Tại sao cân bằng quạt hút là quan trọng

Sự mất cân bằng trong quạt hút dẫn đến tăng độ rung, tiếng ồn, mất năng lượng và hao mòn linh kiện sớm. Đối với bất kỳ quạt nào hoạt động liên tục hoặc dưới tải — cho dù trong các tòa nhà dân cư, hệ thống HVAC thương mại hay thông gió công nghiệp — dynamic balancing là điều cần thiết cho độ tin cậy, hiệu suất và an toàn.

Hậu quả của sự mất cân bằng quạt

Ngay cả sự bất đối xứng phân bố khối lượng nhỏ cũng có thể tạo ra lực ly tâm đáng kể ở tốc độ vận hành. Những lực này dẫn đến:

• Rung động quá mức: Sự mất cân bằng tạo ra tải trọng động gây căng thẳng cho ổ trục, giá đỡ và kết nối ống dẫn.
• Phát ra tiếng ồn: Tiếng ồn định kỳ từ cánh quạt cho thấy sự quay không cân bằng và thường che giấu các vấn đề cơ học sâu hơn.
• Sự xuống cấp của ổ trục và ổ trục: Năng lượng rung động làm giảm tuổi thọ của ổ trục và có thể làm trục bị lệch hoặc mỏi.
• Luồng khí không hiệu quả: Cánh quạt rung lắc làm mất tính đối xứng của dòng chảy, làm giảm áp suất và tăng công suất tiêu thụ.

Nguyên nhân gây mất cân bằng là gì?

Sự mất cân bằng có thể là do dung sai của nhà máy, lắp ráp không đúng cách hoặc hao mòn tại hiện trường. Bụi tích tụ, cánh quạt bị ăn mòn, mối hàn không đồng nhất hoặc thậm chí biến dạng nhỏ trong quá trình vận chuyển có thể làm thay đổi sự phân bổ khối lượng. Đối với quạt trên mái nhà, thời tiết làm cho các yếu tố này trở nên tồi tệ hơn. Sự không thẳng hàng của ròng rọc hoặc giá đỡ linh hoạt có thể khuếch đại các triệu chứng nhưng không phải là nguyên nhân gốc rễ.

Các loại quạt cần cân bằng

Bất kỳ cụm quạt quay nào cũng có thể cần cân bằng trong suốt vòng đời của nó. Điều này bao gồm:

• Quạt hút hướng trục có cánh quạt dài và nhẹ
• Quạt ly tâm cong ngược được sử dụng trong HVAC và các thiết lập công nghiệp
• Quạt lưu lượng hỗn hợp trong các ứng dụng áp suất cao hoặc tốc độ thay đổi
• Quạt cánh hướng tâm cho không khí bị ô nhiễm hoặc chứa nhiều hạt

Mỗi loại có những thách thức tiếp cận và kiểu rung khác nhau, đòi hỏi vị trí đo và cấu hình mặt phẳng cân bằng phù hợp.

Cân bằng bao lâu một lần?

Khoảng thời gian cân bằng phụ thuộc vào giờ hoạt động và môi trường. Đối với HVAC thương mại, kiểm tra hàng năm có thể đủ. Trong các hệ thống công nghiệp hoặc ăn mòn, việc theo dõi độ rung nên được thực hiện theo quý. Nên cân bằng lại nếu vận tốc rung vượt quá 4,5 mm/giây, lưu lượng khí giảm hoặc xảy ra tiếng ồn bất ngờ.

Quy trình cân bằng quạt từng bước

1. Cài đặt và thiết lập cảm biến: Lắp cảm biến rung vuông góc với trục quay — một cảm biến trên mỗi vỏ ổ trục. Cố định máy đo tốc độ laser bằng đế từ và hướng nó vào một miếng băng phản quang trên rôto. Kết nối tất cả các cảm biến với thiết bị Balanset-1A và thiết bị với máy tính xách tay qua USB.
2. Đo lường ban đầu: Khởi chạy phần mềm Balanset-1A. Chọn chế độ "Cân bằng hai mặt phẳng" và nhập tên và vị trí của quạt. Chạy quạt ở tốc độ vận hành và đo độ rung ban đầu ở cả hai mặt phẳng. Điều này cung cấp biên độ cơ sở và pha đọc cho từng cảm biến.
3. Quy trình thử nghiệm trọng lượng: Gắn một quả cân thử có khối lượng đã biết vào mặt phẳng đầu tiên (phía lắp cảm biến đầu tiên). Khởi động rô-to và ghi lại mức độ rung một lần nữa. Đảm bảo biên độ hoặc pha rung đã thay đổi ít nhất 20% — điều này xác nhận rằng quả cân đang tác động đúng cách đến hệ thống.
4. Kiểm tra máy bay thứ hai: Di chuyển cùng một trọng lượng thử nghiệm đến mặt phẳng thứ hai và thực hiện một phép đo rung động khác. Hệ thống hiện có đủ dữ liệu từ cả hai mặt phẳng để tính toán hệ số ảnh hưởng và hiệu chỉnh sự mất cân bằng.
5. Correction Calculation: Phần mềm tự động tính toán khối lượng hiệu chỉnh và góc cần thiết cho mỗi mặt phẳng, dựa trên kết quả thử nghiệm và hệ số ảnh hưởng được lưu trữ. Các góc được tham chiếu từ vị trí trọng lượng thử nghiệm, theo hướng quay.
6. Cài đặt trọng lượng hiệu chỉnh: Tháo quả cân thử. Đo chính xác và lắp khối hiệu chỉnh đã tính toán theo bán kính và góc quy định. Cố định chúng chắc chắn bằng phương pháp hàn, bu lông hoặc các phương pháp khác phù hợp với tốc độ quay và môi trường.
7. Xác minh cuối cùng: Khởi động lại rôto và thực hiện một thử nghiệm rung mới. Phần mềm sẽ hiển thị mức độ rung còn lại. Nếu cần, có thể thêm trọng lượng tinh chỉnh bổ sung. Cân bằng được coi là thành công khi giá trị rung nằm trong giới hạn dung sai ISO 1940.

Công cụ được đề xuất: Balanset-1A

The Balanset-1A Hệ thống cân bằng di động được tối ưu hóa để hiệu chỉnh rôto tại chỗ. Nó bao gồm:

• Phạm vi đo: 0,02–80 mm/giây (tốc độ rung)
• Dải tần số: 5–550 Hz
• Phạm vi vòng quay: 100 đến 100.000
• Độ chính xác pha: ±1°
• Phân tích phổ FFT và tuân thủ ISO 1940

Tất cả dữ liệu được lưu trữ, cho phép sử dụng lại các hệ số ảnh hưởng và chẩn đoán dài hạn. Hệ thống hoạt động trực tiếp trong ổ trục của quạt mà không cần phải tháo rời hoặc tháo rời thiết bị.

Kinh nghiệm thực tế: Cân bằng mái nhà trong thời tiết lạnh

Trong quá trình bảo dưỡng gần đây tại một tòa nhà cao tầng dân dụng, quạt thông gió trên mái nhà đã được cân bằng trong điều kiện dưới 0 độ C (-6°C). Mặc dù có gió và hạn chế về khả năng tiếp cận, Balanset-1A vẫn cho phép thiết lập nhanh và chẩn đoán chính xác. Kết quả: tốc độ rung giảm từ 6,8 mm/giây xuống dưới 1,8 mm/giây, khôi phục hiệu suất quạt và kéo dài tuổi thọ ổ trục.

Sửa chữa tạm thời so với sửa chữa vĩnh viễn

Trọng lượng thử nghiệm chỉ được sử dụng trong quá trình hiệu chuẩn. Hiệu chỉnh vĩnh viễn sử dụng thép, nhôm hoặc thép không gỉ, được lựa chọn dựa trên môi trường (ví dụ: rủi ro ăn mòn). Việc buộc chặt an toàn là điều cần thiết để ngăn ngừa mất khối lượng trong quá trình quay. Các kỹ thuật chia khối lượng giúp cân bằng ở những vị trí chật hẹp hoặc không thể tiếp cận.

Những thách thức trong các cơ sở lắp đặt hạn chế

Trong các hệ thống ống dẫn hoặc gắn trên trần, việc tiếp cận cánh quạt bị hạn chế. Kỹ thuật viên có thể cần phải làm việc qua các tấm tiếp cận hoặc sử dụng các đầu dò dài. Đầu cảm biến nhỏ gọn và giao diện USB của Balanset-1A cho phép đo từ xa trong khi quạt vẫn hoạt động.

Giám sát sau khi cân bằng

Sau khi cân bằng, hãy thiết lập đường cơ sở rung động. Sử dụng nó để bảo trì dự đoán bằng cách theo dõi các thay đổi theo thời gian. Phần mềm Balanset-1A lưu trữ biểu đồ rung động và quang phổ, giúp xác định các vấn đề mới trước khi chúng gây ra thiệt hại — chẳng hạn như tích tụ bụi, dịch chuyển cấu trúc hoặc xuống cấp ổ trục.

Khi nào không nên cân bằng

Không thực hiện cân bằng trên rotor bị hư hỏng cơ học: cánh quạt bị nứt, trục cong vênh, ổ trục bị lỏng hoặc giá đỡ bị lỏng. Trước tiên, phải sửa chữa những thứ này. Cân bằng chỉ khắc phục các vấn đề liên quan đến khối lượng, không phải các khiếm khuyết về cấu trúc.

Conclusion

Cân bằng không phải là một nhiệm vụ một lần — đó là một phần cốt lõi của việc bảo trì thiết bị quay. Với các công cụ như Balanset-1A, các kỹ thuật viên thực địa có thể thực hiện các hiệu chỉnh rôto chính xác, có thể lặp lại trong điều kiện thực tế. Điều này làm giảm thời gian chết, cải thiện chất lượng không khí và đảm bảo hoạt động ổn định trong bất kỳ mùa hoặc ứng dụng nào. Đối với các hệ thống quan trọng, cân bằng là khoản đầu tư vào thời gian hoạt động, không chỉ là kiểm soát độ rung.