izklopa za ventilatorje kategorij BV-1 in BV-2 se določi na podlagi dolgoročne analize rezultatov meritev vibracij.
Vibracije novih ventilatorjev, ki so dani v obratovanje, ne smejo presegati ravni "zagona". Med delovanjem ventilatorja se pričakuje, da se bo raven vibracij povečala zaradi procesov obrabe in kumulativnega učinka vplivnih dejavnikov. Takšno povečanje vibracij je na splošno naravno in ne bi smelo vzbujati skrbi, dokler ne doseže stopnje "opozorilo".
Ko se doseže "opozorilna" raven vibracij, je treba raziskati vzroke za povečane vibracije in določiti ukrepe za njihovo zmanjšanje. Delovanje ventilatorja v tem stanju je treba stalno spremljati in omejiti na čas, ki je potreben za določitev ukrepov za odpravo vzrokov povečanih vibracij.
Če raven vibracij doseže raven "zaustavitve", je treba takoj sprejeti ukrepe za odpravo vzrokov povečanih vibracij, sicer je treba ventilator ustaviti. Odlašanje z znižanjem ravni vibracij na sprejemljivo raven lahko privede do poškodb ležajev, razpok v rotorju in na varilnih mestih ohišja ventilatorja, kar na koncu privede do uničenja ventilatorja.
Pri ocenjevanju vibracijskega stanja ventilatorja je treba spremljati spremembe ravni vibracij skozi čas. Nenadna sprememba ravni vibracij kaže na potrebo po takojšnjem pregledu ventilatorja in vzdrževalnih ukrepih. Pri spremljanju sprememb vibracij se ne smejo upoštevati prehodni procesi, ki so posledica na primer zamenjave maziva ali postopkov vzdrževanja.

Vpliv postopka skupščine

Ventilatorji imajo poleg koles tudi druge vrteče se elemente, ki lahko vplivajo na raven vibracij ventilatorja: pogonske jermenice, jermeni, sklopke, rotorji motorjev ali druge pogonske naprave. Če pogoji naročila zahtevajo dobavo ventilatorja brez pogonske naprave, je lahko za proizvajalca nepraktično, da izvede montažne preskuse za določitev ravni vibracij. V takem primeru, tudi če je proizvajalec uravnotežil kolo ventilatorja, ni gotovosti, da bo ventilator deloval nemoteno, dokler gred ventilatorja ni priključena na pogon in se med zagonom celotna naprava ne preizkusi glede vibracij.
Običajno je po montaži potrebno dodatno uravnoteženje, da se raven vibracij zmanjša na sprejemljivo raven. Za vse nove ventilatorje kategorij BV-3, BV-4 in BV-5 je priporočljivo izmeriti vibracije za sestavljen stroj pred začetkom obratovanja. S tem boste določili osnovno raven in začrtali nadaljnje vzdrževalne ukrepe.
Proizvajalci ventilatorjev niso odgovorni za vpliv pogonskih delov, nameščenih po tovarniškem testiranju, na vibracije.

Orodja za merjenje vibracij in kalibracijo

Merilna orodja
Uporabljena merilna orodja in stroji za uravnoteženje morajo biti preverjeni in izpolnjevati zahteve naloge. Časovni razmik med preverjanji je določen s priporočili proizvajalca za merilna (preskusna) orodja. Stanje merilnih orodij mora zagotavljati njihovo normalno delovanje v celotnem obdobju preskušanja.
Osebje, ki dela z merilnimi orodji, mora imeti dovolj znanja in izkušenj, da lahko odkrije morebitne okvare in poslabšanje kakovosti merilnih orodij.
Kalibracija
Vsa merilna orodja morajo biti umerjena v skladu s standardi. Zahtevnost postopka umerjanja se lahko razlikuje od preprostega fizičnega pregleda do umerjanja celotnega sistema. Za umerjanje merilnih orodij se lahko uporabijo tudi korekcijske mase, ki se uporabljajo za določanje preostalega neravnovesja v skladu s standardom ISO 1940-1.

Dokumentacija

Uravnoteženje
Na zahtevo, če je to predvideno v pogodbenih pogojih, lahko stranki zagotovimo poročilo o preskusu uravnoteženja ventilatorja, ki naj vsebuje naslednje informacije:
- Ime proizvajalca stroja za uravnoteženje, številka modela;
- Vrsta namestitve rotorja: med nosilci ali konzolno;
- Metoda uravnoteženja: statična ali dinamična;
- Masa vrtečih se delov sklopa rotorja;
- Preostalo neravnovesje v vsaki ravnini korekcije;
- Dovoljena preostala neuravnoteženost v vsaki ravnini korekcije;
- Razred natančnosti uravnoteženja;
- Merila za sprejem: sprejeto/odklonjeno;
- potrdilo o uravnoteženju (po potrebi).
Vibracije
Na zahtevo, če je to predvideno v pogodbi, lahko stranki zagotovimo poročilo o preskusu vibracij ventilatorja, ki naj vsebuje naslednje informacije:
- Uporabljena orodja za merjenje;
- Način pritrditve senzorja vibracij;
- Delovni parametri ventilatorja (pretok zraka, tlak, moč);
- Frekvenca vrtenja ventilatorja;
- Vrsta podpore: toga ali skladna;
- Izmerjene vibracije:
1) Položaji senzorjev vibracij in merilne osi,
2) Merilne enote in referenčne ravni vibracij,
3) Merilno frekvenčno območje (ozek ali širok frekvenčni pas);
- Dovoljene ravni vibracij;
- Izmerjena raven(-e) vibracij;
- Merila za sprejem: sprejeto/odklonjeno;
- potrdilo o ravni vibracij (če je potrebno).

NAČINI URAVNOTEŽENJA VENTILATORJEV NA BALANSIRNEM STROJU

B.1. Ventilator z neposrednim pogonom
B.1.1. Splošne določbe
Kolo ventilatorja, ki je med sestavljanjem nameščeno neposredno na gred motorja, je treba uravnotežiti v skladu z enakim pravilom za upoštevanje učinka ključavnice kot gred motorja.
Motorje iz prejšnjih let proizvodnje je bilo mogoče uravnotežiti s polnim utorom. Trenutno se motorne gredi uravnotežijo s polovično ključavnico, kot je predpisano v standardu ISO 31322, in so označene s črko H (glej ISO 31322).
B.1.2. Motorji, uravnoteženi s polno ključno potjo
Ventilatorsko kolo, ki je nameščeno na gredi motorja in uravnoteženo s polnim ključem, je treba uravnotežiti brez ključa na koničastem trnu.
B.1.3. Motorji, uravnoteženi s polovičnim ključem
Za kolo ventilatorja, nameščeno na gredi motorja, ki je uravnoteženo s polovično ključavnico, so možne naslednje možnosti:
a) če ima kolo jekleno pesto, po uravnoteženju vanj izrežite utor;
b) ravnotežje na stožčastem stojalu s polključkom, vstavljenim v utor;
c) uravnotežite na gonilki z enim ali več utori (glejte B.3) in uporabite polne ključe.
B.2. Ventilatorji, ki jih poganja druga gred
Če je mogoče, morajo biti vsi vrteči se elementi, vključno z gredjo ventilatorja in jermenico, uravnoteženi kot ena enota. Če to ni izvedljivo, je treba izravnavo opraviti na trnu (glejte B.3) z uporabo istega pravila za upoštevanje ključavnic kot za gred.
B.3. Arbor
Orodje, na katerega je med uravnoteženjem nameščeno kolo ventilatorja, mora izpolnjevati naslednje zahteve:
a) biti čim lažji;
b) biti v uravnoteženem stanju, ki se zagotavlja z ustreznim vzdrževanjem in rednimi pregledi;
c) po možnosti so koničasti, da se zmanjšajo napake, povezane z ekscentričnostjo, ki so posledica toleranc dimenzij luknje pesta in trna. Če je trn stožčast, je treba pri izračunih neuravnoteženosti upoštevati pravi položaj korekcijskih ravnin glede na ležaje.
Če je treba uporabiti valjasto vpenjalko, je treba vanjo vrezati utor, v katerega se vstavi polni ključ za prenos navora z vpenjalke na kolo ventilatorja.
Druga možnost je, da na nasprotnih koncih premera gredi izrežete dve ključni reži, kar omogoča uporabo metode obratnega uravnoteženja. Ta metoda vključuje naslednje korake. Najprej izmerite neuravnoteženost kolesa tako, da v en utor vstavite polni ključ, v drugega pa polovični ključ. Nato kolo zavrtite za 180° glede na trn in ponovno izmerite njegovo neuravnoteženost. Razlika med obema vrednostma neuravnoteženosti je posledica preostale neuravnoteženosti trna in univerzalnega pogonskega sklepa. Da bi dobili pravo vrednost neuravnoteženosti rotorja, vzemite polovico razlike teh dveh meritev.

VIRI VIBRACIJ VENTILATORJA

V ventilatorju je veliko virov vibracij, vibracije pri določenih frekvencah pa so lahko neposredno povezane s posebnimi konstrukcijskimi značilnostmi stroja. Ta dodatek zajema le najpogostejše vire vibracij, opažene pri večini vrst ventilatorjev. Splošno pravilo je, da vsaka ohlapnost v podpornem sistemu povzroči poslabšanje vibracijskega stanja ventilatorja.

Neravnovesje ventilatorja

To je glavni vir vibracij ventilatorja; zanj je značilna prisotnost komponente vibracij pri frekvenci vrtenja (prva harmonična). Vzrok za neravnovesje je, da je os rotirajoče mase ekscentrična ali nagnjena glede na os vrtenja. To je lahko posledica neenakomerne porazdelitve mase, vsote toleranc pri dimenzijah luknje za pesto in gredi, upogiba gredi ali kombinacije teh dejavnikov. Vibracije zaradi neuravnoteženosti delujejo predvsem v radialni smeri.
Začasno upogibanje gredi je lahko posledica neenakomernega mehanskega segrevanja - zaradi trenja med vrtečimi se in nepremičnimi elementi - ali električne narave. Trajno upogibanje je lahko posledica sprememb v lastnostih materiala ali napačne nastavitve gredi in kolesa ventilatorja, kadar sta ventilator in motor nameščena ločeno.
Med delovanjem se lahko neuravnoteženost kolesa ventilatorja poveča zaradi odlaganja delcev iz zraka. Med delovanjem v agresivnem okolju lahko neravnovesje nastane zaradi neenakomerne erozije ali korozije kolesa.
Neuravnoteženost je mogoče odpraviti z dodatnim uravnoteženjem v ustreznih ravninah, vendar je treba pred izvedbo postopka uravnoteženja ugotoviti in odpraviti vire neuravnoteženosti ter preveriti vibracijsko stabilnost stroja.

Neustrezna poravnava ventilatorja in motorja

Do te napake lahko pride, če sta gredi motorja in ventilatorja povezani z jermenskim pogonom ali gibljivo sklopko. Neskladnost je včasih mogoče prepoznati po značilnih frekvenčnih komponentah vibracij, običajno po prvi in drugi harmoniki vrtilne frekvence. V primeru vzporedne neusklajenosti gredi se vibracije pojavljajo predvsem v radialni smeri, če se gredi križata pod kotom, pa lahko prevladujejo vzdolžne vibracije.
Če so gredi priključene pod kotom in se uporabljajo toge spenjače, začnejo v stroju delovati izmenične sile, kar povzroči večjo obrabo gredi in spenjač. Ta učinek je mogoče bistveno zmanjšati z uporabo prožnih sklopk.

Vibracije ventilatorja zaradi aerodinamičnega vzbujanja

Vzbujanje vibracij je lahko posledica interakcije kolesa ventilatorja z nepremičnimi elementi konstrukcije, kot so vodilne lopatice, motorji ali nosilci ležajev, nepravilnih vrednosti vrzeli ali neustrezno zasnovanih struktur za dovod in odvod zraka. Značilnost teh virov je pojav periodičnih vibracij, povezanih z vrtilno frekvenco kolesa, na ozadju naključnih nihanj v interakciji lopatic kolesa z zrakom. Vibracije je mogoče opaziti pri harmoničnih frekvencah lopatic, ki so produkt frekvence vrtenja kolesa in števila lopatic kolesa.
Aerodinamična nestabilnost zračnega toka, ki nastane zaradi odmikanja od površine lopatice in posledičnega nastanka vrtincev, povzroča širokopasovne vibracije, katerih oblika spektra se spreminja glede na obremenitev ventilatorja.
Za aerodinamični hrup je značilno, da ni povezan z vrtilno frekvenco kolesa in se lahko pojavlja pri subharmoničnih vrednostih vrtilne frekvence (tj. pri frekvencah pod vrtilno frekvenco). V tem primeru je mogoče opaziti znatno vibriranje ohišja ventilatorja in kanalov.
Če je aerodinamični sistem ventilatorja slabo usklajen z njegovimi značilnostmi, lahko pride do ostrih udarcev. Te udarce je mogoče zlahka razločiti s sluhom in se kot impulzi prenašajo na podporni sistem ventilatorja.
Če zgoraj navedeni vzroki povzročajo vibracije lopatice, je mogoče njihovo naravo raziskati z namestitvijo senzorjev na različne dele konstrukcije.

Vibracije ventilatorja zaradi vrtinčenja v oljni plasti

Vrtinci, ki se lahko pojavijo v mazalni plasti drsnih ležajev, so opazni pri značilni frekvenci, ki je nekoliko nižja od frekvence vrtenja rotorja, razen če ventilator deluje s hitrostjo, ki presega prvo kritično. V slednjem primeru bo nestabilnost oljnega klina opazna pri prvi kritični hitrosti, včasih pa se ta učinek imenuje resonančni vrtinec.

Viri vibracij električnega ventilatorja

Neenakomerno segrevanje rotorja motorja lahko povzroči njegovo upogibanje, kar privede do neravnovesja (ki se kaže pri prvi harmonski).
Pri asinhronskem motorju prisotnost komponente s frekvenco, ki je enaka frekvenci vrtenja, pomnoženi s številom rotorskih plošč, kaže na napake, povezane s statorskimi ploščami, in obratno, komponente s frekvenco, ki je enaka frekvenci vrtenja, pomnoženi s številom rotorskih plošč, kažejo na napake, povezane z rotorskimi ploščami.
Za številne vibracijske komponente električne narave je značilno, da ob izklopu napajanja takoj izginejo.

Vibracije ventilatorja zaradi vzbujanja jermenskega pogona

Na splošno obstajata dve vrsti težav, povezanih z jermenskimi pogoni: kadar na delovanje pogona vplivajo zunanje napake in kadar so napake v samem jermenu.
V prvem primeru jermen sicer vibrira, vendar je to posledica sil iz drugih virov, zato zamenjava jermena ne bo prinesla želenih rezultatov. Pogosti viri takšnih sil so neravnovesje pogonskega sistema, ekscentričnost jermenice, nepravilna nastavitev in razrahljane mehanske povezave. Zato je treba pred zamenjavo jermenov opraviti analizo vibracij, da se ugotovi vir vzbujanja.
Če se jermeni odzivajo na zunanje sile, bo njihova frekvenca nihanja najverjetneje enaka frekvenci vzbujanja. V tem primeru lahko frekvenco vzbujanja določimo s stroboskopsko svetilko, ki jo nastavimo tako, da se pas v svetlobi svetilke zdi nepremičen.
Pri večpasovnem pogonu lahko neenakomerna napetost jermena povzroči znatno povečanje prenesenih vibracij.
Primeri, ko so vir vibracij sami jermeni, so povezani z njihovimi fizičnimi napakami: razpokami, trdimi in mehkimi mesti, umazanijo na površini jermena, manjkajočim materialom na površini itd. Pri klinastih jermenih bodo spremembe njihove širine povzročile, da se bo jermen vzpenjal in spuščal po tirnici jermenice, kar bo povzročilo vibracije zaradi spreminjanja njegove napetosti.
Če je vir vibracij sam jermen, so frekvence vibracij običajno harmonične frekvence vrtenja jermena. V določenem primeru je frekvenca vzbujanja odvisna od vrste napake in števila jermenic, vključno z napenjalci.
V nekaterih primerih je lahko amplituda vibracij nestabilna. To še posebej velja za pogone z več jermeni.
Mehanske in električne okvare so vir vibracij, ki se nato spremenijo v hrup v zraku. Mehanski hrup je lahko povezan z neuravnoteženostjo ventilatorja ali motorja, hrupom ležajev, poravnavo osi, vibracijami sten kanalov in plošč ohišja, vibracijami lopatic dušilca, vibracijami lopatic, dušilca, cevi in podpor ter prenosom mehanskih vibracij skozi konstrukcijo. Električni hrup je povezan z različnimi oblikami pretvorbe električne energije: 1) magnetne sile so odvisne od gostote magnetnega pretoka, števila in oblike polov ter geometrije zračne reže; 2) naključni električni hrup je odvisen od ščetk, obloka, električnih isker itd.
Aerodinamični hrup je lahko povezan z nastajanjem vrtincev, pulzacijami tlaka, zračnim uporom itd. in je lahko širokopasovni in ozkopasovni. Širokopasovni hrup lahko povzročajo: a) lopatice, blažilniki in druge ovire na poti zračnega toka; b) vrtenje ventilatorja kot celote, jermeni, reže itd.; c) nenadne spremembe smeri zračnega toka ali prečnega prereza kanala, razlike v hitrostih toka, ločevanje toka zaradi mejnih učinkov, učinki stiskanja toka itd. Ozkopasovni hrup lahko povzročajo: a) resonance (učinek orgelske piščali, vibracije strun, vibracije plošč, konstrukcijskih elementov itd.); b) nastajanje vrtincev na ostrih robovih (vzbujanje zračnega stolpca); c) rotacije (učinek sirene, reže, luknje, reže na vrtečih se delih).
Udarci, ki nastanejo zaradi stika med različnimi mehanskimi elementi konstrukcije, povzročajo hrup, podoben hrupu, ki ga povzročajo udarci kladiva, grmenje, resoniranje prazne škatle itd. Udarne zvoke je mogoče slišati zaradi udarcev zob zobnikov zobnikov in pokanja pokvarjenega jermena. Udarni impulzi so lahko tako bežni, da je za razlikovanje periodičnih udarnih impulzov od prehodnih procesov potrebna posebna visokohitrostna snemalna oprema. Na območju, kjer se pojavljajo številni udarni impulzi, superpozicija njihovih vrhov ustvarja učinek stalnega šumenja.

Odvisnost vibracij od vrste podpore ventilatorja

Za nemoteno in brezhibno delovanje ventilatorja je potrebna pravilna izbira podpore ali zasnova temeljev. Za zagotovitev poravnave vrtečih se komponent pri namestitvi ventilatorja, motorja in drugih pogonskih naprav se uporablja jekleni okvir ali armiranobetonski temelj. Včasih poskus varčevanja pri konstrukciji podpore privede do nezmožnosti ohranjanja zahtevane poravnave sestavnih delov stroja. To je še posebej nesprejemljivo, kadar so vibracije občutljive na spremembe poravnave, zlasti pri strojih, sestavljenih iz ločenih delov, povezanih s kovinskimi pritrdilnimi elementi.
Na vibracije ventilatorja in motorja lahko vpliva tudi podlaga, na kateri je postavljen podstavek. Če je lastna frekvenca temelja blizu frekvence vrtenja ventilatorja ali motorja, bo temelj med delovanjem ventilatorja resoniral. To lahko ugotovimo z merjenjem vibracij na več točkah na temelju, okoliških tleh in nosilcih ventilatorja. V resonančnih razmerah navpična komponenta vibracij pogosto znatno presega vodoravno komponento. Vibracije lahko dušimo tako, da naredimo temelj bolj tog ali povečamo njegovo maso. Tudi če odpravimo neuravnoteženost in neskladnost, s čimer zmanjšamo sile sil, lahko še vedno obstajajo pomembni pogoji za vibracije. To pomeni, da če je ventilator skupaj s svojo podporo blizu resonance, bosta za doseganje sprejemljivih vrednosti vibracij potrebna natančnejše uravnoteženje in natančnejša nastavitev gredi, kot se običajno zahteva za take stroje. Takšno stanje je nezaželeno in se mu je treba izogniti s povečanjem mase in/ali togosti podpore ali betonskega bloka.

Vodnik za spremljanje stanja in diagnostiko vibracij

Glavno načelo spremljanja stanja vibracij stroja (v nadaljnjem besedilu: stanje) je opazovanje rezultatov ustrezno načrtovanih meritev, da se ugotovi trend naraščanja ravni vibracij in ga obravnava z vidika morebitnih težav. Spremljanje se uporablja v primerih, ko se poškodbe razvijajo počasi in se poslabšanje stanja mehanizma kaže z merljivimi fizičnimi znaki.
Vibracije ventilatorja, ki so posledica razvoja fizičnih napak, se lahko spremljajo v določenih časovnih presledkih, in ko se zazna povečanje ravni vibracij, se lahko poveča pogostost opazovanja in izvede podrobna analiza stanja. V tem primeru je mogoče na podlagi analize pogostosti vibracij ugotoviti vzroke za spremembe vibracij, kar omogoča določitev potrebnih ukrepov in načrtovanje njihovega izvajanja veliko prej, preden poškodbe postanejo resne. Običajno se ukrepi štejejo za potrebne, ko se raven vibracij poveča za 1,6-krat ali za 4 dB v primerjavi z izhodiščno ravnjo.
Program spremljanja stanja je sestavljen iz več stopenj, ki jih lahko na kratko opišemo na naslednji način:
a) ugotovite stanje ventilatorja in določite izhodiščno raven vibracij (zaradi različnih načinov vgradnje itd. se lahko razlikuje od ravni, pridobljene med tovarniškimi preskusi);
b) izberite točke za merjenje vibracij;
c) določi frekvenco opazovanja (merjenja);
d) vzpostavitev postopka registracije informacij;
e) določite merila za oceno vibracijskega stanja ventilatorja, mejne vrednosti za absolutne vibracije in spremembe vibracij, povzemite izkušnje z obratovanjem podobnih strojev.
Ker ventilatorji običajno brez težav delujejo pri hitrostih, ki se ne približujejo kritičnim, se raven vibracij ob majhnih spremembah hitrosti ali obremenitve ne bi smela bistveno spremeniti, vendar je treba opozoriti, da kadar ventilator deluje s spremenljivo hitrostjo vrtenja, veljajo določene mejne vrednosti vibracij za največjo delovno hitrost vrtenja. Če največje vrtilne hitrosti ni mogoče doseči v okviru določene mejne vrednosti vibracij, to lahko kaže na prisotnost resne težave in zahteva posebno preiskavo.
Nekatera diagnostična priporočila iz Dodatka C temeljijo na izkušnjah z delovanjem ventilatorja in so namenjena zaporedni uporabi pri analizi vzrokov povečanih vibracij.
Za kakovostno oceno vibracij določenega ventilatorja in določitev smernic za nadaljnje ukrepe se lahko uporabijo meje območij stanja vibracij, določene v standardu ISO 10816-1.
Pričakuje se, da bodo ravni vibracij novih ventilatorjev pod mejnimi vrednostmi iz preglednice 3. Te vrednosti ustrezajo meji območja A stanja vibracij v skladu s standardom ISO 10816-1. Priporočene vrednosti za opozorilne ravni in ravni zaustavitve so določene na podlagi analize podatkov, zbranih o posebnih vrstah ventilatorjev.
INFORMACIJE O SKLADNOSTI
REFERENČNI MEDNARODNI STANDARDI, KI SE V TEM STANDARDU UPORABLJAJO KOT NORMATIVNE REFERENCE
Preglednica H.1
Imenovanje referenčnega meddržavnega standarda
Poimenovanje in naslov referenčnega mednarodnega standarda ter pogojno poimenovanje njegove stopnje skladnosti z referenčnim meddržavnim standardom
ISO 1940-1-2007
ISO 1940-1:1986. Vibracije. Zahteve za kakovost uravnoteženja togih rotorjev. 1. del. Določanje dopustne neuravnoteženosti (IDT)
ISO 5348-2002
ISO 5348:1999. Vibracije in udarci. Mehanska pritrditev merilnikov pospeška (IDT)
ISO 7919-1-2002
ISO 7919-1:1996. Vibracije strojev, ki ne delujejo z reciprocitacijo. Meritve na vrtečih se gredeh in merila za vrednotenje. Del 1. Splošne smernice (IDT)
ISO 10816-1-97
ISO 10816-1:1995. Vibracije. Vrednotenje stanja stroja z meritvami vibracij na nedelujočih delih. 1. del. Splošne smernice (IDT)
ISO 10816-3-2002
ISO 10816-3:1998. Vibracije. Vrednotenje stanja stroja z meritvami vibracij na nedelujočih delih. 3. del. Industrijski stroji z nazivno močjo več kot 15 kW in nazivno hitrostjo od 120 do 15 000 vrt/min, meritve na kraju samem (IDT)
ISO 10921-90
ISO 5801:1997. Industrijski ventilatorji. Preizkušanje zmogljivosti s standardiziranimi kanali (NEQ)
ISO 19534-74
ISO 1925:2001. Vibracije. Izravnava. Slovar (NEQ)
ISO 24346-80
ISO 2041:1990. Vibracije in udarci. Slovar (NEQ)
ISO 31322-2006 (ISO 8821:1989)
ISO 8821:1989. Vibracije. Izravnava. Smernice za upoštevanje učinka ključavnice pri uravnoteženju gredi in vgrajenih delov (MOD)
ISO 31351-2007 (ISO 14695:2003)
ISO 14695:2003. Industrijski ventilatorji. Metode merjenja vibracij (MOD)
Opomba: V tej preglednici so uporabljena naslednja pogojna poimenovanja stopnje skladnosti standarda: IDT - enaki standardi;
Kategorije: PrimerVrtavke

0 Komentarji

Dodaj odgovor

Namestnik avatarja
sl_SISlovenian
sl_SISlovenian 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) ro_RORomanian ru_RURussian sk_SKSlovak es_ESSpanish sv_SESwedish tr_TRTurkish ukUkrainian