什么是 ISO 14694？

快速回答

ISO 14694 (工业风机——平衡质量和振动水平规格)是调整 ISO 1940 G 级 和 ISO 10816 振动区 专门用于工业风扇。它定义了 BV 风机应用类别 （BV-1 至 BV-5）。这些类别同时用于平衡等级选择和振动限值选择。标准默认值为 BV-3 (G 6.3) 平衡和 规定限值（≤ 4.5 mm/s RMS） 以接受振动。

风机是工业中最常见的旋转机械，但它们具有独特特性 — 大直径叶轮、显著的气动力、常见的悬臂式转子布置，以及高度多变的运行环境 — 因而需要专门标准。ISO 14694 通过提供可直接用于采购规范和验收测试的应用专用 BV 类别和振动限值表，消除了将通用标准解释到风机场景时的歧义。

该标准涵盖所有类型：各种尺寸的离心式（径向）、轴流式、混流式和贯流式风机，用于固定的陆地用途。不包括飞机、气垫车和类似的特殊应用。

两部分结构

ISO 14694 在逻辑上分为两个互补的部分，反映了其两个类别系统：

  • 第 1 部分 - BV（平衡质量）： 规定了 仅风扇叶轮, 在组装前，已对其进行了验证。在 平衡机.
  • 第 2 部分 — 振动验收（振动限值）： 规定了 组装完成的风扇。通过在运行期间依照 ISO 10816 方法进行测量验证。

平衡质量要求（BV 类别）

BV 类别规定了最大允许残留量 不平衡 风扇叶轮作为一个独立组件。每个 BV 类别直接对应一个 ISO 1940-1 G 级。这种映射是 ISO 14694 的主要贡献：它通过提供针对具体风扇的指导，消除了在选择正确 G 等级时的臆测。

允许残余不平衡度（ISO 14694 / ISO 1940）
U每 = (9 549 × G × m) / n
U每 以 g-mm 为单位 | G = BV 等级值，以 mm/s 为单位 | m = 叶轮质量，以 kg 为单位 | n = 最大工作转速，以 RPM 为单位

选择正确的 BV 类别

  • BV-1（G 16）： ISO 14694 中要求最低的类别。不要把它当作精密风机的简称。
  • BV-2（G 16）： 通用/基础类别，平衡质量等级与 BV-1 相同，但应用场景/振动场景不同。
  • BV-3 (G 6.3)： 标准为 绝大多数 工业风机——离心式和轴流式、HVAC 供风/回风、工艺通风。如果合同中没有指定 BV 类别，则默认为该类别。
  • BV-4（G 2.5）： 较高质量/关键风机类别，其平衡公差比 BV-3 更严格。
  • BV-5（G 1.0）： 适用于精密应用的最严格类别。这是 ISO 14694 中最严的平衡公差。
使用服务速度，而不是平衡机速度

公差必须在 最大运行速度许多叶轮在 300–600 RPM 的低速机器上进行平衡，但公差计算必须使用实际运行速度（如 1 480 RPM）。使用平衡机速度计算出的公差会过于宽松，存在安全隐患。

单平面平衡与双平面平衡

ISO 14694 遵循 ISO 21940-12 指南：窄叶轮（宽度/直径 L/D < 0.5，大多数离心风机的典型情况）需要 单平面 平衡 - 全 U每 适用于一个平面。宽叶轮或长轴流风机转子（L/D ≥ 0.5）需要 双平面动平衡 - U每 在平面之间分配（对称转子平均分配，不对称转子按比例分配）。.

运行振动限值

振动限值定义了允许的最大宽带 振动速度有效值 （mm/s），根据 ISO 10816-1 方法进行测量验证。

刚性地基与柔性地基

与 ISO 10816 一样，ISO 14694 也认识到支撑结构对测量振动的重要影响：

  • 刚性： 风扇在巨大的混凝土或重型钢材上。首先 固有频率 风扇基础系统的固有频率高于 1× RPM。振动读数较低。
  • 柔性： 风扇安装在弹簧隔离器、橡胶垫或轻钢平台上。第一固有频率低于 1× RPM。振动读数较高，但传到建筑物的力较小。.

某些规范允许柔性安装风机的 BV 振动类别提高一级（例如：同一应用中，刚性安装的规定限值 → 柔性安装的规定限值）。

BV 符合性 ≠ 振动验收符合性

完全平衡的叶轮（符合 BV-3 标准）并不能保证 不是 并不能保证装配后的风机满足规定限值。运行振动取决于叶轮平衡之外的许多因素：轴 错位, 轴承状况, 基础 谐振、气动力（入口畸变、风门位置）、皮带张力和联轴器状态。BV 是必要条件，但不足以保证振动验收。

风扇振动的空气动力源

与大多数旋转机器不同，风机与气流动态互动，产生风机特有的振动源：

  • 叶片通频 (BPF)： 每个风扇都会产生 BPF = 叶片数 × RPM ÷ 60 的振动。BPF 振幅过大表明存在间隙问题、进气变形或导叶相互作用。
  • 入口变形： 弯头、阻尼器或靠近进气口的障碍物会造成不均匀流动 → 周期性叶片加载 → 谐波 的轴转速。
  • 失速和激增： 远离设计点的运行会导致气动不稳定--叶片失速或系统突变，产生宽带振动和噪音。.
  • 材料堆积： 在除尘器和水泥厂中，叶片上的不均匀沉积会造成逐渐增加的不平衡。某台风机在投运时满足 BV-3，但几周内就可能超过规定的振动限值。

验收测试 - 两阶段验证

第 1 阶段：叶轮平衡验证 (BV)

叶轮在校准过的平衡机上进行平衡 装配前。程序：

  1. 将叶轮安装在平衡机心轴上或自身轴承中
  2. 执行单平面或双平面平衡（取决于长径比）
  3. 将残余不平衡降至 U每 为指定的 BV 类别
  4. 文件：初始不平衡度、放置的校正质量、最终残余不平衡度
  5. 通过标准： 最终残差 ≤ U每 为指定的 BV

第 2 阶段：运行振动测试（振动验收）

组装和安装完成后，风扇将在运行条件下进行测试：

  1. 在轴承座上安装振动传感器 - 在每个轴承上安装三个正交方向（V、H、A）的传感器
  2. 以设计速度和工作点运行风机；使其热稳定（15-30 分钟）
  3. 记录 10-1 000 Hz 范围内的宽带均方根速度（毫米/秒
  4. 通过标准： 任一轴承在任一方向上的最高单次读数 ≤ BV 振动类别限值
始终记录全光谱

虽然验收以总体有效值为基础，但应始终记录 FFT 频谱 在调试期间。如果后来风机出现问题，与基线频谱的比较对诊断非常重要。该设备 Balanset-1A 自动记录总体有效值和全频谱。

风机叶轮的现场平衡

许多工业风机必须进行现场动平衡 — 要么因为叶轮太大无法拆下，要么因为运行中由于物料堆积、侵蚀或叶片损伤而失去了平衡。ISO 14694 隐含支持现场平衡，将其视为在风机整个运行寿命内维持 BV 和振动验收符合性的实用途径。

需要进行实地平衡时

  • 风机振动超过规定振动限值，且 FFT 频谱显示 1×（不平衡）分量占主导
  • 自试运行以来，材料堆积改变了叶轮平衡
  • 进行刀片维修、刀片更换或侵蚀防护罩更换
  • 如果不进行大拆卸，则无法拆卸叶轮（蜗壳式离心风机）
  • 生产计划无法满足长时间停工进行车间平衡的要求

使用 Balanset-1A 的程序

  1. 设置： 将振动传感器安装在轴承座上（径向），激光转速计瞄准轴。选择单平面 (F2) 或双平面 (F3) 模式。.
  2. 初始运行： 记录基线振动 - 1 倍轴速下的振幅和相位。例如：8.2 mm/s，135°。.
  3. 试重： 在无障碍叶片或轮毂上安装已知质量（例如 20 克）。再次运行，记录新矢量。例如：5.5 mm/s，210°。
  4. 更正： 软件计算所需的质量和角度。例如"285°时增加 35 克"。叶片安装时可进行重量分割。.
  5. 核实： 最终试运行确认残余振动低于规定振动限值。典型结果：经过一次校正循环后为 1.0–2.0 mm/s。
现场单翼与双翼

大多数离心风扇叶轮都足够窄，以满足以下要求 单平面 平衡（Balanset F2 模式）。宽叶轮、多级风机和长轴风机需要 双平面 （带有两个传感器的 Balanset F3）。快速测试：测量两个轴承——如果存在明显的振幅或相位差，则使用双平面。

案例研究——ISO 14694 实践应用

案例 1：暖通空调送风机 - 验收测试

风机： 离心式暖通空调送风机，22 千瓦，1 460 转/分钟，叶轮质量 38 千克，直接驱动，安装在坚固的混凝土基座上。

规格 BV-3（G 6.3），规定限值（≤ 4.5 mm/s）。

BV 容差： U每 = 9 549 × 6.3 × 38 / 1 460 = 1 566 克-毫米 总计 → 每个平面 783 g·mm。

平衡检查： 出厂证书：残余不平衡量为 420 克·毫米 — 完全符合 1 566 克·毫米的限制。✅

振动验收测试： 最高读数：3.8 mm/s（水平向，驱动端轴承）。在 4.5 mm/s 的规定限值之内。✅

基准光谱： 1× 分量清晰，频率为 24.3 赫兹，BPF 较小，频率为 170 赫兹（7 个叶片）。风机状态良好。

案例 2：集尘器风扇 - 因积聚而逐渐失衡

风机： 径向叶片集尘器，30 千瓦，1 750 转/分钟，叶轮 40 千克，刚性底座。.

问题： 振动从投运时的 3.5 mm/s 增长到 6 个月后的 9.8 mm/s。规定的 BV-3 振动限值 → 超过.

诊断： Balanset-1A FFT：在 29.2 Hz = 轴转速处有主要的 1× 峰值。2× 或其他谐波极少。根本原因：叶片上灰尘堆积不均匀。.

行动： 清洁刀片，用 Balanset-1A。试验重量 15 克，195° 时计算修正重量 28 克。平衡后： 1.3 毫米/秒。✅

推荐： 安排每季度对材料处理风机进行清洁和重新平衡。.

案例 3：屋顶排气扇 - 叶片通过共振问题

风机： 屋顶离心排气装置，15 千瓦，2 940 转/分钟，叶轮 8 千克，弹簧隔离器（柔性）。.

问题： 整体振动 12.5 mm/s。现场平衡降低了 1 倍，从 7.0 mm/s 降至 1.5 mm/s，但总体振动仅降至 10.8 mm/s。.

诊断： FFT 在 343 Hz = 8.5 mm/s 处显示出强烈的 7 倍峰值（BPF，7 个叶片 × 49 Hz）。风扇外壳 固有频率 在 ~340 Hz 处产生共鸣。.

根本原因： 紧靠入口前的 90° 弯头 → 入口速度不均匀 → BPF 激励 → 外壳共振放大。.

解决方案 安装了进水口导向叶片，并将弯头移至更上游的位置。BPF 降至 2.1 mm/s。总体情况 3.2 毫米/秒。✅

该案例说明，仅 BV 符合性并不能保证振动验收符合性 — 气动因素会独立于平衡质量而产生振动。

与其他标准的关系

ISO 14694 并非孤立存在，它参考并借鉴了多项国际标准：

  • ISO 1940-1 / ISO 21940-11: BV 类别参考的 G 级系统。ISO 14694 为每种风机类型选择了适当的 G 级。.
  • ISO 10816-1 / ISO 20816-1: 通用振动测量方法。振动限值源自并兼容 ISO 10816 区域。
  • ISO 10816-3： 15-300 千瓦的工业机器。这个范围内的风机可以使用两种标准，但 ISO 14694 提供了更具体的风机指导。.
  • ISO 5801： 风机性能测试。振动验收测试参考本标准中的运行条件。
  • ISO 13347： 风扇声学（噪音）。减少振动通常可以减少噪音传播。.
  • AMCA 204： 北美风扇振动标准。范围相似；符合其中一个标准的风扇一般都符合另一个标准。.
符合 ISO 14694 标准的 Vibromera 设备

"(《世界人权宣言》) Balanset-1A 便携式平衡仪提供：双通道振动测量（两个轴承同时测量）、内置 ISO 1940 / ISO 14694 公差计算器、单平面和双平面 平衡 模式，对安装在叶片上的砝码进行校正分重， FFT 频谱分析 用于故障诊断，以及用于振动验收测量的测振仪模式。该 Balanset-4 对于复杂的多轴承风扇组件，可将其扩展到四个通道。.

官方标准： ISO 14694 在 ISO 商店 →

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