Ventilaatorite tasakaalustamise juhend: Samm-sammuline juhend
Sissejuhatus
Tööstuslikud ventilaatorid – väikestest aksiaalsetest mudelitest kuni massiivsete tsentrifugaal-heitmise ventilaatoriteni – võivad aja jooksul hakata vibreerima ja müra tegema, signaliseerides rootori tasakaalustamatust. Rootori tasakaalustamatus on üks levinumaid vibratsiooni probleemide ja masinate rikete põhjusi (ületatud ainult laagrite kulumise poolt). Pöörlev ventilaator ebaühtlase massijaotusega loob tsüklilisi koormusi: kui pöörlemiskiirus kahekordistub, kasvab vibratsiooni jõud neli korda. Sellised koormused viivad laagrite kiirenenud kulumiseni, kinnitusdetailide pragunemiseni ja isegi seadmete hädaolukorralise rikkeni. Õnneks saab probleemi lahendada ilma üksuse demonteerimiseta, teostades tasakaalustamise otse töökohal.
See juhend käsitleb ventilaatorite tasakaalustamise meetodeid (staatiline ja dünaamiline), vajalikku seadmeteid, välitööde tasakaalustamise juhiseid samm-sammult ja praktilisi nõuandeid tavaliste vigade vältimiseks. Eesmärk on aidata hooldusinseneridel ja spetsialistidel pikendada ventilaatorite kasutusiga, vähendada vibratsioone ja vältida seadmete seisakuaega õige tasakaalustamise kaudu.
Ventilaatorite tasakaalustamise meetodid: staatiline vs dünaamiline, üks tasand või kaks
Pöörleva ventilaatori tasakaalustamine saab toimuda staatiliste või dünaamiliste meetodite abil. Staatiline tasakaalustamine hõlmab tasakaalustamatusse kõrvaldamist ühes tasandis ja sobib suhteliselt kitsaste rootorite (rataste) jaoks väikese pikkuse ja läbimõõdu suhtega. Näiteks väikesed aksiaalsed ventilaatorid labadega või kerged tsentrifugaalventilaatorite rattad kasutavad sageli lihtsaid staatilisi meetodeid.
Klassikalised meetodid hõlmavad tasakaalustamist noa-prismadel (rootor eemaldatakse ja asetatakse kahele paralleelsele teravale servale; raske külg pöördub alla ja raskus kinnitatakse vastupidisele poolele) ja vaba pöörlemise meetodit rattal ("pendel") – kui ventilaatorit pööratakse käsitsi ja vaadeldakse, milline laba kipub alla kukkuma, kompenseerides seda väikeste raskustega.
Staatiline tasakaalustamine kõrvaldab jõu tasakaalustamatusse (massikeskme nihkumine) ja on sageli piisav suhteliselt aeglaste ja väikeste ventilaatorite jaoks. Staatiline meetod ei paranda aga momendi tasakaalustamatusse (jaotatud tasakaalustamatus kahes tasandis). Kui ventilaator on suur, kiire või vibratsioon püsib pärast staatilist tasakaalustamist, on vaja dünaamilist tasakaalustamist.
Dünaamiline tasakaalustamine toimub töötaval ventilaatoril mõõteriistade abil. See võimaldab kompenseerida nii staatilisi kui ka momendi tasakaalustamatusse komponente. Põhimõte: kiiruseandur (optiline tahhometer) kinnitatakse ventilaatori võllile ja vibratsiooniandurid paigutatakse laagrite korpustele. Pöörlemise ajal registreerib seade vibratsiooni pöörlemissagedusel (1×) – selle amplituud (mm/s) ja faasinurk. Need parameetrid esindavad tasakaalustamatusse vektorit.
Seadmed ventilaatorite tasakaalustamiseks välitingimustes
Sõltumatuks ventilaatorite tasakaalustamiseks vajate mõõteseadmete komplekti ja standardseid tööriistu. Põhikomplekt sisaldab:
Vibratsiooni analüsaator/Tasakaalustamise seade
Kaasaegsed kaasaskantavad seadmed, nagu Balanset-1A, on spetsiaalselt loodud välitööde tasakaalustamise lihtsustamiseks. Need on varustatud kahe kanaliga (kahe vibratsioonianduri jaoks) ja ühe tahhometeri kanaliga, võimaldades kahe tasandi tasakaalustamist. Seade ühendub sülearvutiga tarkvaraga, mis arvutab tasakaalustamatusse ja soovitab parandavaid meetmeid.
Vibratsiooniandurid (Kiirendusmõõturid)
Kinnitatud ventilaatori tugedele (tavaliselt laagri korpusele) horisontaalses ja/või vertikaalses suunas. Nad mõõdavad tasakaalustamatusse põhjustatud vibratsiooni tasemeid kõrge tundlikkusega.
Optiline kiiruseandur (Tahhometer)
Suunatud ventilaatori võllile, kus on kinnitatud peegeldav märk. Registreerib iga pöörde ja faasinurga, et seade saaks korreleerida vibratsiooni signaali rootori nurkpositsiooniga.
Kalibreerimis- ja parandusraskused
Väikesed metallitükid teadaoleva massiga (poltid, plaadid jne), mis kinnitatakse ajutiselt rattale tasakaalustamise ajal. Neid kasutatakse proovikäikudeks ja vajaliku püsiva raskuse arvutamiseks.
Ventilaatorite tasakaalustamise protseduur samm-sammult (Välitöödel)
Välitööde ventilaatorite tasakaalustamise meetod välitingimustes hõlmab mitmeid etappe. Vaatleme neid järjestikku:
1. Ettevalmistamine ja esialgne mõõtmine
Enne töö alustamist veenduge, et olete ventilaatori lahti ühendanud ja toite välja lülitanud! Tehke täielik käivitamise blokeering (Lockout/Tagout). Pärast peatamist puhastage hoolikalt ventilaatori ratas tolmust, kogunenud mustusest, toote settimistest jne. Isegi väike settimiste kiht võib luua märkimisväärse tasakaalustamatusse.
Mõnel juhul lahendab kvaliteetne puhastamine kohe tasakaalustamatusse probleemi – vibratsioonid langevad normaalsele tasemele ja täiendavat tasakaalustamist pole vaja. Seetõttu ei saa seda sammu tähelepanuta jätta.
Järgmisena tehke visuaalne kontroll: veenduge, et labadel pole pragusid, lohke, ilmselgeid deformatsioone. Kontrollige kõigi kinnituspoltide pingutust (ratas võllil, laagrite korpused, mootori ja ventilaatori tugedest raamile). Lõdvalt kinnitatud ühendused võivad imiteerida tasakaalustamatusse sümptomeid.
2. Prooviraskuse paigaldamine
Peatage ventilaator. Kinnitage ajutiselt teadaoleva massiga prooviraskus (nt polt kaaluga ~10-50 grammi, sõltuvalt rootori suurusest) rattale mugavas ligipääsetavas kohas. Raskus peaks põhjustama märgatava vibratsiooni muutuse, kuid mitte ületama 10-20% rootori massist, et vältida kahjustusi.
Märkige raskuse paigaldamise nurk esialgse märgi suhtes (nt 0° on märgi asukoht võllil). Pärast prooviraskuse kinnitamist käivitage ventilaator uuesti ja mõõtke vibratsiooni. Registreerige uus amplituud ja võnkumiste faas.
3. Parandusraskuse arvutamine ja paigaldamine
Spetsialiseeritud seade või programm arvutab nüüd optimaalse parandusraskuse. Vibratsiooni muutuse põhjal määrab seade, milline raskus ja millise nurga all tuleb paigaldada, et kompenseerida esialgset tasakaalustamatusse.
Näiteks annab Balanset-1A kohe tulemuse: "paigaldage 35g 270° nurga all välistasandis." Järgmisena eemaldatakse ajutine prooviraskus ja selle asemele (või mõnda muusse määratud positsiooni) kinnitatakse arvutatud massiga püsiv parandusraskus.
4. Kontroll ja viimistlemine
Pärast parandusraskuse paigaldamist käivitage ventilaator kontrollkäiguks. Mõõtke vibratsiooni taset – see peaks oluliselt vähenema. Võrrelge saadud vibratsiooni normatiivsete väärtustega või sihttasemega. Kui vibratsioon ikka ületab lubatud väärtusi (nt üle nõutava tasakaalustamise klassi), võib jääda väike jääk tasakaalustamatusse.
Erinevate ventilaatoritüüpide tasakaalustamise omadused
Tsentrifugaalventilaatorid
Neil on massiivne ratas (labadega ratas) labadega, mis on kinnitatud võllile. Tsentrifugaalventilaatorite tasakaalustamine toimub tavaliselt kahes tasandis, kuna ratas on üsna lai. Peamine omadus on kalduvus koguda materjali labadele töötamise ajal (tolm, mustus, toote kogunemine).
Aksiaalsed ventilaatorid
Esindavad propellerit (labad kinnitatud rummule). Aksiaalsete ventilaatorite tasakaalustamine võib olla keerulisem aerodünaamiliste jõudude tõttu – tühikäigul (ilma voolukoormuseta) võib vibratsioon erineda töötingimustest.
Kõrgsurve tööstuslikud ventilaatorid
Hõlmavad turboventilaatoreid, katla heitmise ventilaatoreid, suurte jahutustornide ventilaatoreid jne. Nad töötavad tavaliselt kõrgel kiirusel ja on kriitilised tasakaalustamise suhtes. Nõuded jääk tasakaalustamatusse suhtes sellistes masinates on kõrgemad – tavaliselt tasakaalustatud klassi G2.5.
Praktilised nõuanded ventilaatorite tasakaalustamiseks (Kontrollnimekiri)
- Alati alustage vibratsiooni põhjuse diagnoosimisega. Veenduge, et suurenenud vibratsioon on tõesti põhjustatud rootori tasakaalustamatusse.
- Ärge jätke tähelepanuta ettevalmistamise etappi. Tehke kõik mehaanilised kontrollid enne tasakaalustamist: ratta puhastamine, kinnitusdetailide pingutamine, lõdva kinnituse kõrvaldamine.
- Ärge eemaldage vanu tasakaalustamise raskusi tarbetult. Kui rattal on juba tehase- või eelnevaid raskusi, ärge eemaldage neid kõiki korraga.
- Tehke mitu mõõtmist usaldusväärsuse jaoks. Enne prooviraskuse paigaldamist tehke 2-3 ventilaatori käiku ja veenduge, et vibratsiooni analüsaatori näidud on stabiilsed.
- Tagage tööohutus. Pöörleva ventilaatori tasakaalustamine on potentsiaalselt ohtlik protseduur. Tehke alati LOTO.
- Registreerige tulemused ja pidage päevikut. Pärast tasakaalustamist registreerige lõplikud vibratsiooni tasemed, raskuste mass ja asukoht.
Kokkuvõte
Ventilaatorite tasakaalustamine on vajalik protseduur tööstusseadmete usaldusväärse ja tõhusa töö tagamiseks. Õigesti tasakaalustatud ventilaator mitte ainult ei vibreeri vähem, vaid kestab ka kauem: laagrite koormus väheneb ja hädaolukorralise seisakuaega risk väheneb.
Kaasaegsed seadmed nagu Balanset-1A lihtsustavad protsessi oluliselt, automatiseerides arvutused ja võimaldades ventilaatorite tasakaalustamist välitöödel ilma demonteerimiseta. See muudab meetodi kättesaadavaks isegi tavalistele hooldusosakonna töötajatele.
KKK ventilaatorite tasakaalustamise kohta
K1: Miks tekib ventilaatori tasakaalustamatusse?
V: Tasakaalustamatusse tähendab ebaühtlast massijaotust rootoris telje suhtes. Põhjused võivad olla tootmisega seotud (ebatäpne valamine või kokkupanek, töötlemise vead) ja tööga seotud. Praktikas on süüdi kõige sagedamini tööga seotud tegurid: aja jooksul koguneb labadele mustust, tolm, toote jääke, mis nihutab raskuskeskme.
K2: Kuidas teada saada, kas ventilaator vajab tasakaalustamist?
V: Peamine märk on suurenenud vibratsioon töötamise ajal. Võite tunda värinat korpuses, raamil, kasvavat müra, suminat, võimalikke lööke. Sageli on vibratsioon visuaalselt märgatav: näiteks laud või vundament ventilaatori all vibreerib märgatavalt.
K3: Kas ventilaatorit saab tasakaalustada ilma demonteerimiseta (välitöödel)?
V: Jah, enamgi veel – see on eelistatud meetod suurte seadmete jaoks. Niinimetatud välitööde tasakaalustamine toimub kaasaskantavate seadmete abil otse paigaldatud ventilaatoril.
K4: Mis vahe on staatilisel ja dünaamilisel tasakaalustamisel?
V: Staatiline tasakaalustamine on rootori tasakaalustamine ühes tasandis. See kompenseerib staatilist tasakaalustamatusse, kui raske punkt on nihutatud, kuid rootor on suhteliselt kitsas. Dünaamiline tasakaalustamine on keerulisem protsess, mis toimub töötaval (pöörleval) ventilaatoril vibratsiooni mõõtmisega.
K5: Kas uued ventilaatorid vajavad tasakaalustamist pärast paigaldamist?
V: Tavaliselt tulevad uued ventilaatorid tehases juba tasakaalustatud. Paigaldamise ajal välitöödel muutuvad aga tingimused: paigaldamise meetod, ühendus mootoriga, konstruktsiooni omad vibratsioonid – kõik see võib viia sellele, et kokkupandud üksus vibreerib üle normaalse.
K6: Kui sageli peaks ventilaatorite tasakaalustamine toimuma?
V: Pole jäigat ajakava nagu "tasakaalusta kord aastas." Tasakaalustamine toimub seisundi põhjal – see tähendab, kui ilmnevad tasakaalustamatusse märgid. Vibratsiooni jälgimise programmi raames mõõtke ventilaatorite vibratsiooni vähemalt kvartaalselt.
K7: Mida teha, kui vibratsioon ei kao pärast tasakaalustamist?
V: Kui olete teinud tasakaalustamise kõigi reeglite järgi, kuid ventilaator ikka vibreerib tugevalt – põhjus pole tõenäoliselt ainult tasakaalustamatusse. Esmalt analüüsige spektrit uuesti: võib-olla peamine komponent pole 1×.
K8: Kuidas kinnitada tasakaalustamise raskusi rattale õigesti?
V: Ajutised prooviraskused kinnitatakse tavaliselt klambrite, sidemetega või isegi kahepoolse teibiga (kui raskus on väike ja kiirus madal). Kuid püsiv parandusraskus peab olema kinnitatud väga usaldusväärselt. Kõige sagedamini kasutatakse keevitamist: metallplaat vajaliku massiga keevitatakse ventilaatori rattale (ketas).
