ISO 14694 — Chất lượng cân bằng & độ rung Dành cho quạt công nghiệp

Tiêu chuẩn ISO 14694 là gì?

Quạt là loại máy quay phổ biến nhất trong công nghiệp, tuy nhiên chúng có những đặc điểm độc đáo — cánh quạt có đường kính lớn, lực khí động học đáng kể, thường có cách bố trí rôto đúc hẫng và môi trường vận hành có tính biến đổi cao — phù hợp với tiêu chuẩn chuyên dụng. ISO 14694 loại bỏ sự mơ hồ trong việc giải thích các tiêu chuẩn có mục đích chung cho người hâm mộ bằng cách cung cấp các danh mục BV dành riêng cho ứng dụng và các bảng giới hạn độ rung có thể sử dụng trực tiếp trong thông số kỹ thuật mua hàng và thử nghiệm chấp nhận.

Tiêu chuẩn này bao gồm tất cả các loại quạt: quạt ly tâm (hướng tâm), quạt hướng trục, quạt hỗn hợp và quạt dòng chảy ngang với mọi kích cỡ, dùng cho mục đích cố định trên mặt đất. Tiêu chuẩn này không bao gồm máy bay, phương tiện đệm khí và các ứng dụng chuyên biệt tương tự.

Cấu trúc hai phần

Tiêu chuẩn ISO 14694 được chia thành hai phần bổ sung cho nhau, phản ánh hai hệ thống phân loại của nó:

• Phần 1 — BV (Chất lượng cân bằng): Xác định mức mất cân bằng dư cho phép đối với cánh quạt riêng lẻ, Trước khi lắp ráp. Đã được kiểm chứng trên một máy cân bằng.
• Phần 2 - chấp nhận rung động (Giới hạn rung động): Xác định độ rung vận hành tối đa cho quạt đã lắp ráp hoàn chỉnh. Được xác minh bằng phép đo trên vỏ ổ trục trong quá trình hoạt động theo Tiêu chuẩn ISO 10816 phương pháp luận.

Yêu cầu chất lượng cân bằng (các hạng BV)

Các loại BV quy định mức dư tối đa cho phép. mất cân bằng Đối với cánh quạt như một bộ phận độc lập. Mỗi loại BV tương ứng trực tiếp với một Tiêu chuẩn ISO 1940-1 cấp G. Việc lập bản đồ này là đóng góp quan trọng của tiêu chuẩn ISO 14694: nó loại bỏ việc phỏng đoán khi lựa chọn cấp độ G chính xác bằng cách cung cấp hướng dẫn cụ thể cho từng loại quạt.

Lựa chọn hạng BV phù hợp

• BV-1 (G 16): Ít yêu cầu nhất ISO danh mục 14694. Không sử dụng nó làm tốc ký cho quạt chính xác.
• BV-2 (G 16): Danh mục chung/cơ bản có cùng loại chất lượng cân bằng như BV-1, nhưng bối cảnh ứng dụng/rung động khác.
• BV-3 (G 6.3): Tiêu chuẩn cho đại đa số Bao gồm quạt công nghiệp — ly tâm và hướng trục, quạt cấp/hồi HVAC, thông gió quy trình. Đây là mặc định nếu không có loại BV nào được chỉ định trong hợp đồng.
• BV-4 (G 2,5): Danh mục quạt quan trọng/chất lượng cao hơn với khả năng cân bằng chặt chẽ hơn BV-3.
• BV-5 (G 1,0): Danh mục nghiêm ngặt nhất dành cho các ứng dụng chính xác. Đây là dung sai cân bằng chặt chẽ nhất trong ISO 14694.

Cân bằng trên một mặt phẳng so với cân bằng trên hai mặt phẳng

Tiêu chuẩn ISO 14694 tuân theo hướng dẫn của ISO 21940-12: cánh quạt hẹp (chiều rộng/đường kính L/D < 0,5, điển hình cho hầu hết các quạt ly tâm) cần một mặt phẳng cân bằng — đầy đủ U_mỗi Áp dụng cho một mặt phẳng. Cánh quạt rộng hoặc rôto quạt hướng trục dài (L/D ≥ 0,5) cần cân bằng động hai mặt phẳng — U_mỗi được chia đều giữa các mặt phẳng (đều nhau đối với rôto đối xứng, theo tỷ lệ đối với rôto không đối xứng).

Giới hạn rung khi vận hành

giới hạn rung động xác định băng thông rộng tối đa cho phép vận tốc rung RMS (mm/s) được đo trên vỏ ổ trục của toàn bộ quạt ở tốc độ và tải thiết kế, trong dải tần 10–1000 Hz. Tiêu chuẩn ISO 10816-1 phương pháp luận.

Nền móng cứng so với nền móng mềm

Giống như tiêu chuẩn ISO 10816, tiêu chuẩn ISO 14694 cũng thừa nhận rằng kết cấu đỡ có ảnh hưởng rất lớn đến độ rung được đo:

• Cứng: Quạt đặt trên nền bê tông cốt thép đồ sộ hoặc kết cấu thép nặng. Đầu tiên tần số tự nhiên của hệ thống đế quạt trên 1× RPM. Chỉ số rung động thấp hơn.
• Mềm: Quạt được đặt trên các bộ phận giảm chấn lò xo, miếng đệm cao su hoặc bệ thép nhẹ. Tần số tự nhiên đầu tiên dưới 1× RPM. Chỉ số rung động cao hơn — nhưng lực truyền đến tòa nhà thấp hơn.

Một số thông số kỹ thuật cho phép một loại rung BV cao hơn đối với quạt được lắp linh hoạt (ví dụ: giới hạn quy định cứng nhắc → giới hạn quy định linh hoạt cho cùng một ứng dụng).

Nguồn gốc khí động học của rung động quạt

Không giống như hầu hết các máy móc quay khác, quạt tương tác động với luồng không khí, tạo ra các nguồn rung động đặc thù của quạt:

• Tần số truyền qua cánh quạt (BPF): Mỗi quạt đều tạo ra độ rung ở mức BPF = số cánh quạt × tốc độ quay ÷ 60. Biên độ BPF quá lớn cho thấy có vấn đề về khe hở, biến dạng cửa hút gió hoặc tương tác giữa cánh dẫn hướng và cánh quạt.
• Biến dạng đầu vào: Các đoạn cong, van điều tiết hoặc vật cản gần cửa hút gió tạo ra dòng chảy không đồng đều → tải trọng cánh quạt định kỳ → sóng hài tốc độ trục.
• Dừng lại và tăng tốc: Việc vận hành xa điểm thiết kế sẽ gây ra sự mất ổn định khí động học — hiện tượng chết máy cánh quạt hoặc tăng áp đột ngột của hệ thống, tạo ra rung động và tiếng ồn trên dải tần rộng.
• Tích tụ vật liệu: Trong các máy thu bụi và nhà máy xi măng, cặn lắng không đều trên các cánh tạo ra sự mất cân bằng ngày càng tăng. Quạt A đáp ứng BV-3 khi chạy thử có thể vượt quá giới hạn rung được chỉ định trong vòng vài tuần.

Kiểm thử chấp nhận — Xác minh hai giai đoạn

Giai đoạn 1: Kiểm tra cân bằng cánh quạt (BV)

Cánh quạt được cân bằng trên một máy cân bằng đã được hiệu chuẩn. trước khi lắp ráp. Quy trình:

1. Lắp cánh quạt lên trục cân bằng của máy hoặc vào ổ trục riêng của nó.
2. Thực hiện cân bằng một mặt phẳng hoặc hai mặt phẳng (tùy thuộc vào tỷ lệ L/D).
3. Giảm sự mất cân bằng còn lại xuống dưới mức U._mỗi cho danh mục BV được chỉ định
4. Tài liệu: độ mất cân bằng ban đầu, khối lượng hiệu chỉnh được đặt vào, độ mất cân bằng dư cuối cùng
5. Tiêu chí đạt: dư cuối cùng ≤ U_mỗi đối với BV được chỉ định

Giai đoạn 2: Kiểm tra độ rung khi vận hành (chấp nhận độ rung)

Sau khi lắp ráp và cài đặt, quạt được kiểm tra trong điều kiện hoạt động:

1. Lắp đặt các cảm biến rung trên vỏ ổ trục — theo ba hướng vuông góc (V, H, A) tại mỗi ổ trục.
2. Cho quạt chạy ở tốc độ thiết kế và điểm vận hành; chờ ổn định nhiệt (15–30 phút).
3. Ghi lại vận tốc RMS băng thông rộng (mm/s) trong phạm vi 10–1000 Hz.
4. Tiêu chí đạt: số đọc đơn cao nhất từ ​​bất kỳ ổ trục nào theo bất kỳ hướng nào ≤ Giới hạn loại rung BV

Cân bằng tại hiện trường cho cánh quạt

Nhiều quạt công nghiệp phải được cân bằng tại hiện trường — có thể do cánh quạt quá lớn không thể tháo ra hoặc do mất cân bằng trong quá trình vận hành do tích tụ vật liệu, xói mòn hoặc hư hỏng cánh quạt. ISO 14694 ngầm hỗ trợ cân bằng trường như một cách thiết thực để duy trì sự tuân thủ BV và chấp nhận độ rung trong suốt thời gian vận hành của quạt.

Khi nào cần cân bằng tại hiện trường

• Độ rung của quạt vượt quá giới hạn rung được chỉ định và phổ FFT hiển thị thành phần 1× (mất cân bằng) chiếm ưu thế
• Sự tích tụ vật liệu đã làm thay đổi sự cân bằng của cánh quạt kể từ khi đưa vào vận hành.
• Thực hiện sửa chữa cánh quạt, thay thế cánh quạt hoặc thay thế tấm chắn chống mài mòn.
• Không thể tháo rời cánh quạt mà không cần tháo dỡ các bộ phận chính (đối với quạt ly tâm trong vỏ xoắn ốc).
• Lịch trình sản xuất không thể đáp ứng việc ngừng hoạt động dài ngày để cân bằng xưởng.

Quy trình với Balanset-1A

1. Cài đặt: Lắp cảm biến rung trên vỏ ổ trục (hướng xuyên tâm), hướng máy đo tốc độ laser vào trục. Chọn chế độ một mặt phẳng (F2) hoặc hai mặt phẳng (F3).
2. Lần chạy đầu tiên: Ghi lại độ rung cơ bản — biên độ và pha ở tốc độ trục gấp 1 lần. Ví dụ: 8,2 mm/s ở góc 135°.
3. Trọng lượng thử nghiệm: Gắn một vật có khối lượng đã biết (ví dụ: 20 g) lên cánh quạt hoặc trục quay dễ tiếp cận. Chạy lại, ghi lại vectơ mới. Ví dụ: 5,5 mm/s ở góc 210°.
4. Sửa lỗi: Phần mềm tính toán khối lượng và góc cần thiết. Ví dụ: "Thêm 35 g ở góc 285°." Có thể chia nhỏ trọng lượng để lắp lưỡi dao.
5. Xác minh: Lần chạy cuối cùng xác nhận độ rung dư dưới giới hạn rung được chỉ định. Kết quả điển hình: 1,0–2.0 mm/s sau một chu kỳ hiệu chỉnh.

Các trường hợp điển hình — Tiêu chuẩn ISO 14694 trong thực tiễn

Mối liên hệ với các tiêu chuẩn khác

Tiêu chuẩn ISO 14694 không tồn tại một cách độc lập — nó tham chiếu và dựa trên một số tiêu chuẩn quốc tế khác:

• ISO 1940-1 / ISO 21940-11: Hệ thống phân loại G mà BV sử dụng để tham khảo. Tiêu chuẩn ISO 14694 lựa chọn cấp độ G phù hợp cho từng loại quạt.
• ISO 10816-1 / ISO 20816-1: Phương pháp đo rung động chung. giới hạn rung động được bắt nguồn từ và tương thích với ISO 10816 vùng.
• ISO 10816-3: Máy móc công nghiệp 15–300 kW. Quạt trong phạm vi này có thể sử dụng một trong hai tiêu chuẩn, nhưng ISO 14694 cung cấp hướng dẫn cụ thể hơn về quạt.
• ISO 5801: Kiểm tra hiệu suất của quạt. Các thử nghiệm chấp nhận rung tham khảo các điều kiện vận hành của tiêu chuẩn này.
• ISO 13347: Âm thanh của quạt (tiếng ồn). Có liên quan nhưng riêng biệt — việc giảm rung động thường làm giảm sự truyền tiếng ồn.
• AMCA 204: Tiêu chuẩn rung động quạt Bắc Mỹ. Phạm vi tương tự; quạt đáp ứng tiêu chuẩn này thường cũng đáp ứng tiêu chuẩn kia.

Tiêu chuẩn chính thức: Tiêu chuẩn ISO 14694 trên ISO Store →

← Trở lại Mục lục Thuật ngữ