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Balanset-1A full kit portable balancer and vibration analyzer

便攜式平衡儀 & 振動分析儀 Balanset-1A

1,975.00 + 增值稅(如適用)

SKU: BS-1
分類:

風機動平衡校正

(資訊引用自 GOST 31350-2007「振動。工業風機。產生振動和動平衡品質要求」——基於 ISO 14694:2003「工業風機 — 平衡品質和振動等級規範」制定的跨國標準)

來源註釋:本頁基於等效於 ISO 14694:2003 的風機振動和平衡品質要求,以及相關的跨國 (GOST) 採用 ISO 標準,其編號與原始 ISO 出版物編號不同。若出現較舊的 ISO 1940-1 術語,當前的平衡品質標準為 ISO 21940-11(前身為 ISO 1940-1)。

振動 風機產生的振動是其最重要的技術特性之一。它表明了產品的設計和製造品質。振動增加可能表明風機安裝不當、技術狀況惡化等。因此,通常在驗收測試、安裝調試前以及執行機器狀態監測計劃時測量風機振動。風機振動資料也用於其支撐和連接系統(風管)的設計。振動測量通常在進氣和排氣口敞開的情況下進行,但應注意,風機振動會隨氣流空氣動力學、轉速和其他特性的變化而顯著變化。
GOST ISO 10816-1-97 (ISO 10816-1:1995)、GOST ISO 10816-3-2002 (ISO 10816-3:1998) 和 GOST 31351-2007 (ISO 14695:2003) 確定了測量方法並定義了振動感測器位置。若進行振動測量以評估其對風管或風機底座的影响,測量點將相應選擇。
風機振動量測可能耗資不菲,有時其成本甚至遠超過產品本身的製造成本。因此,僅當超過特定數值表示風機故障時,才應對個別離散振動分量或頻帶內之振動參數數值設限。振動量測點數量亦應根據量測結果之預期用途加以限制。通常,僅在風機支撐處量測振動即足以評估風機之振動狀態。
基座是風機安裝於其上並為風機提供必要支撐之結構。基座之質量與剛性經選擇以避免透過其傳遞之振動被放大。
支撐結構分為兩種類型:
  • 柔性支撐:風機支撐系統設計使其第一自然頻率顯著低於風機之運轉旋轉頻率。在判定支撐之柔性程度時,應考慮風機與支撐結構間之彈性插件。支撐之柔性係透過將風機懸掛於彈簧上,或將支撐置於彈性元件(彈簧、橡膠隔振器等)上來確保。懸掛系統(含風機)之自然頻率通常小於對應於被測風機最低轉速之頻率之 25%。
  • 剛性支撐:風機支撐系統設計使其第一自然頻率顯著高於運轉旋轉頻率。風機基座之剛性為相對概念。應與機器軸承之剛性比較考量。軸承座振動與基座振動之比值特徵化了基座柔性之影響。若靠近機器機腳或支撐框架處之基座振動振幅(任何方向)小於於最近軸承支撐處獲得之最大振動量測結果(任何方向)之 25%,則可將基座視為剛性且質量足夠大。
由於工廠測試期間風機安裝於其上之臨時基座之質量與剛性,可能與運轉現場之安裝條件顯著不同,故工廠條件之限值適用於旋轉頻率範圍內之窄頻帶振動,而現場風機測試則適用於決定機器整體振動狀態之寬頻帶振動。運轉現場為風機之最終安裝位置,其運轉條件已定義。
風機類別(BV 類別)
風機根據其預期用途的特性進行分類, 動平衡精度等級,以及建議的振動參數限值。風機的設計和用途是允許根據可接受的 不平衡 值和振動等級 (BV 類別) 對許多類型的風機進行分類的標準。
表 1 呈現了根據風機應用條件(考慮允許之不平衡值與振動級別)可歸屬之類別。風機類別由製造商決定。

表 1 – 風機類別

應用條件 範例 耗電量,kW BV 類別
住宅與辦公空間 吊扇與閣樓風機、窗型空調 ≤ 0.15 BV-1
> 0.15 BV-2
建築與農業場所 通風與空調系統用風機;系列設備中之風機 ≤ 3.7 BV-2
> 3.7 BV-3
工業製程與發電 密閉空間、礦井、輸送機、鍋爐、風洞、氣體清潔系統中之風機 ≤ 300 BV-3
> 300 參見 ISO 10816-3
運輸,含船舶 火車、卡車與汽車上之風機 ≤ 15 BV-3
> 15 BV-4
隧道 地鐵、隧道、停車場通風用風機 ≤ 75 BV-3
> 75 BV-4
任意 BV-4
石化生產 排除有害氣體及其他製程用風機 ≤ 37 BV-3
> 37 BV-4
電腦晶片生產 潔淨室用風機 任意 BV-5
備註
1 本標準僅考慮功率小於 300 kW 之風機。功率更大之風機振動評估依據 ISO 10816-3。然而,標準系列電動馬達之額定功率可達 355 kW。配備此類電動馬達之風機應依據本標準進行驗收。
2 表 1 不適用於用於熱交換器、冷卻塔等之大直徑(通常為 2800 至 12500 mm)低速輕型軸流風機。此類風機之動平衡校正精度等級應為 G16,風機類別為 BV-3
購買個別轉子元件(輪或葉輪)以供後續安裝於風機時,應遵循這些元件之動平衡校正精度等級(見表 2);購買整台風機時,亦應考慮工廠振動測試結果(表 4)與現場振動(表 5)。通常這些特性已達成協議,故可根據其 BV 類別選擇風機。
表 1 所定之類別為風機正常使用之典型,但在有正當理由之情況下,客戶可要求不同 BV 類別之風機。建議在設備供應合約中明確定義風機之 BV 類別、動平衡校正精度等級與可接受之振動級別。
客戶與製造商可就風機安裝條件另行協議,使組裝風機之工廠測試能考慮運轉現場之計畫安裝條件。若無此類協議,工廠測試對基座類型(剛性或柔性)無限制。

風機動平衡校正

一般規定
風機製造商負責 動平衡校正 根據相關法規文件對風機進行分類。該標準基於 ISO 1940-1的要求。動平衡通常在高度靈敏、專門設計的 動平衡機上進行,以準確評估 剩餘不平衡.
風機動平衡校正精度等級
風機葉輪的動平衡校正精度等級應依照表 2 執行。風機製造商可對多個組裝元件進行動平衡校正,這些元件除葉輪外,還可能包括軸、聯軸器、皮帶輪等。此外,個別組裝元件也可能需要進行動平衡校正。

表 2 – 動平衡校正精度等級

風機類別
轉子(葉輪)動平衡校正精度等級
BV-1
G16
BV-2
G16
BV-3
G6.3
BV-4
G2.5
BV-5
G1.0
註:BV-1 類別的風機可能包含重量低於 224 g 的小型風機,對於這類風機,難以維持指定的動平衡校正精度。在此情況下,應透過製造工藝確保質量相對於風機旋轉軸的分布均勻性。

風機振動測量

量測要求
一般規定
圖 1 – 4 顯示了每個風機軸承上的一些可能測量點和方向。表 4 中給出的值與垂直於旋轉軸線方向的測量相關。工廠測試和現場測量的測量點數量和位置由製造商自行決定或與客戶協商確定。建議在風機葉輪軸(葉輪)的軸承上進行測量。若無法做到,應將感測器安裝在確保其與軸承之間機械連接最短的位置。感測器不應安裝在未支撐的面板、風機外殼、外殼元件或其他未直接連接到軸承的位置(此類測量結果可用,但不用於評估風機的振動狀態,而是用於獲取傳遞到風管或底座的振動資訊 – 參見 ISO 14695 (GOST 31351) 和 ISO 5348。
Fan vibration measurement directions transmitted to the duct or base per ISO 14694 and ISO 5348
圖 1. 水平安裝軸流風機的三軸感測器位置
Three-coordinate vibration sensor location for a horizontally mounted axial fan
圖 2. 單吸離心風機的三軸感測器位置
Three-coordinate vibration sensor location for a single-suction radial fan
圖 3. 雙吸離心風機的三軸感測器位置
Three-coordinate vibration sensor location for a double-suction radial fan
圖 4. 垂直安裝軸流風機的三軸感測器位置
水平方向的測量應與軸線成直角進行。垂直方向的測量應與水平測量方向成直角,且垂直於風機軸。縱向測量應平行於軸線進行。
使用慣性式感測器進行測量
本標準中指定的所有振動值均指使用慣性式感測器進行的測量,其信號會重現軸承座的運動。
所使用的感測器可以是加速規或速度感測器。應特別注意感測器的正確安裝:在支撐表面上無間隙、無晃動及共振。感測器及其安裝系統的尺寸和質量不應過大,以避免對測得的振動產生顯著影響。由感測器安裝方法和測量系統校準引起的總誤差不應超過測量值的 +/- 10%。
使用非接觸式感測器進行測量
經使用者與製造商協議,可制定滑動軸承內軸最大允許位移(參見 ISO 7919-1)的要求。相關測量可使用非接觸式感測器進行。
在此情況下,測量系統會確定軸表面相對於軸承座的位移。顯然,允許的位移振幅不應超過軸承游隙的值。游隙值取決於軸承的尺寸和類型、負荷(徑向或軸向)以及測量方向(某些軸承設計具有橢圓形孔,其水平方向的游隙大於垂直方向)。需要考慮的因素繁多,無法設定統一的軸位移限制,但表 3 提供了一些建議。該表中給出的值代表軸承在各個方向總徑向游隙值的百分比。
表 3 – 軸承內最大相對軸位移
風機振動狀態 最大建議位移,游隙值的百分比(沿任意軸)
調試/滿意狀態 低於 25%
警告 +50%
停機 +70%
1) 特定軸承的徑向和軸向游隙值應向其供應商取得。
給定的值已考慮軸表面的「虛假」位移。這些「虛假」位移會出現在測量結果中,因為除了軸振動外,如果軸彎曲或形狀不圓,機械偏擺也會影響這些結果。使用非接觸式感測器時,測量結果還將包括由測量點軸材料的磁性和電氣特性決定的電氣偏擺。認為在風機調試及後續正常運行期間,測量點機械偏擺和電氣偏擺之和的範圍不應超過以下兩個值中的較大者:0.0125 mm 或測量位移值的 25%。偏擺是透過緩慢旋轉軸(速度為 25 至 400 rpm)來確定的,此時不平衡力對轉子的影響可忽略不計。為滿足既定的偏擺公差,可能需要进行額外的軸加工。非接觸式感測器應盡可能直接安裝在軸承座上。
給定的限制值僅適用於以額定模式運行的風機。如果風機設計允許變速運行,由於共振的不可避免影響,在其他速度下可能會出現更高的振動水平。
如果風機設計允許改變進氣口處葉片相對於氣流的相對位置,則給定的值應適用於葉片完全打開的條件。應注意的是,氣流失速,特別是在葉片相對於進氣氣流角度較大時明顯的失速,可能會導致振動水平升高。

風機支撐系統

風機安裝後的振動狀態是考慮支撐剛性來確定的。如果「風機 – 支撐」系統的第一自然頻率超過轉速,則支撐被視為剛性。通常,當安裝在大型混凝土基礎上時,支撐可視為剛性;而當安裝在隔振器上時,則視為柔性。常用於安裝風機的鋼框架可能屬於這兩種支撐類型中的任何一種。如果對風機支撐類型有疑問,可進行計算或測試以確定系統的第一自然頻率。在某些情況下,風機支撐在一個方向上應視為剛性,而在另一個方向上應視為柔性。

工廠測試期間風機允許振動的限制

表 4 中給出的限制振動水平適用於組裝好的風機。它們與工廠測試期間使用的轉速在軸承支撐處進行的窄帶振動速度測量有關。
表 4 – 工廠測試期間的限制振動值
風機類別 限制 RMS 振動速度,mm/s
剛性支撐 柔性支撐
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
備註
1 將窄帶振動的振動速度單位轉換為位移或加速度單位的規則在附錄 A 中指定。
2 本表中的值適用於進氣導葉打開模式下運行的風機的額定負荷和額定轉速。其他負荷條件的限制值應由製造商與客戶協議確定,但建議它們不應超過表值 1.6 倍以上。

現場測試期間風機允許振動的限制

運行現場任何風機的振動不僅取決於其動平衡校正品質。與安裝相關的因素,如支撐系統的質量和剛性,也會產生影響。因此,除非合同中另有規定,否則風機製造商不對風機在運行現場的振動水平負責。
表 5 提供了各類別風機正常運行期間的建議限制值(以軸承座上的寬帶振動速度單位表示)。

表 5 – 運行現場的限制振動值

風機振動狀態 風機類別 限制 RMS 振動速度,mm/s
剛性支撐 柔性支撐
調試 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
警告 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
停機 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) BV-1 和 BV-2 類別風機的停機水平是基於對振動測量結果的長期分析確定的。
正在調試的新風機的振動不應超過「調試」水平。隨著風機的運行,由於磨損過程和影響因素的累積效應,其振動水平預計會增加。這種振動增加通常是自然的,在達到「警告」水平之前不應引起擔憂。
達到「警告」振動水平時,必須調查振動增加的原因並確定降低振動的措施。風機在此狀態下的運行應處於持續監控之下,並限制在識別消除振動增加原因所需措施的時間內。
如果振動水平達到「停機」水平,必須立即採取措施消除振動增加的原因,否則應停止風機。延遲將振動水平降至可接受水平可能會導致軸承損壞、轉子裂紋以及風機外殼焊接點的問題,最終導致風機毀壞。
在評估風機的振動狀態時,監測振動水平隨時間的變化至關重要。振動水平的突然變化表明需要立即進行風機檢查和維護措施。在監測振動變化時,不應考慮由潤滑劑更換或維護程序等引起的過渡過程。

組裝程序的影響

除了葉輪外,風機還包括其他可能影響風機振動水平的旋轉元件:驅動皮帶輪、皮帶、聯軸器、馬達轉子或其他驅動裝置。如果訂單條件要求供應不含驅動裝置的風機,製造商進行組裝測試以確定振動水平可能不切實際。在這種情況下,即使製造商已對風機葉輪進行了動平衡校正,在風機軸連接到驅動裝置並在調試期間對整台機器進行振動測試之前,無法確定風機是否會平穩運行。
通常,組裝後需要進行額外的動平衡校正,以將振動水平降至可接受水平。對於所有 BV-3、BV-4 和 BV-5 類別的新風機,建議在調試前測量組裝機器的振動。這將建立基線並概述後續的維護措施。
風機製造商不對工廠測試後安裝的驅動部件對振動的影響負責。

振動測量工具與校準

測量工具
所使用的測量工具與動平衡機必須經過驗證並符合任務要求。驗證間隔由製造商針對測量(測試)工具的建議決定。測量工具的状况必須確保其在整個測試期間正常運作。
操作測量工具的人員必須具備足夠的技能與經驗,以偵測測量工具潛在的故障與品質劣化。
校正
所有測量工具必須依據標準進行校準。校準程序的複雜度可能從簡單的物理檢查到整個系統的校準不等。依據 ISO 1940-1 用於確定殘餘不平衡的校正配重,也可用於測量工具的校準。

文件

動平衡校正
應要求,若合約條款有規定,可向客戶提供風機動平衡測試報告,建議包含以下資訊:
– 動平衡機製造商名稱、型號;
– 轉子安裝類型:兩支承或懸臂;
– 動平衡方法:靜態或動態;
– 轉子組件旋轉部件的重量;
– 每個 校正平面 中的殘餘不平衡(使用我們的 殘餘不平衡計算機 (ISO 21940-11) 來確定允許值);
– 各校正平面的允許殘餘不平衡;
– 動平衡精度等級;
– 驗收標準:合格/不合格;
– 動平衡證書(若需要)。
振動
應要求,若合約條款有規定,可向客戶提供風機振動測試報告,建議包含以下資訊:
– 使用的測量工具;
– 振動感測器安裝方式;
– 風機運轉參數(風量、壓力、功率);
– 風機旋轉頻率;
– 支承類型:剛性或柔性;
– 測得振動:
1) 振動感測器位置與測量軸向,
2) 測量單位與振動參考等級,
3) 測量頻率範圍(窄頻或寬頻帶);
– 允許振動等級;
– 測得振動等級;
– 驗收標準:合格/不合格;
– 振動等級證書(若需要)。

動平衡機上風機動平衡方法

B.1. 直驅風機
B.1.1. 一般規定
在組裝期間直接安裝於馬達軸上的風機葉輪,應根據與馬達軸相同的鍵槽效應考量規則進行動平衡校正。
往年生產的馬達可能使用全鍵槽進行動平衡。目前,馬達軸根據 ISO 8821(採用為 GOST 31322)的規定使用半鍵槽進行動平衡,並標記字母 H(參見 ISO 8821)。
B.1.2. 使用全鍵槽進行動平衡校正的馬達
安裝於使用全鍵槽進行動平衡校正的馬達軸上的風機葉輪,應在錐形心軸上無鍵進行動平衡校正。
B.1.3. 使用半鍵槽進行動平衡校正的馬達
對於安裝於使用半鍵槽進行動平衡校正的馬達軸上的風機葉輪,有以下選項:
a) 如果葉輪具有鋼製輪轂,在動平衡校正後在其上切出鍵槽;
b) 在插入半鍵至鍵槽的錐形心軸上進行動平衡校正;
c) 在具有一個或多個鍵槽的心軸上(參見 B.3)使用全鍵進行動平衡校正。
B.2. 由另一軸驅動的風機
在可能的情况下,所有旋轉元件,包括風機軸和皮帶輪,應作為單一單元進行動平衡校正。如果這不切實際,則應在心軸上(參見 B.3)使用與軸相同的鍵槽考量規則進行動平衡校正。
B.3. 心軸
在動平衡校正期間安裝風機葉輪的心軸必須符合以下要求:
a) 盡可能輕;
b) 處於平衡狀態,由適當的維護和定期檢查確保;
c) 最好為錐形,以減少與偏心相關的誤差,該誤差源於輪轂孔和心軸尺寸的公差。如果心軸為錐形,在不平衡計算中應考慮校正平面相對於軸承的真實位置。
如果必須使用圓柱形心軸,則應在其上切出鍵槽,並插入全鍵以將扭矩從心軸傳遞至風機葉輪。
另一選項是在軸直徑的相對兩端切出兩個鍵槽,允許使用反向動平衡校正方法。此方法涉及以下步驟。首先,通過在一個鍵槽中插入全鍵,在另一個鍵槽中插入半鍵,測量葉輪的不平衡。然後將葉輪相對於心軸旋轉 180° 並再次測量其不平衡。兩個不平衡值之間的差異是由於心軸和萬向驅動接頭的殘餘不平衡。要獲得真實的轉子不平衡值,取這兩次測量值差的一半。

風機振動來源

風機內部有許多振動來源,特定頻率的振動可直接與機器的特定設計特徵相關。本附錄僅涵蓋在大多數類型風機中觀察到的最常見的振動來源。一般規則是,支撐系統中的任何鬆動都會導致風機的振動狀態惡化。

風機不平衡

這是風機振動的主要來源;其特徵是在轉動頻率(第一 諧波)處存在振動分量。不平衡的原因是旋轉質量的軸線相對於旋轉軸線偏心或傾斜。這可能是由質量分佈不均、輪轂孔和軸尺寸的公差總和、軸彎曲或這些因素的組合引起的。由不平衡引起的振動主要作用於徑向方向。
軸的暫時彎曲可能源於機械加熱不均——由於旋轉元件與靜止元件之間的摩擦——或電氣性質。永久彎曲可能源於材料特性的變化,或在風機和馬達分開安裝時軸和風機葉輪的不對心。
在運行期間,由於空氣中顆粒物的沉積,風機葉輪的不平衡可能會增加。在惡劣環境中運行時,不平衡可能是由於葉輪的不均勻侵蝕或腐蝕引起的。
不平衡可以通過在適當平面上的額外動平衡校正來修正,但在執行動平衡校正程序之前,應識別並消除不平衡來源,並檢查機器的振動穩定性。

風機與馬達不對心

當馬達和風機軸通過皮帶驅動或彈性聯軸器連接時,可能會出現此缺陷。有時可以通過特徵振動頻率分量識別不對心,通常是旋轉頻率的第一次和第二次諧波。在軸平行不對心的情況下,振動主要發生在徑向方向,而如果軸以角度相交,縱向振動可能成為主導。
如果軸以角度連接並使用剛性聯軸器,交變力開始在機器中作用,導致軸和聯軸器的磨損增加。使用彈性聯軸器可以顯著減少此效應。

由於氣動激振引起的風機振動

振動激振可能是由風機葉輪與設計中的靜止元件(如導葉、馬達或軸承座)的相互作用、間隙值不正確或進氣和排氣結構設計不當引起的。這些來源的特徵是,在葉輪葉片與空氣相互作用的隨機波動背景下,出現與葉輪轉動頻率相關的週期性振動。可以在 葉片頻率諧波處觀察到振動,它是葉輪轉動頻率與葉輪葉片數量的乘積。
氣流的氣動不穩定性,由其從葉片表面失速和隨後的渦流形成引起,導致寬頻振動,其頻譜形狀隨風機的負載變化。
氣動噪聲的特徵是其與葉輪的旋轉頻率無關,並可能出現在旋轉頻率的次諧波處(即低於旋轉頻率的頻率)。在這種情況下,可以觀察到風機外殼和風管的顯著振動。
如果風機的氣動系統與其特性匹配不佳,可能會在其中發生劇烈衝擊。這些衝擊很容易用耳朵區分,並作為脈衝傳遞至風機支撐系統。
如果上述原因導致葉片振動,可以通過在結構的不同部分安裝感測器來調查其性質。

由於油層渦動引起的風機振動

滑動軸承潤滑層中可能發生的渦動在略低於轉子旋轉頻率的特徵頻率處觀察到,除非風機在超過第一臨界轉速的速度下運行。在後一種情況下,將在第一臨界轉速處觀察到油楔不穩定,有時此效應被稱為共振渦動。

電氣性質的風機振動來源

馬達轉子的不均勻加熱可能導致其彎曲,從而導致不平衡(表現為第一次諧波)。
對於異步馬達,存在頻率等於旋轉頻率乘以轉子槽數的分量表明與定子槽相關的缺陷,反之亦然,頻率等於旋轉頻率乘以轉子槽數的分量表明與轉子槽相關的缺陷。
許多電氣性質的振動分量的特徵是當電源關閉時立即消失。

由於皮帶驅動激振引起的風機振動

一般來說,與皮帶驅動相關的問題有兩種類型:當驅動器的運行受到外部缺陷影響時,以及當缺陷在皮帶本身時。
在第一種情況下,雖然皮帶振動,但這是由於來自其他來源的強制力,因此更換皮帶不會產生預期結果。此類力的常見來源是驅動系統的不平衡、皮帶輪偏心、不對心和鬆動的機械連接。因此,在更換皮帶之前,應進行振動分析以識別激振來源。
如果皮帶響應外部強制力,其振動頻率很可能與激振頻率相同。在這種情況下,可以使用頻閃燈確定激振頻率,調整它使皮帶在燈光下看起來是靜止的。
在多皮帶驅動的情況下,皮帶張力不均會導致傳遞的振動顯著增加。
振動來源是皮帶本身的情況與其物理缺陷相關:裂紋、硬點和軟點、皮帶表面的污垢、表面材料缺失等。對於 V 型皮帶,其寬度的變化將導致皮帶在皮帶輪軌道上上下移動,由於張力變化而產生振動。
如果振動來源是皮帶本身,振動頻率通常是皮帶旋轉頻率的諧波。在特定情況下,激振頻率將取決於缺陷的性質和皮帶輪的數量,包括張緊輪。
在某些情況下,振動振幅可能會不穩定。這在多皮帶驅動系統中尤其常見。
機械與電氣缺陷是振動的來源,隨後會轉化為空氣傳播的噪音。機械噪音可能與風機或馬達的不平衡、軸承噪音、軸對中、風管壁與軸承座面板振動、風門葉片振動、葉片、風門、管道與支撐結構的振動,以及機械振動透過結構的傳遞有關。電氣噪音則與各種形式的電能轉換有關:1) 磁力由磁通密度、極數與極形、以及氣隙幾何形狀決定;2) 隨機電氣噪音由電刷、電弧、電火花等決定。
空氣動力學噪音可能與渦流形成、壓力脈動、空氣阻力等有關,並可能具有寬頻與窄頻特性。寬頻噪音可能由以下原因引起:a) 氣流路徑中的葉片、風門與其他障礙物;b) 風機整體旋轉、皮帶、狹縫等;c) 氣流方向或風管截面的突然變化、流速差異、邊界效應導致的流動分離、流動壓縮效應等。窄頻噪音可能由以下原因引起:a) 共振(管風琴效應、弦振動、面板、結構元件振動等);b) 銳利邊緣上的渦流形成(氣柱激振);c) 旋轉(警笛效應、狹縫、旋轉部件上的孔與槽)。
結構中各種機械元件接觸產生的衝擊會產生類似錘擊、雷鳴、共振空箱等的噪音。齒輪齒衝擊與缺陷皮帶拍打聲可聽到衝擊聲。衝擊脈衝可能非常短暫,要區分週期性衝擊脈衝與瞬態過程,需要特殊的高速記錄設備。許多衝擊脈衝發生的區域,其峰值疊加會產生持續的嗡嗡聲效應。

振動對風機支撐類型的依賴性

正確選擇風機支撐或基礎設計,對於其平穩、無故障運行至關重要。為了在安裝風機、馬達與其他驅動裝置時確保旋轉部件的對中,通常使用鋼框架或鋼筋混凝土基礎。有時為了節省支撐結構成本,會導致無法維持機組部件所需的對中精度。當振動對對中變化敏感時,這尤其不可接受,特別是對於由金屬緊固件連接的獨立部件組成的機器。
基礎底座所處的基礎也會影響風機與馬達的振動。如果基礎的自然頻率接近風機或馬達的旋轉頻率,風機運行時基礎將發生共振。這可以透過在基礎、周圍地板與風機支撐的多個點測量振動來檢測。在共振條件下,垂直振動分量通常顯著超過水平分量。透過增加基礎剛性或質量可以減振。即使消除了不平衡與不對心,從而降低了激振力,仍可能存在顯著的振動前提條件。這意味著,如果風機及其支撐接近共振,要達到可接受的振動值,將需要比通常要求更精確的動平衡與更準確的軸對中。這種情況是不利的,應透過增加支撐或混凝土塊的質量與/或剛性來避免。

振動狀態監測與診斷指南

機械振動狀態監測(以下簡稱狀態)的主要原則是觀察適當規劃的測量結果,以識別振動水平上升的趨勢,並從潛在問題的角度進行考量。監測適用於損壞發展緩慢的情況,且機構狀態惡化透過可測量的物理跡象表現出來。
由物理缺陷發展引起的風機振動可以按一定間隔進行監測,當檢測到振動水平上升時,可以增加觀察頻率,並進行詳細的狀態分析。在這種情況下,可以基於振動頻率分析識別振動變化的原因,這有助於在損壞變得嚴重之前確定必要的措施並規劃其實施。通常,當振動水平相比基線水平增加 1.6 倍或 4 dB 時,會認為需要採取措施。
狀態監測計畫包含幾個階段,簡要表述如下:
  • a) 識別風機狀態並確定基線振動水平(由於安裝方式不同等原因,可能與工廠測試獲得的水平不同);
  • b) 選擇振動測量點;
  • c) 確定觀察(測量)頻率;
  • d) 建立資訊登錄程序;
  • e) 確定評估風機振動狀態的標準、絕對振動與振動變化的限值,總結類似機器運行的經驗。
由於風機通常在遠離臨界轉速的速度下運行且無任何問題,因此振動水平不應因轉速或負荷的微小變化而顯著改變,但需要注意的是,當風機以可變旋轉速度運行時,確立的振動限值適用於最大運行旋轉速度。如果在確立的振動限值內無法達到最大旋轉速度,這可能表明存在嚴重問題,需要進行特殊調查。
附錄 C 中提供的一些診斷建議基於風機運行經驗,旨在分析振動增加原因時順序應用。
為了定性評估特定風機的振動並確定後續行動指南,可以使用 ISO 10816-1 確立的振動狀態區域邊界。
預計新風機的振動水平將低於表 3 給出的限值。這些值對應於 ISO 10816-1 振動狀態 A 區的邊界。警告與停機水平的推薦值是基於對特定類型風機收集資訊的分析確立的。
符合性資訊
本標準中作為規範性引用使用的參考國際標準
表 H.1
參考國家標準的編號
參考國際標準的編號與標題及其與參考國家標準符合程度的條件編號
GOST ISO 1940-1-2007
ISO 1940-1:1986. 振動。剛性轉子平衡質量要求。第 1 部分:許用不平衡量的確定 (IDT)
GOST ISO 5348-2002
ISO 5348:1999. 振動與衝擊。加速規的機械安裝 (IDT)
GOST ISO 7919-1-2002
ISO 7919-1:1996. 非往復式機械的振動。旋轉軸上的測量與評估標準。第 1 部分:一般指南 (IDT)
GOST ISO 10816-1-97
ISO 10816-1:1995. 振動。透過非旋轉部件上的振動測量評估機械狀態。第 1 部分:一般指南 (IDT)
GOST ISO 10816-3-2002
ISO 10816-3:1998. 振動。透過非旋轉部件上的振動測量評估機械狀態。第 3 部分:額定功率超過 15 kW 且額定轉速為 120 至 15000 rpm 的工業機械,現場測量 (IDT)
GOST 10921-90
ISO 5801:1997. 工業風機。使用標準化風管的性能測試 (NEQ)
GOST 19534-74
ISO 1925:2001. 振動。動平衡。詞彙 (NEQ)
GOST 24346-80
ISO 2041:1990. 振動與衝擊。詞彙 (NEQ)
GOST 31322-2006 (ISO 8821:1989)
ISO 8821:1989. 振動。動平衡。軸與裝配部件動平衡時考慮鍵槽效應的指南 (MOD)
GOST 31351-2007 (ISO 14695:2003)
ISO 14695:2003. 工業風機。振動測量方法 (MOD)
註:本表中使用以下標準符合程度的條件編號:IDT – 等同標準;
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