Įvadas į išcentrinių ventiliatorių vibracijos problemas
Išcentriniai ventiliatoriai yra plačiai naudojami pramoninėje gamyboje ir kasdieniame gyvenime. Nors jie atlieka svarbias funkcijas vėdinimo ir oro srauto valdymo sistemose, jų veikimo metu dažnai susiduriama su mechanine vibracija ir triukšmu, kurie yra susiję su dideliu ventiliatorių sukimosi greičiu ir specifine konstrukcija. Šie triukšmai ir vibracijos ne tik neigiamai veikia supančią aplinką, bet ir gali sukelti tam tikrų sužalojimų, sutrumpinti įrenginių tarnavimo laiką ir sumažinti darbo našumą.
Ventiliatoriaus keliama vibracija yra viena svarbiausių jo techninių savybių, atspindinti gaminio projektavimo ir gamybos kokybę. Padidėjusi vibracija gali signalizuoti apie netinkamą ventiliatoriaus montavimą, jo techninės būklės pablogėjimą ar kitus gedimus. Todėl yra būtina efektyviai spręsti išcentrinių ventiliatorių vibracijos ir didelės spartos veikimo keliamo triukšmo problemas, siekiant užtikrinti stabilų, saugų ir efektyvų jų veikimą.
Vibracijos slopinimo sprendimų poreikis pramonėje ir laboratorijose
Vibracijos ir smūgių slopinimas yra kritiškai svarbus įvairiose pramonės, laboratorijų ir statybos srityse. Įmonė EKKON, įkurta 2007 metais, specializuojasi būtent šioje srityje, teikdama konsultacijas ir siūlydama pažangias vibracijos izoliavimo sistemas.
Daugelis precizinės įrangos, tokios kaip matavimo mašinos (CMM) gamintojų (Mitutoyo, Zeiss, Wenzel, Trimek, LK Metrology, Hexagon, Keyence ir kiti), reikalauja ypač stabilių darbo sąlygų. Tokiais atvejais dažnai reikalingos aktyvios vibracijos slopinimo ir vibroizoliacijos sistemos, nes paprastesni sprendimai, pvz., guminiai ar spyruokliniai vibroizoliatoriai, ne visada pateisina lūkesčius. Sprendimu tampa antivibracinė sistema matavimo mašinai, paremta pneumatika, naudojanti pneumatikos pagalvėles, vamzdelius (bellows) ir amortizatorius kaip aktyvius vibroizoliatorius.
Laboratorinėje technikoje, įskaitant kietųjų kūnų fiziką, molekulinę biologiją, interferometriją, Zeiss elektroninius ar optinius mikroskopus ir precizines svarstykles, naudojami laboratoriniai stalai, aprūpinti aktyviomis vibracijos slopinimo sistemomis, dažniausiai veikiančiomis pneumatinių sistemų pagrindu. Pavyzdys yra antivibracinis laboratorinis stalas su antivibracinėmis pagalvėlėmis. Kai kuriais atvejais taip pat naudojamos antivibracinės stalų platformos su guminiais vibroizoliatoriais, smūgio sugėrikliais, antivibracinėmis kojelėmis, amortizatoriais, vamzdeliais ar oro pagalvėlėmis.
Pramonėje naudojami vibracijos slopinimo metodai, paremti tokiais produktais kaip spyruokliniai vibroizoliatoriai, amortizatoriai arba pneumatinių amortizatorių sistemos, efektyviai riboja vibracijos perdavimą į įrenginius ir konstrukcijas. Antivibraciniai kilimėliai, pagaminti iš elastomerų pagrindo kompozicijų (pvz., BILZ Vibration Technology AG ar KRAIBURG Relastec gaminiai), yra paprastas ir veiksmingas sprendimas, naudojamas slopinti vibracijas iš dinamiškų gamybos mašinų (pakuočių mašinos, spaudos, pjovimo mašinos ir hidrauliniai spaudai). Jie taip pat naudojami kaip antivibraciniai tarpikliai plieninėse konstrukcijose.
Metalo apdirbimo, plastiko, medienos ir pakuočių gamybos technikoje dažnai reikia ne tik tiksliai sureguliuoti mašiną, bet ir taikyti vibracijos slopinimą. Tam naudojami BILZ reguliavimo įkalnai arba mašinų stovai su elastomeriniais vibracijos slopinimo kilimėliais, kurie atlieka dvigubą paskirtį - lyginimo komponento ir vibracijos slopinimo sprendimo, apsaugantys tiek mašiną, tiek gamybos salės konstrukciją nuo pažeidimų.
Amortizatorių ir vibracijos izoliatorių tipai bei savybės
Cilindriniai guminiai amortizatoriai
Guminiai amortizatoriai, arba amortizatoriai, naudojami siekiant sumažinti smūgio perdavimą aplinkinei konstrukcijai. Jie veikia nukreipdami smūgio apkrovą. Cilindriniai amortizatoriai, dažnai gaminami iš cinkuoto metalo ir NR (natūralaus kaučiuko), turi išorinius metrinius varžto sriegius iš abiejų pusių. 55 „Shore A NR“ guma yra elastinga, patvari ir gali būti naudojama esant temperatūrai nuo -30 °C iki +70 °C. A tipo amortizatoriai yra tinkami vibracijai sugerti esant ašinei slėgio apkrovai. Yra platus matmenų ir gumos kietumo variantų pasirinkimas, taip pat galimybė gaminti pagal individualius kliento reikalavimus.
Bendrosios amortizatorių savybės ir privalumai
Pažangūs amortizatoriai pasižymi šiomis savybėmis:
- Pažangi slopinimo technologija: Daugiapakopė vožtuvų sistema, skirta prisitaikančiai amortizacijai esant kintančioms apkrovoms.
- Tvirta konstrukcija: Didelio stiprumo plieno / legiruotojo korpusas su sustiprintais sandarikliais, pritaikytas ekstremalioms sąlygoms.
- Apsauga nuo korozijos: Galvanizuoti / milteliniu būdu dažyti paviršiai, atsparūs rūdims, chemikalams ir UV spindulių poveikiui.
- Atsparumas temperatūrai: Stabilus veikimas nuo -40 °C iki +120 °C aplinkoje.
- Mažos trinties konstrukcija: Savitepės medžiagos sumažina nusidėvėjimą ir reikalauja mažiau priežiūros.
- Pritaikomos parinktys: Reguliuojamas eigos ilgis, tvirtinimo tipai ir slopinimo jėga (minkštas/kietas režimai).
- Triukšmo mažinimas: Sumažina vibraciją ir triukšmą veikimo metu iki 50 %.
Šių amortizatorių naudojimas suteikia ir reikšmingų privalumų:
- Ilgesnis mašinų tarnavimo laikas: Sumažina rėmų ir komponentų apkrovą, taip mažinant remonto išlaidas.
- Operatoriaus patogumas: Išlygina vibracijas, siekiant sumažinti nuovargį ir padidinti našumą.
- Didelė investicijų grąža: Patvari konstrukcija sumažina keitimo dažnumą, todėl, palyginti su originaliomis dalimis, sutaupoma daugiau nei 20 %.
- Greitas diegimas: Suderinamumas su dauguma pagrindinių technikos prekių ženklų.
- Minimali priežiūra: Sandari, netepalinė konstrukcija nereikalauja periodinio tepimo.
- Pasauliniai sertifikatai: Atitinka ISO 9001, CE ir konkrečiai pramonei taikomus saugos standartus.
Kiti vibracijos izoliatoriai
Be guminių amortizatorių, yra ir kitų veiksmingų sprendimų:
- Spyruokliniai vibracijos izoliatoriai: Pasižymi didesnėmis slopinimo charakteristikomis ir gerai reaguoja į išorinius smūgius bei vibracijos poveikį. Nors jie gali būti alternatyva pneumatinėms pagalvėlėms, pagal efektyvumą slopinant vibracijas ir paprastumą eksploatuoti dažnai neprilygsta pneumatinėms sistemoms.
- Antivibraciniai kilimėliai ir tarpikliai: Pagaminti iš labai tvirtų elastomerų pagrindo kompozicijų (pvz., BILZ, KRAIBURG), jie yra paprastas ir veiksmingas sprendimas vibracijos perdavimo problemoms spręsti tiek pramonėje, tiek laboratorijose.
- Pneumatinės pagalvėlės ir aktyvios sistemos: BILZ Vibration Technology AG yra lyderė pažangių pneumatinių vibracijų slopinimo sistemų, valdomų mechaniniu arba elektroniniu būdu, srityje. Šios sistemos pasižymi ypatingu efektyvumu vibracijų izoliavime mažomis susvirkštimo dažnio vertėmis.
- Mašinų stovai ir reguliavimo įkalnai: Leidžia reguliuoti darbo aukštį ir veikia kaip vibroizoliaciniai reguliavimo įkalnai, užtikrindami didesnį apdirbimo tikslumą ir ilgą mašinų bei įrankių tarnavimo laiką.
Išcentrinių ventiliatorių vibracijos matavimas ir vertinimas (pagal ISO standartus)
Vibracijos svarba ir matavimo tikslai
Ventiliatoriaus vibracija yra vienas svarbiausių jo techninių rodiklių, atspindintis gaminio projektavimo ir gamybos kokybę. Padidėjusi vibracija gali reikšti netinkamą ventiliatoriaus montavimą, jo techninės būklės pablogėjimą. Dėl šios priežasties ventiliatoriaus vibracija paprastai matuojama atliekant priėmimo bandymus, montuojant prieš pradedant eksploatuoti ir vykdant mašinos būklės stebėsenos programą. Ventiliatoriaus vibracijos duomenys taip pat naudojami projektuojant jo atramines ir prijungtas sistemas (ortakius).
Matavimo metodai ir standartai
ISO standartai, tokie kaip ISO 10816-1-97, ISO 10816-3-2002 ir ISO 31351-2007, nustato matavimo metodus ir apibrėžia vibracijos jutiklių vietas. Svarbu pažymėti, kad ventiliatoriaus vibracijos matavimai gali būti brangūs, todėl bet kokie atskirų diskrečiųjų vibracijos komponentų arba vibracijos parametrų dažnių juostose verčių apribojimai turėtų būti nustatomi tik tada, kai šių verčių viršijimas rodo ventiliatoriaus gedimą. Matavimo taškų skaičius taip pat turėtų būti ribojamas atsižvelgiant į numatomą matavimo rezultatų panaudojimą.
Šis standartas (ISO 31350-2007) taikomas tik mažesnės nei 300 kW galios ventiliatoriams. Didesnio galingumo ventiliatorių vibracijos vertinimas atliekamas pagal ISO 10816-3. Tačiau standartinių serijų elektros variklių vardinė galia gali būti iki 355 kW. Šis standartas netaikomas didelio skersmens (nuo 2800 iki 12500 mm) mažo greičio lengviesiems ašiniams ventiliatoriams, naudojamiems šilumokaičiuose, aušinimo bokštuose.
Atramos tipai ir jų įtaka
Ventiliatoriaus vibracinė būsena po sumontavimo nustatoma atsižvelgiant į atramos standumą. Pagrindas - tai, ant ko tvirtinamas ventiliatorius ir kas suteikia ventiliatoriui reikiamą atramą.
- Suderinama atrama: Ventiliatoriaus atramos sistema suprojektuota taip, kad pirmasis atramos savasis dažnis būtų gerokai mažesnis už ventiliatoriaus darbinį sukimosi dažnį. Atramos tamprumas užtikrinamas ventiliatorių pakabinant ant spyruoklių arba atramą pritvirtinant prie tamprių elementų (spyruoklių, guminių izoliatorių ir pan.).
- Statiška atrama: Ventiliatoriaus atramos sistema suprojektuota taip, kad pirmasis atramos savasis dažnis būtų gerokai didesnis už darbinį sukimosi dažnį. Paprastai, kai atrama montuojama ant didelių betoninių pamatų, ją galima laikyti standžia.
Plieniniai rėmai, dažnai naudojami ventiliatoriams montuoti, gali priklausyti bet kuriam iš šių atramų tipų. Kilus abejonių, galima atlikti skaičiavimus arba bandymus, kad būtų nustatytas pirmasis sistemos savasis dažnis.
Ventiliatorių kategorijos ir balansavimo tikslumas
Ventiliatoriai skirstomi į kategorijas pagal jų numatytą paskirtį, balansavimo tikslumo klases ir rekomenduojamas vibracijos parametrų ribines vertes. Pavyzdžiui, 1 lentelėje gali būti pateikiamos kategorijos, kurioms galima priskirti ventiliatorius pagal jų naudojimo sąlygas, atsižvelgiant į leistinas disbalanso vertes ir vibracijos lygius. Įsigyjant atskirus rotoriaus elementus (ratus arba sparnuotes), reikėtų atsižvelgti į šių elementų balansavimo tikslumo klasę (pvz., 2 lentelę), o įsigyjant visą ventiliatorių - į gamyklinių vibracijos bandymų ir vibracijos vietoje rezultatus. Ventiliatorių gamintojas yra atsakingas už ventiliatorių balansavimą pagal atitinkamą norminį dokumentą (pvz., ISO 1940-1 reikalavimus).
Matavimo taškai, jutikliai ir veleno poslinkio vertinimas
Tiek gamyklinių bandymų, tiek matavimų vietoje metu matavimo taškų skaičius ir vieta nustatoma gamintojo nuožiūra arba susitarus su užsakovu. Rekomenduojama matuoti ant ventiliatoriaus rato veleno (sparnuotės) guolių. Jei tai neįmanoma, jutiklis turi būti įrengtas tokioje vietoje, kad tarp jo ir guolio būtų užtikrintas trumpiausias mechaninis ryšys. Jutiklio negalima montuoti ant neatremiamų plokščių, ventiliatoriaus korpuso ar kitų vietų, tiesiogiai nesusijusių su guoliu.
Matavimai horizontalia kryptimi atliekami stačiu kampu veleno ašies atžvilgiu, o vertikalios krypties matavimai - stačiu kampu horizontalios matavimo krypties atžvilgiu ir statmenai ventiliatoriaus velenui. Naudojami jutikliai gali būti akselerometrai arba greičio jutikliai. Ypatingą dėmesį reikėtų skirti tinkamam jutiklių tvirtinimui: be tarpų ant atraminio paviršiaus, be svyravimų ir rezonansų.
Naudotojui ir gamintojui susitarus, galima nustatyti didžiausio leistino veleno poslinkio reikalavimus (žr. ISO 7919-1) slankiuosiuose guoliuose. Matavimo sistema nustato veleno paviršiaus poslinkį guolio korpuso atžvilgiu. Leistina poslinkių amplitudė neturėtų viršyti guolio tarpinės vertės, kuri priklauso nuo guolio dydžio, tipo, apkrovos ir matavimo krypties. Į matavimo rezultatus taip pat įtraukiami "klaidingi" poslinkiai dėl mechaninių nuokrypių (veleno išlinkimo, neapvalios formos) ir elektriniai nuokrypiai, susiję su veleno medžiagos magnetinėmis ir elektrinėmis savybėmis.
Vibracijos lygio vertinimas eksploatacijos metu
Ribiniai vibracijos lygiai taikomi vardinei apkrovai ir vardiniam sukimosi dažniui, kai ventiliatorius veikia režimu su atviromis įėjimo kreipiančiosiomis mentėmis. Naujų paleidžiamų ventiliatorių vibracija neturėtų viršyti "paleidimo į eksploataciją" lygio. Eksploatuojant, vibracijos lygis natūraliai didėja dėl nusidėvėjimo procesų. Pasiekus "įspėjamąjį" vibracijos lygį, būtina ištirti padidėjusios vibracijos priežastis. Jei vibracijos lygis pasiekia "išjungimo" lygį, reikia nedelsiant imtis priemonių priežastims pašalinti, priešingu atveju ventiliatorius turi būti sustabdytas. Staigus vibracijos lygio pokytis visada rodo, kad reikia nedelsiant patikrinti ventiliatorių.
Balansavimas kaip vibracijos šaltinio mažinimo priemonė
Ventiliatoriuje yra daug vibracijos šaltinių, tačiau pagrindinis yra rotoriaus disbalansas, kuriam būdingas sukimosi dažnio vibracijos komponentas. Disbalansą sukelia ekscentriška arba pasvirusi besisukančios masės ašis, netolygus masės pasiskirstymas, veleno išlinkimas ar šių veiksnių derinys. Eksploatacijos metu disbalansas gali padidėti dėl ore nusėdusių dalelių. Kiti vibracijos šaltiniai apima:
- Netinkamas suderinimas: Gali atsirasti, kai variklio ir ventiliatoriaus velenai sujungti diržine pavara arba lanksčiąja jungtimi.
- Aerodinaminės jėgos ir rezonansas: Vibraciją gali sužadinti ventiliatoriaus rato sąveika su stacionariais konstrukcijos elementais, neteisingos tarpų vertės arba netinkamai suprojektuotos oro įsiurbimo ir išmetimo konstrukcijos. Aerodinaminis triukšmas gali atsirasti sukimosi dažnio subharmonikoje.
- Guolių defektai: Sūkuriai, atsirandantys slystančių guolių tepimo sluoksnyje.
- Diržinės pavaros problemos: Pernelyg įtempti arba atsilaisvinę diržai.
Siekiant sumažinti disbalansą, naudojami profesionalūs prietaisai, tokie kaip 2-Channel Portable Balancer Balanset-1A Full Kit, skirti dinaminiam balansavimui dviejose plokštumose lauko sąlygomis. Balansavimas gali būti atliekamas su pilnu arba pusiau raktu, o jei įmanoma, visi besisukantys elementai (ratas, velenas, mova, skriemulys) turėtų būti subalansuoti kaip vienas įrenginys.
Po surinkimo dažnai prireikia papildomo balansavimo, kad vibracijos lygis būtų sumažintas iki priimtino. Visos matavimo priemonės ir balansavimo staklės turi būti patikrintos ir kalibruotos pagal standartus.
Balansavimo sąvokos: disbalanso tipai
Amortizatorių montavimas išcentriniams ventiliatoriams
Išcentrinių ventiliatorių vibracijos mažinimo metodai dažniausiai apima spyruoklinių amortizatorių naudojimą, kuriuos daugiausia sudaro spyruoklinis elementas, bazė ir viršutinis dangtelis. Amortizatorius paprastai montuojamas po vibracijos slopinimo plokšte ir po ventiliatoriaus plieniniu laikikliu. Vibracijos slopinimo plokštė yra gelžbetoninė plokštė.
Svarbiausi montavimo principai:
- Amortizatorių skaičius: Siekiant, kad po plokšte sumontuoti amortizatoriai būtų vienodai įtempti, jų skaičius nustatomas pagal ventiliatoriaus oro tūrį, paprastai ne mažesnis kaip keturi.
- Parinkimas ir skaičiavimas: Amortizatorių pasirinkimas turi būti nustatytas po kruopštaus dinaminio skaičiavimo. Konstrukcija negali laisvai keisti amortizatoriaus specifikacijų ir kiekių.
- Montavimo vieta: Amortizatoriai turėtų būti montuojami ant plokštės ar ventiliatoriaus gamybinio plieno laikiklio žemiau. Saugomos angos centro vietos turėtų būti nutolusios ir turi likti ant žemės ar fondo lygio, tolygiai paskirstant jėgą tarp amortizatorių.
tags: #amortizatoriai #iscentrinio #ventiliatoriui