Балансування вентилятора & усунення вібрації та подовження ресурсу обладнання

Уявіть собі високошвидкісний промисловий вентилятор, який сильно трясеться, а болти послаблюються з кожним обертом. Цей кошмарний сценарій часто спричинений незначним дисбалансом ротора вентилятора. Надмірні вібрації та шум – це більше, ніж просто неприємності, це попереджувальні ознаки проблеми, яка може призвести до дорогого простою та ремонту.

Балансування вентилятора – це процес виправлення цього дисбалансу. Це одна з найбільш затребуваних процедур в обслуговуванні обладнання, оскільки вентилятори дуже чутливі до будь-якого нерівномірного розподілу ваги. Навіть найменше відхилення може призвести до значних вібрацій. Дисбаланс виникає, коли геометричний центр вала вентилятора не збігається з його центром мас. Чим вища швидкість обертання вентилятора, тим важливішим стає точне балансування.

Наприклад, дисбаланс всього в 20 грамів на краю великого ротора вентилятора, що обертається зі швидкістю 3000 об/хв, може генерувати відцентрову силу близько 900 Н — приблизно як 90-кілограмова гиря, що б'є по підшипниках 50 разів на секунду. Не дивно, що якщо такий дисбаланс не виправити, він швидко призводить до пошкодження.

Що викликає дисбаланс вентилятора?

Найпоширеніші причини дисбалансу вентиляторів включають в себе наступні:

• Абразивний знос лопатей вентилятора
• Накопичення бруду на лопатях вентилятора
• Нещільне складання або неправильне вирівнювання крильчатки на маточині
• Коливання температури в корпусі або на валу вентилятора
• Втрата балансувального вантажу (раніше доданого)
• Деформація леза (вигин або пошкодження)

Чому важливе балансування вентиляторів?

Робота незбалансованого вентилятора призводить до вібрацій, небезпечних для всієї конструкції. Надмірна вібрація призводить до збільшення споживання енергії, прискореного зносу та часто передчасного виходу з ладу підшипників (як на валу, так і в опорних конструкціях). Це може навіть спричинити незаплановані простої через поломки.

З іншого боку, добре збалансований вентилятор:

• Працювати ефективніше (менше втрат енергії)
• Менше навантажувати свої компоненти
• Збільшення терміну служби підшипників та інших деталей
• Працюйте тихіше

Коротше кажучи, незалежно від того, чи встановлюєте ви новий вентилятор, чи обслуговуєте існуючий, ніколи не слід пропускати етап балансування під час технічного обслуговування.

Важливо: Хоча дисбаланс є найпоширенішою причиною високої вібрації у вентиляторах, це не єдина причина. Структурні проблеми, надмірні зазори, проблеми з ремінними приводами, перекоси, тріщини в роторі або несправні підшипники також можуть створювати вібрацію. Вкрай важливо, щоб досвідчений спеціаліст з вібраційної діагностики визначив першопричину будь-якої підвищеної вібрації, перш ніж вважати, що балансування вирішить проблему.

Коментар спеціаліста

Як показує досвід, люди часто звертаються за послугами балансування, коли спостерігається підвищення вібрації. Однак балансування насправді є останнім кроком у зменшенні вібрації. Перш ніж переходити до цього кроку, необхідно ретельно вібродіагностика необхідно провести ретельну вібродіагностику стану обладнання. Будь-які недоліки – такі як дефекти муфт, порушення центрування валів або недостатня жорсткість опорної конструкції – слід спочатку виявити та усунути. Лише після цього слід переходити до етапу балансування, якщо воно все ще потрібне.

Наприклад, нещодавно один клієнт запросив балансування вентилятора для сушильної установки. Наші вимірювання вібрації (зокрема, спектр швидкості вібрації) показали наявність механічного розхиту. Під час огляду ми виявили пошкодження в місці кріплення опорної конструкції вентилятора до фундаменту. Після повторного закріплення опор та повторної діагностики ми виявили, що залишковий дисбаланс знаходиться в допустимих межах. У цьому випадку балансування більше не було потрібним. Такі проблеми, як розхитаний фундамент або перекіс, перешкоджатимуть успішному балансуванню. Пам'ятайте, що балансування слід виконувати лише на машині, яка перебуває в справному механічному стані.

Як виконується балансування вентиляторів

Наші спеціалісти зазвичай виконують балансування вентилятора (або балансування крильчатки, або всього колеса вентилятора) на місці з використанням власних підшипників вентилятора. Такий підхід до балансування на місці забезпечує максимальну точність і швидкість без потреби в розбиранні, уникаючи зайвого втручання в конструкцію обладнання.

У кожному балансувальному проекті ми прагнемо досягти найменшого можливого залишкового дисбалансу та дотримуємося стандартів якості балансування. ISO 21940-11 (раніше ISO 1940-1) для відповідного класу обладнання. Для цього ми використовуємо портативний прилад для динамічного балансування — аналізатор вібрації Balanset-1A.

Задіяні кроки:

Процес балансування складається з кількох етапів. Кількість використовуваних датчиків та їх розташування можуть бути вказані виробником вентилятора. Загальні рекомендації рекомендують розміщувати датчики на підшипниках вала вентилятора та на корпусі. Якщо це неможливо через конструктивні обмеження, то датчики слід встановлювати в місцях, максимально безпосередньо пов'язаних з підшипниками.

1. Встановіть датчики вібрації перпендикулярно до осі обертання ротора.

   

2. Встановіть тахометр на магнітну підставку.

   

3. Наклейте світловідбиваючу стрічку на шків і направте датчик обертів на стрічку.
4. Підключіть датчики вібрації до балансувального пристрою, а пристрій – до ноутбука.

   

5. Запустіть програму для балансування на ноутбуці.
6. Виберіть режим балансування у двох площинах.

   

7. Введіть ідентифікаційний номер ротора (назву або номер) та його розташування.
8. Зважте пробний вантаж та введіть його значення й радіус, на якому він буде встановлений.

   

9. Запустіть вентилятор (ротор) та виміряйте початковий рівень вібрації (базовий).

   

10. Встановіть пробний вантаж у першій площині корекції на роторі вентилятора.
11. Знову увімкніть вентилятор і проведіть друге вимірювання вібрації.
12. Переконайтеся, що амплітуда або фаза вібрації змінилася щонайменше на 20% (це означає, що пробний вантаж дав вимірюваний ефект).
13. Зніміть пробний вантаж із першої площини та встановіть його на другу площину ротора.
14. Знову увімкніть вентилятор і проведіть третє вимірювання вібрації.
15. Потім програмне забезпечення розраховує необхідні коригувальні вантажі та кути, під якими їх розмістити в першій та другій площинах.

    

16. Зніміть пробний вантаж з ротора.
17. Підготуйте постійний коригувальний вантаж заданої маси (як розраховано).
18. Прикріпіть або приваріть коригувальний(і) вантаж(и) до ротора у зазначених місцях.

    

19. Знову запустіть вентилятор і переконайтеся, що балансування пройшло успішно (рівень вібрації тепер знаходиться в допустимих межах).
20. Якщо програмне забезпечення пропонує подальші незначні коригування, додайте додаткову вагу, як рекомендовано, та перевірте баланс, доки вібрація не зменшиться до мінімуму.

Дотримуючись цієї процедури, ми забезпечуємо високий рівень точності балансування вентиляторів, що сприяє довгостроковій ефективності та надійності вашого промислового обладнання.

Висновок

Правильне балансування вентиляторів усуває одне з основних джерел вібрації машин. Результатом є плавніша та надійніша робота вашого обладнання. Нехтування цим кроком може призвести до дорогих поломок, тоді як регулярне балансування (після усунення будь-яких основних механічних проблем) заощадить ваш час і гроші в довгостроковій перспективі. Не чекай щоб вентилятор буквально розсипався від вібрації — включіть балансування до стандартної програми технічного обслуговування, щоб захистити обладнання й підтримувати його оптимальну роботу.

Часті запитання

Що викликає дисбаланс вентилятора?

Дисбаланс вентилятора зазвичай спричинений нерівномірним розподілом маси в обертових частинах. До поширених причин належать абразивне зношування лопатей вентилятора, накопичення бруду на лопатях, нещільно закріплені або неправильно вирівняні робочі колеса, коливання температури, що спричиняють розширення або стискання матеріалу, втрата раніше встановлених балансувальних вантажів або фізична деформація лопатей.

Чому важливе балансування вентиляторів?

Незбалансований вентилятор створює надмірну вібрацію, яка може пошкодити його та підключене обладнання. Балансування вентилятора зменшує ці вібрації, запобігаючи втратам енергії та мінімізуючи навантаження на підшипники та інші компоненти. Правильно збалансований вентилятор також працює тихіше та ефективніше, подовжуючи термін служби обладнання.

Як збалансувати вентилятор?

Балансування вентилятора виконується шляхом додавання або видалення маси на роторі вентилятора (робочому колесі) для усунення дисбалансу маси. Загальний процес включає вимірювання вібрації вентилятора, визначення місця дисбалансу, а потім кріплення невеликих коригувальних вантажів у певних положеннях на роторі, щоб його компенсувати. Сучасні портативні балансувальні прилади використовують датчики та програмне забезпечення для керування цим процесом і розрахунку точної маси та потрібного місця встановлення. (Докладніше див. покрокову процедуру вище.)

Коли слід балансувати промисловий вентилятор?

Промисловий вентилятор слід балансувати щоразу, коли ви помічаєте надмірну вібрацію або після будь-яких ремонтних/технічних робіт, які можуть порушити його баланс (наприклад, заміна або зварювання лопатей вентилятора). Нові вентилятори зазвичай добре збалансовані виробником, але з часом знос і накопичення матеріалу можуть призвести до дисбалансу. Рекомендується періодично перевіряти рівень вібрації в рамках технічного обслуговування та виконувати балансування, якщо цей рівень перевищує рекомендовані межі.

Чи можна виконати балансування вентиляторів на місці?

Так. Балансування вентиляторів часто можна виконати на місці (in situ) за допомогою портативного балансувального обладнання. Балансування на місці, як і описана вище послуга, використовує власні підшипники вентилятора та не вимагає розбирання машини. Це економить час і гарантує балансування вентилятора за нормальних умов експлуатації.