Уравнотежење вентилатора
(Informacije preuzete iz GOST 31350-2007 “VIBRATION. INDUSTRIAL FANS. REQUIREMENTS FOR PRODUCED VIBRATION AND BALANCING QUALITY” — međudržavni standard razvijen na osnovu ISO 14694:2003 “Industrial fans — Specifications for balance quality and vibration levels”)
Napomena o izvoru: ova stranica zasniva se na zahtevima za vibracije ventilatora i kvalitet balansiranja ekvivalentnim standardu ISO 14694:2003 i povezanim međudržavnim (GOST) usvajanjima ISO standarda, čije se oznake razlikuju od originalnih brojeva ISO publikacija. Gde god se pojavljuje starija terminologija ISO 1940-1, važeći standard za kvalitet balansiranja je ISO 21940-11 (ranije ISO 1940-1).
вибрације Вибрације које производи вентилатор су једна од његових најважнијих техничких карактеристика. То указује на квалитет дизајна и производње производа. Повећане вибрације могу указивати на неправилну уградњу вентилатора, погоршање његовог техничког стања итд. Из тог разлога, вибрације вентилатора се обично мере током пријемних тестова, приликом уградње пре пуштања у рад, као и приликом извођења програма за праћење стања машине. Подаци о вибрацијама вентилатора се такође користе у пројектовању његових потпорних и повезаних система (канала). Мерења вибрација се обично врше са отвореним усисним и испусним отворима, али треба напоменути да вибрације вентилатора могу значајно да варирају са променама у аеродинамици протока ваздуха, брзини ротације и другим карактеристикама.
GOST ISO 10816-1-97 (ISO 10816-1:1995), GOST ISO 10816-3-2002 (ISO 10816-3:1998) i GOST 31351-2007 (ISO 14695:2003) utvrđuju metode merenja i definišu lokacije senzora vibracija. Ako se merenja vibracija sprovode radi procene njihovog uticaja na kanal ili postolje ventilatora, tačke merenja se biraju u skladu s tim.
Мерења вибрација вентилатора могу бити скупа, а понекад њихова цена знатно премашује цену производње самог производа. Стога, било каква ограничења вредности појединачних дискретних компоненти вибрација или параметара вибрација у фреквентним опсезима треба увести само када прекорачење ових вредности указује на квар вентилатора. Број тачака мерења вибрација такође треба да буде ограничен на основу намераване употребе резултата мерења. Обично је довољно измерити вибрације на носачима вентилатора да би се проценило вибрационо стање вентилатора.
Основа је оно на шта је вентилатор монтиран и оно што обезбеђује неопходну подршку за вентилатор. Маса и крутост подлоге се бирају тако да се спречи појачавање вибрације која се преноси кроз њу.
Подршка су два типа:
- усаглашена подршка: Систем подршке вентилатора дизајниран тако да је прва природна фреквенција ослонца знатно нижа од радне фреквенције ротације вентилатора. Приликом одређивања степена усклађености носача треба узети у обзир еластичне уметке између вентилатора и носеће конструкције. Усклађеност носача се обезбеђује качењем вентилатора на опруге или постављањем носача на еластичне елементе (опруге, гумени изолатори, итд.). Природна фреквенција система за вешање – вентилатор је обично мања од 251ТП3Т фреквенције која одговара минималној брзини ротације тестираног вентилатора.
- крути ослонац: Систем носача вентилатора дизајниран тако да је прва природна фреквенција ослонца знатно виша од радне фреквенције ротације. Крутост базе вентилатора је релативна. Треба га размотрити у поређењу са крутошћу лежајева машине. Однос вибрација кућишта лежаја и вибрација основе карактерише утицај усаглашености базе. База се може сматрати крутом и довољно масивном ако је амплитуда основне вибрације (у било ком смеру) у близини стопала машине или потпорног оквира мања од 251ТП3Т од максималног резултата мерења вибрација добијеног на најближем носачу лежаја (у било ком смеру).
Пошто се маса и крутост привремене подлоге на коју је вентилатор монтиран током фабричког испитивања могу значајно разликовати од услова уградње на месту рада, граничне вредности фабричких услова важе за ускопојасне вибрације у фреквентном опсегу ротације, а за тестирање вентилатора на лицу места – до широкопојасних вибрација, одређивање укупног вибрационог стања машине. Радно место је крајње место уградње вентилатора, за које су дефинисани услови рада.
Категорије обожаватеља (БВ-категорије)
Вентилатори се категоришу на основу карактеристика предвиђене употребе, класа тачности балансирања, и препоручених граничних вредности параметара вибрација. Конструкција и намена вентилатора су критеријуми који омогућавају класификацију многих типова вентилатора према прихватљивим неуравнотеженост вредности и нивои вибрације (BV-категорије).
У табели 1 приказане су категорије којима се вентилатори могу приписати на основу услова њихове примене, с обзиром на дозвољене вредности неравнотеже и нивое вибрација. Категорију вентилатора одређује произвођач.
Табела 1 – Категорије навијача
| Услови примене | Примери | Потрошња енергије, кВ | БВ-категорија |
| Стамбени и пословни простори | Вентилатори на плафону и поткровљу, Кондиционери на прозоре | ≤ 0,15 | БВ-1 |
| > 0,15 | БВ-2 | ||
| Зграде и пољопривредне просторије | Вентилатори за системе вентилације и климатизације; Вентилатори у серијској опреми | ≤ 3.7 | БВ-2 |
| 3.7 | БВ-3 | ||
| Индустријски процеси и производња енергије | Вентилатори у затвореним просторима, рудницима, транспортерима, бојлерима, аеротунелима, системима за чишћење гаса | ≤ 300 | БВ-3 |
| 300 | видети ИСО 10816-3 | ||
| Транспорт, укључујући поморска пловила | Обожаваоци на локомотивама, камионима и аутомобилима | ≤ 15 | БВ-3 |
| 15 | БВ-4 | ||
| Тунели | Вентилатори за вентилацију метроа, тунела, гаража | ≤ 75 | БВ-3 |
| 75 | БВ-4 | ||
| Било који | БВ-4 | ||
| Петрохемијска производња | Вентилатори за одвођење опасних гасова, а користе се у другим технолошким процесима | ≤ 37 | БВ-3 |
| 37 | БВ-4 | ||
| Производња рачунарских чипова | Вентилатори за креирање чистих просторија | Било који | БВ-5 |
| Белешке
1 Овај стандард разматра само вентилаторе са снагом мањом од 300 kW. Процена вибрација вентилатора са већом снагом врши се према ISO 10816-3. Међутим, стандардни серијски електрични мотори могу имати номиналну снагу до 355 kW. Вентилатори са таквим електричним моторима треба да буду прихваћени у складу са овим стандардом.
2 Табела 1 се не примењује на лаке осечне вентилаторе великог пречника (обично од 2800 до 12500 мм) ниске брзине који се користе у разменицима топлоте, хлађеним кулама итд. Класа прецизности балансирања за такве вентилаторе треба да буде G16, а категорија вентилатора – BV-3
|
|||
При куповини појединачних роторских елемената (точка или импелера) за каснију уградњу на вентилатор, треба поштовати класу прецизности балансирања ових елемената (видети табелу 2), а при куповини вентилатора у целини такође треба узети у обзир резултате фабричких вибрационих испитивања (табела 4) и вибрација на лицу места (табела 5). Обично се ове карактеристике уговарају, па се избор вентилатора може заснивати на његовој BV-категорији.
Категорија утврђена у табели 1 је типична за нормалну употребу вентилатора, али у оправданим случајевима купац може затражити вентилатор друге BV-категорије. Препоручује се да се у уговору о испоруци опреме наведу BV-категорија вентилатора, класа прецизности балансирања и прихватљиви нивои вибрација.
Може се закључити посебан споразум између купца и произвођача у вези са условима уградње вентилатора, тако да фабричко испитивање склопљеног вентилатора обузме планиране услове уградње на радном месту. У одсуству таквог споразума, нема ограничења у погледу врсте основе (чврсте или еластичне) за фабричка испитивања.
Уравнотежење вентилатора
Опште одредбе
Произвођач вентилатора је одговоран за балансирање вентилаторе у складу са релевантним регулаторним документом. Овај стандард се заснива на захтевима ИСО 1940-1. Балансирање се обично спроводи на високо осетљивим, посебно дизајнираним машине за балансирање, омогућавајући прецизну процену преостали дисбаланс.
Класе прецизности балансирања вентилатора
Класе прецизности балансирања за вентилаторска точка примењују се у складу са табелом 2. Произвођач вентилатора може извршити балансирање више елемената у склопу, што може да обухвати, поред точка, и вратило, спој, каишну коленицу итд. Поред тога, поједини елементи склопа могу захтевати балансирање.
Табела 2 – Класе прецизности балансирања
|
Категорија вентилатора
|
Класа прецизности балансирања ротора (точка)
|
|
БВ-1
|
G16
|
|
БВ-2
|
G16
|
|
БВ-3
|
G6.3
|
|
БВ-4
|
Г2.5
|
|
БВ-5
|
Г1.0
|
|
Напомена: У вентилаторе категорије BV-1 могу се укључити мали вентилатори масе мање од 224 г, за које је тешко одржати наведену прецизност балансирања. У том случају, једноликост расподеле масе у односу на осу ротације вентилатора треба обезбедити производном технологијом.
|
|
Мерење вибрација вентилатора
Захтеви за мерење
Опште одредбе
Na slikama 1 – 4 prikazane su neke moguće tačke merenja i smerovi na svakom ležaju ventilatora. Vrednosti date u tabeli 4 odnose se na merenja u smeru upravnom na osu rotacije. Broj i položaj mernih tačaka za fabrička ispitivanja i za merenja na terenu određuju se po nahođenju proizvođača ili dogovorom sa kupcem. Preporučuje se merenje na ležajevima vratila radnog kola ventilatora (impelera). Ako to nije moguće, senzor treba postaviti na mesto gde je obezbeđena najkraća mehanička veza između njega i ležaja. Senzor ne treba montirati na nepodržane panele, kućište ventilatora, elemente oplate ili druga mesta koja nisu direktno povezana sa ležajem (takvi rezultati merenja mogu se koristiti, ali ne za ocenu vibracionog stanja ventilatora, već za dobijanje informacija o vibracijama koje se prenose na kanal ili postolje – videti ISO 14695 (GOST 31351) i ISO 5348).
Слика 1. Позиција трокоординатног сензора за хоризонтално монтирани аксијални вентилатор
Слика 2. Позиција трокоординатног сензора за радијални вентилатор са једним усисом
Слика 3. Позиција трокоординатног сензора за радијални вентилатор са двоструким усисавањем
Слика 4. Позиција трокоординатног сензора за вертикално монтирани аксијални вентилатор
Мерења у хоризонталном правцу треба вршити под правим углом у односу на осу вратила. Мерења у вертикалном правцу треба вршити под правим углом у односу на хоризонтални правац мерења и нормално на вратило вентилатора. Мерења у уздужном правцу треба вршити паралелно са осом вратила.
Мерења коришћењем инерцијалних сензора
Све вредности вибрације наведене у овом стандарду односе се на мерења извршена коришћењем сензора инерцијалног типа, чији сигнал репродукује кретање кућишта лежаја.
Коришћени сензори могу бити или акцелерометри или сензори брзине. Посебну пажњу треба посветити исправном причвршћивању сензора: без празнина на ослонској површини, без љуљања и резонанци. Величина и маса сензора и система за причвршћивање не смеју бити прекомерно велики како би се избегле значајне промене у мереној вибрацији. Укупна грешка изазвана методом причвршћивања сензора и калибрацијом мерног система не сме прећи +/- 10% мерене вредности.
Мерења помоћу бесконтактних сензора
По споразуму између корисника и произвођача могу се утврдити захтеви за максимално дозвољено померање осовине (види ISO 7919-1) унутар клизајућих лежајева. Одговарајућа мерења могу се извршити коришћењем бесконтактних сензора.
У овом случају, мерни систем одређује померање површине вратила у односу на кућиште лежаја. Очигледно је да дозвољена амплитуда померања не би требало да пређе вредност луза лежаја. Вредност лузе зависи од величине и типа лежаја, оптерећења (радијалног или аксијалног) и правца мерења (неки дизајни лежаја имају елиптичну рупу, за коју је луза у хоризонталном правцу већа него у вертикалном правцу). Разноврсност фактора које је потребно узети у обзир не дозвољава постављање једнообразних ограничења померања осовине, али су неке препоруке представљене у табели 3. Вредности наведене у овој табели представљају проценат укупне радијалне игре лежаја у сваком правцу.
Табела 3 – максимално релативно померање вратила у лежишту
| Вибрационо стање вентилатора | Максимално препоручено растојање, проценат вредности слободног простора (дуж било које осе) |
| Пуштање у рад/Задовољавајуће стање | Мање од 25% |
| упозорење | +50% |
| Затварање | +70% |
| 1) Вредности радијалног и аксијалног зазора за одређено лежиште треба добити од његовог добављача. | |
Дате вредности узимају у обзир "лажне" помераје површине вратила. Ови "лажни" помераји се појављују у резултатима мерења јер, поред вибрација вратила, на ове резултате утичу и механички расути ако је вратило савијено или неправилног облика. При коришћењу бесконтактног сензора, резултати мерења ће такође укључивати електричне одступања од кружности која зависе од магнетских и електричних својстава материјала осовине на месту мерења. Сматра се да током пуштања у рад и накнадне нормалне експлоатације вентилатора распон збира механичких и електричних одступања од кружности на месту мерења не би требало да пређе већу од две вредности: 0,0125 мм или 25% од измерене вредности померања. Раноути се одређују спорим ротирањем вратила (брзином од 25 до 400 обртаја у минути), када је утицај сила изазваних неуравнотеженошћу на ротору занемарљив. Да би се испунила прописана толеранција раноута, може бити потребно додатно обрађивање вратила. Бесконтактни сензори, ако је могуће, треба да буду монтирани директно на кућиште лежаја.
Наведене граничне вредности важе само за вентилатор који ради у номиналном режиму. Ако конструкција вентилатора омогућава рад са променљивом брзином ротације, при другим брзинама могу бити могућа виша нивоа вибрација због неизбежног утицаја резонанци.
Ако дизајн вентилатора омогућава промену положаја лопатица у односу на проток ваздуха на усисном отвору, наведене вредности треба применити за услове када су лопатице потпуно отворене. Треба напоменути да застој протока ваздуха, нарочито приметан при великим угловима лопатица у односу на проток ваздуха на усисном отвору, може довести до повећаних нивоа вибрација.
Систем за подршку вентилатора
Вибрационо стање вентилатора након уградње одређује се узимајући у обзир крутост ослонца. Ослонац се сматра крутим ако прва сопствена фреквенција система “вентилатор – ослонац” прелази ротациону брзину. Обично се, када је монтиран на велике бетонске темеље, ослонац може сматрати крутим, а када је монтиран на вибрационе изолаторе – еластичним. Челични оквир, који се често користи за монтажу вентилатора, може припадати и једном и другом типу ослонца. У случају несигурности у погледу типа ослонца вентилатора, могу се извршити прорачуни или испитивања како би се одредила прва сопствена фреквенција система. У неким случајевима ослонац вентилатора треба сматрати крутим у једном правцу, а еластичним у другом.
Граничне вредности дозвољене вибрације вентилатора током фабричких испитивања
Границе нивоа вибрација наведене у табели 4 односе се на скупљене вентилаторе. Оне се односе на мерења брзине вибрација у уском појасу на лежајним ослонцима при ротационој фреквенцији коришћеној током фабричких испитивања.
Табела 4 – Граничне вредности вибрација током фабричких испитивања
| Категорија вентилатора | Гранична ефективна брзина вибрације (RMS), mm/s | |
| Крут ослонац | Еластичан ослонац | |
| БВ-1 | 9.0 | 11.2 |
| БВ-2 | 3.5 | 5.6 |
| БВ-3 | 2.8 | 3.5 |
| БВ-4 | 1.8 | 2.8 |
| БВ-5 | 1.4 | 1.8 |
| Белешке
1 Правила за претварање јединица за брзину вибрације у јединице померања или убрзања за ускопојасне вибрације су наведена у Додатку А.
2 Вредности у овој табели односе се на називно оптерећење и називну фреквенцију ротације вентилатора који ради у режиму са отвореним улазним лопатицама. Граничне вредности за остале услове оптерећења треба да буду договорене између произвођача и купца, али се препоручује да оне не прелазе табеларне вредности више од 1,6 пута.
|
||
Границе дозвољених вибрација вентилатора током тестирања на лицу места
Вибрација било ког вентилатора на месту рада зависи не само од његовог квалитета балансирања. Фактори везани за уградњу, као што су маса и крутост система носача, такође ће имати утицај. Стога, произвођач вентилатора није одговоран за ниво вибрација вентилатора на месту рада осим ако то није наведено у уговору.
Табела 5 даје препоручене граничне вредности (у јединицама брзине вибрације за широкопојасне вибрације на кућиштима лежајева) за нормалан рад вентилатора у различитим категоријама.
Табела 5 – Граничне вредности вибрација на месту рада
| Вибрационо стање вентилатора | Категорија вентилатора | Гранична ефективна брзина вибрације (RMS), mm/s | |
| Крут ослонац | Еластичан ослонац | ||
| Пуштање у рад | БВ-1 | 10 | 11.2 |
| БВ-2 | 5.6 | 9.0 | |
| БВ-3 | 4.5 | 6.3 | |
| БВ-4 | 2.8 | 4.5 | |
| БВ-5 | 1.8 | 2.8 | |
| упозорење | БВ-1 | 10.6 | 14.0 |
| БВ-2 | 9.0 | 14.0 | |
| БВ-3 | 7.1 | 11.8 | |
| БВ-4 | 4.5 | 7.1 | |
| БВ-5 | 4.0 | 5.6 | |
| Затварање | БВ-1 | __1) | __1) |
| БВ-2 | __1) | __1) | |
| БВ-3 | 9.0 | 12.5 | |
| БВ-4 | 7.1 | 11.2 | |
| БВ-5 | 5.6 | 7.1 | |
| 1) Ниво искључења за вентилаторе категорија БВ-1 и БВ-2 утврђује се на основу дуготрајне анализе резултата мерења вибрација. | |||
Вибрације нових вентилатора који се пуштају у рад не би требало да пређу ниво „пуштања у рад“. Како вентилатор ради, очекује се да ће се ниво његових вибрација повећати због процеса хабања и кумулативног ефекта утицајних фактора. Такво повећање вибрација је генерално природно и не би требало да изазива забринутост док не достигне ниво „упозорења“.
По достизању нивоа „упозоравајуће“ вибрације, потребно је истражити узроке повећане вибрације и одредити мере за њено смањење. Рад вентилатора у овом стању треба да буде под сталним надзором и ограничен на време потребно да се идентификују мере за уклањање узрока повећане вибрације.
Ако ниво вибрација достигне ниво „гашења“, одмах се морају предузети мере за уклањање узрока повећане вибрације, у супротном, вентилатор треба зауставити. Одлагање довођења нивоа вибрација на прихватљив ниво може довести до оштећења лежаја, пукотина на ротору и на местима заваривања кућишта вентилатора, што на крају резултира уништењем вентилатора.
Приликом процене вибрационог стања вентилатора, неопходно је пратити промене нивоа вибрација током времена. Изненадна промена нивоа вибрација указује на потребу за хитним мерама прегледа и одржавања вентилатора. Приликом праћења промена вибрација, не треба узети у обзир прелазне процесе изазване, на пример, заменом мазива или поступцима одржавања.
Утицај поступка склапања
Поред точкова, вентилатори укључују и друге ротирајуће елементе који могу утицати на ниво вибрација вентилатора: погонске ременице, каишеве, спојнице, роторе мотора или друге погонске уређаје. Ако услови поруџбине захтевају снабдевање вентилатора без погонског уређаја, за произвођача може бити непрактично да спроведе тестове монтаже како би одредио нивое вибрација. У том случају, чак и ако је произвођач избалансирао точак вентилатора, нема сигурности да ће вентилатор радити несметано док се осовина вентилатора не повеже са погоном и цела машина се тестира на вибрације током пуштања у рад.
Обично, након монтаже, потребно је додатно балансирање да би се ниво вибрација смањио на прихватљив ниво. За све нове вентилаторе категорија БВ-3, БВ-4, и БВ-5, препоручује се мерење вибрација склопљене машине пре пуштања у рад. Ово ће успоставити основу и одредити даље мере одржавања.
Произвођачи вентилатора нису одговорни за утицај на вибрације делова погона инсталираних након фабричког тестирања.
Алати за мерење вибрација и калибрација
Мерни алати
Алати за мерење и машине за балансирање који се користе морају бити верификовани и испуњавају захтеве задатка. Интервал између верификација одређен је препорукама произвођача за мерне (тестне) алате. Стање мерних алата мора да обезбеди њихов нормалан рад током целог периода испитивања.
Особље које ради са мерним алатима мора имати довољно вештина и искуства да открије потенцијалне кварове и погоршање квалитета мерних алата.
Калибрација
Сви мерни алати морају бити калибрисани у складу са стандардима. Сложеност поступка калибрације може варирати од једноставне физичке инспекције до калибрације целог система. Корективне масе које се користе за одређивање преостале неравнотеже према ИСО 1940-1 могу се користити и за калибрацију мерних алата.
Документација
балансирање
На захтев, ако је предвиђено условима уговора, клијенту се може доставити извештај о тесту балансирања вентилатора, који се препоручује да садржи следеће информације:
– Назив произвођача машине за балансирање, број модела;
– Врста уградње ротора: између носача или конзолно;
– Метод балансирања: статички или динамички;
– Маса ротирајућих делова склопа ротора;
– Остатак неравнотеже у сваком раван за корекцију (користите наш Калкулатор остаточне неуравнотежености (ISO 21940-11) да одреди дозвољене вредности);
– Дозвољена преостала неуравнотеженост у свакој равни корекције;
– Класа тачности балансирања;
– Критеријуми прихватања: прихваћено/одбијено;
– Сертификат о балансирању (ако је потребно).
– Назив произвођача машине за балансирање, број модела;
– Врста уградње ротора: између носача или конзолно;
– Метод балансирања: статички или динамички;
– Маса ротирајућих делова склопа ротора;
– Остатак неравнотеже у сваком раван за корекцију (користите наш Калкулатор остаточне неуравнотежености (ISO 21940-11) да одреди дозвољене вредности);
– Дозвољена преостала неуравнотеженост у свакој равни корекције;
– Класа тачности балансирања;
– Критеријуми прихватања: прихваћено/одбијено;
– Сертификат о балансирању (ако је потребно).
вибрације
На захтев, ако је предвиђено условима уговора, клијенту се може доставити извештај о испитивању вибрација вентилатора, који се препоручује да садржи следеће информације:
– Коришћени мерни алати;
– Начин причвршћивања сензора вибрација;
– Радни параметри вентилатора (проток ваздуха, притисак, снага);
– Фреквенција ротације вентилатора;
– Тип ослонца: крут или еластичан;
– Измерене вибрације:
1) Положај сензора вибрација и осе мерења,
2) мерне јединице и референтни нивои вибрација,
3) опсег мерних фреквенција (уски или широки фреквентни опсег);
– Дозвољени ниво(и) вибрација;
– Измерени ниво(и) вибрација;
– Критеријуми прихватања: прихваћено/одбијено;
– Сертификат о нивоу вибрација (ако је потребно).
– Коришћени мерни алати;
– Начин причвршћивања сензора вибрација;
– Радни параметри вентилатора (проток ваздуха, притисак, снага);
– Фреквенција ротације вентилатора;
– Тип ослонца: крут или еластичан;
– Измерене вибрације:
1) Положај сензора вибрација и осе мерења,
2) мерне јединице и референтни нивои вибрација,
3) опсег мерних фреквенција (уски или широки фреквентни опсег);
– Дозвољени ниво(и) вибрација;
– Измерени ниво(и) вибрација;
– Критеријуми прихватања: прихваћено/одбијено;
– Сертификат о нивоу вибрација (ако је потребно).
МЕТОДЕ БАЛАНСИРАЊА ВЕНТИЛАТОРА НА МАШИНИ ЗА БАЛАНСИРАЊЕ
B.1. вентилатор са директним погоном
Б.1.1. Опште одредбе
Радно коло вентилатора, које се током монтаже поставља директно на вратило мотора, треба балансирати према истом правилу за узимање у обзир ефекта жлеба за шпонку као и за вратило мотора.
Motori iz ranijih godina proizvodnje mogli su biti balansirani sa punim utorom za pero. Trenutno se vratila motora balansiraju sa poluutorom za pero, kako je propisano standardom ISO 8821 (usvojenim kao GOST 31322), i označavaju se slovom H (videti ISO 8821).
B.1.2. Мотори уравнотежени са потпуним жлебом за кључ
Радно коло вентилатора, монтирано на вратило мотора балансирано са пуним жлебом за шпонку, треба балансирати без шпонке на конусном трну.
Б.1.3. Мотори балансирани са полужлебом за шпонку
За радно коло вентилатора монтирано на вратило мотора балансирано са полужлебом за шпонку могуће су следеће варијанте:
a) ако точак има челичну средину, исеците у њу жлеб за кључ након балансирања;
б) балансирање на конусном трну са полушпонком уметнутом у жлеб за шпонку;
c) балансирање на вратилу са једним или више жлебова за кључеве (види B.3), користећи пуне кључеве.
a) ако точак има челичну средину, исеците у њу жлеб за кључ након балансирања;
б) балансирање на конусном трну са полушпонком уметнутом у жлеб за шпонку;
c) балансирање на вратилу са једним или више жлебова за кључеве (види B.3), користећи пуне кључеве.
Б.2. Вентилатори покретани другим вратилом
Где год је то могуће, сви ротирајући елементи, укључујући вратило вентилатора и ременицу, треба да буду балансирани као једна целина. Ако то није практично, балансирање треба извршити на трну (видети B.3) применом истог правила за узимање у обзир жлеба за шпонку као и за вратило.
Б.3. Арбор
Вршило на које је током балансирања причвршћено вентилаторско коло мора испуњавати следеће захтеве:
a) бити што лакше;
б) бити у уравнотеженом стању, обезбеђеном одговарајућим одржавањем и редовним инспекцијама;
c) пожељно је да буде конусног облика како би се смањиле грешке повезане са ексцентрицитетом, настале због толеранција отвора наставка и димензија вретена. Ако је вретено конусно, у прорачунима неуравнотежености треба узети у обзир стварни положај корекционих равни у односу на лежајеве.
a) бити што лакше;
б) бити у уравнотеженом стању, обезбеђеном одговарајућим одржавањем и редовним инспекцијама;
c) пожељно је да буде конусног облика како би се смањиле грешке повезане са ексцентрицитетом, настале због толеранција отвора наставка и димензија вретена. Ако је вретено конусно, у прорачунима неуравнотежености треба узети у обзир стварни положај корекционих равни у односу на лежајеве.
Ако је потребно користити цилиндрични вратило, на њега треба урезати жлеб у који се убацује цео кључ како би се пренео обртни момент са вратила на вентилаторско точко.
Још једна опција је да се на пречничном пресеку осовине издубе два жлеба, што омогућава примену методе обрнутог балансирања. Ова метода обухвата следеће кораке. Прво, измерите небаланс точка тако што ћете у један жлеб убацити цео кљун, а у други пола кљуна. Затим ротирајте точак за 180° у односу на вратило и поново измерите небаланс. Разлика између ова два вредности неуравнотежености последица је преостале неуравнотежености вратила и универзалног погонског зглоба. Да бисте добили праву вредност неуравнотежености ротора, узмите половину разлике између ова два мерења.
ИЗВОРИ ВИБРАЦИЈЕ ВЕНТИЛАТОРА
У вентилатору постоји много извора вибрација, а вибрације на одређеним фреквенцијама могу бити директно повезане са специфичним конструктивним особинама машине. Овај прилог обухвата само најчешће изворе вибрација уочене код већине типова вентилатора. Опште правило је да свака лабавост у систему ослонца доводи до погоршања вибрационог стања вентилатора.
Неуравнотеженост вентилатора
Ово је примарни извор вибрације вентилатора; карактерише га присуство компоненте вибрације на ротационој фреквенцији (прва хармоник). Узрок неуравнотежености је у томе што је оса ротирајуће масе ексцентрична или нагнута у односу на осу ротације. То може бити изазвано неједнаком расподелом масе, збиром толеранција на димензије отвора главчине и вратила, савијањем вратила или комбинацијом ових фактора. Вибрација изазвана неуравнотеженошћу делује углавном у радијалном правцу.
Привремено савијање вратила може бити последица неравномерног механичког загревања – услед трења између ротирајућих и стационарних делова – или електричне природе. Трајно савијање може бити последица промена у својствима материјала или неусклађености вратила и лопатица вентилатора када су вентилатор и мотор посебно монтирани.
Током рада, неравнотежа ротора вентилатора може се повећати због наслага честица из ваздуха. При раду у агресивном окружењу, неравнотежа може настати услед неједнаке ерозије или корозије ротора.
Неуравнотеженост се може исправити додатним балансирањем у одговарајућим равнима, али пре спровођења поступка балансирања треба идентификовати и отклонити изворе неуравнотежености и проверити вибрациону стабилност машине.
Неусаглашеност вентилатора и мотора
Овај дефект може настати када су осовине мотора и вентилатора повезане ременским преносом или флексибилним спојем. Неусаглашеност се понекад може идентификовати карактеристичним фреквенцијским компонентама вибрације, обично првом и другом хармонијом ротационе фреквенције. У случају паралелне неусаглашености осовина, вибрација се углавном јавља у радијалном правцу, док ако се осовине сече под углом, може превладати уздужна вибрација.
Ако су осовине повезане под углом и користе се круте спојке, у машини почињу да делују наизменичне силе, што изазива повећано хабање осовина и спојки. Овај ефекат се може значајно смањити коришћењем флексибилних спојки.
Вибрација вентилатора услед аеродинамичког узбуђивања
Вибрационо узбуђивање може бити изазвано интеракцијом радног кола вентилатора са стационарним елементима конструкције, као што су усмерне лопатице, мотор или лежајни ослонци, неправилним вредностима зазора или неправилно пројектованим усисним и издувним елементима. Карактеристична особина ових извора је појава периодичних вибрација повезаних са фреквенцијом ротације радног кола, на позадини случајних флуктуација у интеракцији лопатица радног кола са ваздухом. Вибрације се могу уочити на хармоницима лопатичне фреквенције, који је производ фреквенције ротације точка и броја лопатица точка.
Аеродинамичка нестабилност протока ваздуха, изазвана отцепљивањем струјања са површине лопатице и накнадним стварањем вртлога, изазива широкопојасне вибрације чији се облик спектра мења у зависности од оптерећења вентилатора.
Аеродинамичка бука карактерише се тиме што није повезана са фреквенцијом ротације точка и може се јавити на субхармоницима фреквенције ротације (тј. на фреквенцијама испод фреквенције ротације). У том случају може се уочити значајно вибрање кућишта вентилатора и канала.
Ако је аеродинамички систем вентилатора лоше усклађен са његовим карактеристикама, у њему могу настати оштри удари. Ови удари се лако могу чути и преносе се као импулси на систем ослонаца вентилатора.
Ако горе поменути узроци доведу до вибрације лопатице, њену природу могуће је испитати инсталирањем сензора у различитим деловима конструкције.
Вибрација вентилатора услед вртложа у слоју уља
Вртложење које се може јавити у слоју мазива клизајућих лежајева уочава се на карактеристичној фреквенцији нешто испод ротационе фреквенције ротора, осим ако вентилатор не ради брзином која прелази прву критичну. У том случају ће се на првој критичној брзини јавити нестабилност уљног клина, а овај ефекат се понекад назива резонантним вртложењем.
Извори електричне природе вибрације вентилатора
Неједнако загревање ротора мотора може изазвати његово савијање, што доводи до неравнотеже (која се манифестује на првој хармонијској).
У случају асинхроног мотора, присуство компоненте на фреквенцији једнакој ротационој фреквенцији помноженој са бројем плоча ротора указује на дефекте везане за плоче статора, и обрнуто, компоненте на фреквенцији једнакој ротационој фреквенцији помноженој са бројем плоча ротора указују на дефекте везане за плоче ротора.
Многе вибрационе компоненте електричне природе карактерише њихово тренутно нестајање када се искључи напајање.
Вибрација вентилатора услед узбуђења ременским преносом
Уопштено, постоје два типа проблема везаних за ременски погон: када рад погона утичу спољни дефекти и када су дефекти у самом ремену.
У првом случају, иако ремен вибрира, то је последица принудних сила из других извора, па замена ремена неће дати жељене резултате. Уобичајени извори таквих сила су неуравнотеженост погонског система, ексцентричност ременице, непоравнатост и олабављене механичке везе. Стога, пре замене ремена, треба извршити анализу вибрација како би се идентификовао извор узбуђења.
Ако ремени одговарају на спољне принудне силе, њихова фреквенција вибрације највероватније ће бити иста као фреквенција узбуђивања. У том случају фреквенцију узбуђивања могуће је одредити употребом стробоскопске лампе, подешавајући је тако да ремен у светлу лампе изгледа непокретно.
У случају погона са више каишева, неједнака напетост каишева може довести до значајног повећања пренесених вибрација.
Случајеви у којима су сами ремени извор вибрација повезани су са њиховим физичким недостацима: пукотинама, тврдим и меким местима, прљавштином на површини ремена, недостајућим материјалом са његове површине итд. Код клинастих ремена, промене у њиховој ширини доводе до тога да ремен клизи горе-доле по жлебу ременице, стварајући вибрације услед промене затезања.
Ако је извор вибрација сам ремен, фреквенције вибрација су обично хармоници ротационе фреквенције ремена. У конкретном случају, фреквенција узбуђивања зависиће од природе дефекта и броја ременица, укључујући затезаче.
У неким случајевима амплитуда вибрација може бити нестабилна. То је нарочито типично за вишеременске погоне.
Механички и електрични дефекти су извори вибрација, које се затим претварају у буку која се преноси ваздухом. Механичка бука може бити повезана са неуравнотеженошћу вентилатора или мотора, буком лежајева, поравнањем осовина, вибрацијама зидова канала и панела кућишта, вибрацијама лопатица пригушивача, лопатица, пригушивача, цеви и ослонаца, као и преносом механичких вибрација кроз конструкцију. Електрична бука је повезана са различитим облицима претварања електричне енергије: 1) магнетске силе одређују се густином магнетног тока, бројем и обликом полова и геометријом ваздушног зазора; 2) случајна електрична бука одређује се четкицама, варничењем, електричним искрама итд.
Аеродинамичка бука може бити повезана са стварањем вртлога, пулсацијама притиска, отпором ваздуха итд., и може имати и широкопојасну и ускопојасну природу. Широкопојасна бука може бити изазвана: а) лопатицама, пригушивачима и другим препрекама у путањи струјања ваздуха; б) ротацијом вентилатора у целини, ременима, прорезима итд.; в) наглим променама правца струјања или попречног пресека канала, разликама у брзинама струјања, одвајањем струјања услед граничних ефеката, ефектима компресије струјања итд. Ускопојасна бука може бити изазвана: а) резонанцама (ефекат органске цеви, вибрације жица, панела, конструктивних елемената итд.); б) стварањем вртлога на оштрим ивицама (узбуђивање ваздушног стуба); в) ротацијама (ефекат сирене, прорези, рупе, утори на ротирајућим деловима).
Ударци настали контактом различитих механичких елемената конструкције производе буку сличној оној коју изазивају удар чекићем, громоглас, резонанција празне кутије итд. Ударни звуци могу се чути при судару зуба зупчаника и при клизању оштећеног ремена. Ударни импулси могу бити толико краткотрајни да је за разликовање периодичних ударних импулса од транзијентних процеса потребна посебна опрема за снимање високог брзинског опсега. У области где се јавља много ударних импулса, преклапање њихових врхова ствара ефекат константног зујања.
Зависност вибрације од типа ослона вентилатора
Правилан избор конструкције ослонаца или темеља вентилатора неопходан је за његов непрекидан и безпроблеман рад. Да би се обезбедило поравнање ротирајућих компоненти приликом монтаже вентилатора, мотора и других погонских уређаја, користи се челични оквир или армирано-бетонска основа. Понекад покушај уштеде на конструкцији ослонаца доводи до немогућности одржавања потребне поравнатости машинских компоненти. Ово је нарочито неприхватљиво када су вибрације осетљиве на промене поравнања, посебно код машина које се састоје од одвојених делова повезаних металним везицама.
Темelj на који се поставља база такође може утицати на вибрације вентилатора и мотора. Ако је природна фреквенција темеља близу фреквенције ротације вентилатора или мотора, темељ ће резоновати током рада вентилатора. Ово се може открити мерењем вибрација на неколико места на темељу, околном поду и ослонцима вентилатора. Често у резонантним условима вертикална компонента вибрације значајно премашује хоризонталну. Вибрације се могу ублажити чинећи темељ крутијим или повећавајући његову масу. Чак и ако се елиминишу неуравнотеженост и неправилно поравнање, чиме се смањују принудне силе, и даље могу постојати значајни услови за вибрације. То значи да ако је вентилатор, заједно са својим ослоном, близу резонантне фреквенције, постизање прихватљивих вредности вибрација захтева прецизније балансирање и тачније поравнавање осовине него што је уобичајено за такве машине. Ова ситуација је непожељна и треба је избегавати повећањем масе и/или крутости ослона или бетонског блока.
Водич за праћење стања и дијагностику вибрација
Основни принцип праћења стања вибрација машина (у даљем тексту "стање") јесте посматрање резултата адекватно планираних мерења како би се идентификовао тренд раста нивоа вибрација и разматрао из угла потенцијалних проблема. Праћење је применљиво у ситуацијама када се оштећење развија споро, а погоршање стања механизма се манифестује кроз мерљиве физичке знаке.
Вибрације вентилатора, које настају развојем физичких дефеката, могу се пратити у одређеним интервалима, а када се открије пораст нивоа вибрација, учесталост праћења може се повећати и може се спровести детаљна анализа стања. У том случају, узроци промена вибрација могу се идентификовати на основу анализе фреквенције вибрација, што омогућава утврђивање неопходних мера и планирање њихове примене много пре него што оштећење постане озбиљно. Обично се мере сматрају неопходним када ниво вибрација порасте 1,6 пута или за 4 dB у односу на почетни ниво.
Програм праћења стања се састоји од неколико фаза, које се могу укратко формулисати на следећи начин:
- a) утврдите стање вентилатора и одредите почетни ниво вибрације (он може бити различит од нивоа добијеног током фабричких испитивања због различитих метода монтаже итд.);
- б) изаберите тачке мерења вибрације;
- c) одредити учесталост посматрања (мерења);
- d) успоставити поступак регистрације информација;
- e) утврдити критеријуме за процену вибрационог стања вентилатора, граничне вредности апсолутних вибрација и промена вибрација, сажети искуство у раду сличних машина.
Пошто вентилатори обично раде без проблема на брзинама које се не приближавају критичним, ниво вибрација не би требало значајно да се мења при благим променама брзине или оптерећења, али је важно напоменути да када вентилатор ради са променљивом брзином ротације, утврђене граничне вредности вибрација важе за максималну радну брзину ротације. Ако се максимална брзина ротације не може постићи у оквиру утврђених граничних вредности вибрација, то може указивати на озбиљан проблем и захтевати посебну истрагу.
Неке препоруке за дијагностику наведене у Прилогу Ц заснивају се на искуству рада вентилатора и намењене су за секвенцијалну примену приликом анализе узрока повећаних вибрација.
Да би се квалитативно проценила вибрација одређеног вентилатора и утврдиле смернице за даље поступке, могу се користити границе зона стања вибрација утврђене стандардом ISO 10816-1.
Очекује се да ће за нове вентилаторе њихови нивои вибрације бити испод граничних вредности наведених у табели 3. Ове вредности одговарају граници зоне А стања вибрације према ISO 10816-1. Препоручене вредности за нивое упозорења и искључивања утврђују се на основу анализе информација прикупљених о специфичним типовима вентилатора.
ИНФОРМАЦИЈЕ О УСКЛАЂЕНОСТИ
РЕФЕРЕНЦЕ МЕЂУНАРОДНИХ СТАНДАРДА КОРИШЋЕНИХ КАО НОРМАТИВНЕ РЕФЕРЕНЦЕ У ОВОМ СТАНДАРДУ
Табела H.1
|
Ознака референтног међудржавног стандарда
|
Ознака и назив референтног међународног стандарда и условна ознака његовог степена усаглашености са референтним међудржавним стандардом
|
|
GOST ISO 1940-1-2007
|
ISO 1940-1:1986. Вибрација. Захтеви за квалитет балансирања крутих ротора. Део 1. Одређивање дозвољеног небаланса (IDT)
|
|
GOST ISO 5348-2002
|
ISO 5348:1999. Вибрација и удар. Механичко монтирање акцелерометара (IDT)
|
|
GOST ISO 7919-1-2002
|
ISO 7919-1:1996. Вибрације нереципрочних машина. Мерења на ротирајућим осовинама и критеријуми за процену. Део 1. Опште смернице (IDT)
|
|
GOST ISO 10816-1-97
|
ISO 10816-1:1995. Вибрација. Оцењивање стања машина мерењем вибрација на неротирајућим деловима. Део 1. Опште смернице (IDT)
|
|
GOST ISO 10816-3-2002
|
ISO 10816-3:1998. Вибрација. Оцењивање стања машина мерењем вибрација на неротирајућим деловима. Део 3. Индустријске машине са номиналном снагом већом од 15 kW и номиналним брзинама од 120 до 15000 обртаја у минути, мерења на лицу места (IDT)
|
|
GOST 10921-90
|
ISO 5801:1997. Индустријски вентилатори. Испитивање перформанси уз употребу стандардизованих канала (NEQ)
|
|
GOST 19534-74
|
ISO 1925:2001. Вибрација. Уравнотежење. Вокабулар (NEQ)
|
|
GOST 24346-80
|
ISO 2041:1990. Вибрације и удари. Вокабулар (NEQ)
|
|
GOST 31322-2006 (ISO 8821:1989)
|
ISO 8821:1989. Вибрација. Балансирање. Смернице за узимање у обзир ефекта кључа када се балансирају осовине и уграђени делови (MOD)
|
|
GOST 31351-2007 (ISO 14695:2003)
|
ISO 14695:2003. Индустријски вентилатори. Методе мерења вибрација (MOD)
|
|
Напомена: У овој табели се користе следеће условне ознаке степена усклађености стандарда: IDT – идентични стандарди;
|
|
0 Comments