Балансировка электродвигателя вентилятора своими руками

Вентиляция

Ручная балансировка вентиляторов

“Дисбаланс слишком сложная штука!”– вдалбливал мне мой приятель, матёрый механик, который построил самодельный самолёт(!), –”Он проявляет себя по разному на разных скоростях вращения и вручную балансировать нельзя!” –после этого он с презрением отворачивался. Но я ему не верил, жизнь убеждает: “Если нельзя, но очень хочется, то можно!”. Ручная балансировка вентиляторов снимает остроту вопроса и я знаю вентиляторы , отбалансированные вручную, которые работают по 10 лет.

Первый, самый примитивный способ балансировки крыльчатки вентиляторов.

Освободив “всас” (круглое входное отверстие вентилятора), крыльчатку толкают руками, задавая первое пробное вращение. С лёгким нетерпением ждут остановки вращения. Когда крыльчатка замерла, отмечают чем придётся строго верхнюю точку крыльчатки или лопастей , можно карандашом. Это будет предполагаемая точка перевеса. Строго говоря, точка перевеса всегда внизу, но нас будет интересовать именно вехняя отметка, которую мы и станем так несправедливо называть. Отметив верхнюю точку, повторяем всё заново: рукой задаём второе (потом и третье для уверенности) пробное вращение. И тут начинается самое интересное. Если, отмеченная нами метка, остановилась в другом месте, то, возможно, с дисбалансом у Вас всё в порядке, а вибрацию передаёт какой-нибудь насос поблизости, или проезжающий поезд (шутка). Версия два: из-за износа подшипников или из-за того, что крыльчатка вращается туго, этот способ нахождения точки перевеса не годится: слишком груб. Вообще, при некотором опыте пригодность вентилятора к статичекской балансировке определить не трудно: если крыльчатка крутится очень долго не останавливаясь, то этот вентилятор вполне пригоден для балансировки, если наоборот быстро останавливается, то нет. Далее: если, на нашу радость, отметка замерла снова строго и явно наверху, как мы мечтали, значит мы правильно нашли эту самую точку перевеса и начинается собственно балансировка.

Ищут предметы разного веса, гайки, обрубки полос , куски электродов и т.д. Ищут чем их прилепить тонким слоем: мастика, пластилин, тонкая проволока, скотч, изолента и т.д. И, как Вы уже догадались, начинаются эксперименты в поисках подходящего противовеса в точку перевеса. Прилепляя в точку перевеса к нерабочей поверхности найденные Вами предметы, или постепенно стачивая их на наждаке, и каждый раз заново толкая крыльчатку, добиваются того, чтобы точка перевеса “умерла”, т.е. Ваша отметка потеряла своё постоянное место остановки. Другими словами: в идеале она должна останавливаться каждый раз в разных местах. И когда это случилось, т.е. находится предмет подходящего веса, Вы, победно оглядевши всех вокруг, тащите сварного или привариваете его сами. Ох и люблю я этот момент– момент торжества “человеческого духа” над неодушевлённым металлом! Красиво?

Приваривать на не снятой крыльчатке удобнее всего со стороны квадратного выпуска-фланца, т.е. сверху кожуха (улитки): там нерабочая сторона заднего диска вполне доступна, хотя и не рядом. С пылевым вентилятором проще: его лопасти доступны со стороны всаса.

Иногда боятся балансировать сами по той причине, что противовес искать очень долго и, как полагают, практически невозможно поймать неустойчивое положение. Это ошибка: по-любому противовес ищется не более 15 минут. Подсказкой в поиске служит то, что точка перевеса находится всё медленней и медленней. Она не спеша, вальяжно уходит вверх, пропуская своё родное место и также всё медленней и медленней возвращается назад, пропуская его снова , но с другой стороны.

Приваренный противовес может из-за сварки прибавить в весе и, в свою очередь, сам стать точкой перевеса. За такое “предательство”, с ним поступают безжалостно: обдирают болгаркой, до тех пор… Здесь важно не пропустить равновесие, в каждой пробе терпеливо уменьшая обдирку.

Недавно мне рассказали, что в столице есть человек–суперпроф, который тычет щупом особого прибора с программами куда-то (не хочу завираться в деталях) в работающую “вертушку” и через несколько минут, лениво зевая, скажет Вам: где, чего и почём… и сделает это сам за приемлемый гонорар. Если это легенда, то она имеет право быть по жизни.

На многих западных вентиляторах на заднем диске есть специальные балансировочные винты, разного вида, которые делают процедуру балансировки лёгкой, как поиск телевизионных программ.

Выше сказанное относится к простым случаям и называется на техническом языке: ручная статическая балансировка. И мой друг механик, был конечно прав, в том смысле, что она всегда хуже т.н. динамической балансировки, т.е. балансировки с учётом параметров дисбаланса в рабочем режиме, на полной скорости вращения. Почему? На больших скростях появляются разные вибрации, возникают резонансы, детали меняют форму и положение: “вытягиваются”, кто может вытянуться и сжимаются кто может… Иногда это существнно влияет на дисбаланс–иногда нет. И, очевидно, вопрос только в какой степени можно с такой балансировкой мириться. Опыт показывает, что иногда можно неплохо “зимовать” и со статической, включив для проверки отбалансированный вручную вентилятор.

Выше мы изучали случай балансировки вентилятора “вживую”, не снимая крыльчатки. Но бывает много случаев, когда крыльчатку необходимо отбалансировать отдельно: напр. после её ремонта, или переставляя другую, или нет уверенности, что не погнут вал, или дисбаланс в шкивах, в моторе, тугие или разболтаные подшипники и т.д. Тогда производят балансировку на балансировочных козлах или на “ножах”

Источник

Процесс балансировки вентилятора

Грамотная балансировка вентилятора позволяет уменьшить шумность работы агрегата, увеличить его производительность, повысить длительность и безопасность эксплуатации. Увеличенная вибрация (разбалансировка) свидетельствует о нарушениях во время изготовления, сборки или монтажа вентилятора. Балансировка проверяется величиной вибрации, замеры делаются с учетом требования ГОСТ 31350-2007. Чаще всего измерения выполняются при открытых всасывающих и нагнетающих отверстиях, но иногда, по просьбе потребителей, измерения могут производиться и при частично закрытых отверстиях. Решение принимается с учетом характера работы вентиляторов.

Категории вентиляторов в зависимости от назначения

Согласно существующим нормативным актам балансировка вентиляторов должна учитывать условия эксплуатации, этот параметр оказывает влияние на требования по классу точности балансировки.

Схема расположения датчиков

Для проведения балансировки вентиляторов датчики располагаются в зависимости от типа вентилятора и его пространственного размещения.

Для каждого та вентилятора установлены пределы вибраций.

Предельные вибрации для различных типов вентиляторов

Этапы работ

Балансировка вентилятора может осуществляться на специальных балансировочных станках или непосредственно на работающем вентиляторе. Процесс балансировки состоит из нескольких этапов. Число датчиков и их месторасположение может определяться производителем. Общие требования рекомендуют устанавливать датчики на подшипниках вала крыльчатки вентилятора и на корпусе. Если это невозможно по техническим причинам или конструкционным особенностям, то они устанавливаются в местах с минимально короткой связью между ними и подшипниками.

Используемые для балансировки приборы и приспособления должны удовлетворять требования существующих стандартов. На каждый прибор обязателен паспорт изготовителя с указанием технических параметров. Состояние приборов должно гарантировать исправное пользование весь период балансировки.

К работам по балансировке допускается только специально подготовленный персонал, его знания и опыт должны позволять своевременно определять неисправности и отклонения от существующих норм. Перед началом работ все используемые средства должны пройти калибровку, периодичность определяется изготовителем и условиями эксплуатации. Балансировка вентиляторов выполняется в следующей последовательности.

1. Фиксация вентилятора на специальной площадке. Должны быть закреплены все посадочные места, сила затягивания крепежа должна гарантировать устойчивое положение агрегата во время балансировки.
2. Установка датчиков. Во время выбора мест размещения руководствуются нормативными требованиями документов. Установку контролирует профессиональный сотрудник компании.
3. Включение компьютерной программы балансировки вентилятора.

1. Ввод в программу массы поднагруза. Перед этим поднагруз взвешивается на специальных точных электронных весах.

1. Ввод в программу радиуса первой балансируемой плоскости. Первая плоскость – корпус оси крыльчатки подшипника.
2. Вод в программу радиуса второй плоскости с поднагрузом. Вторая плоскость – крыльчатка вентилятора.
3. Первый пуск без поднагрузов, остановка вентилятора. Установка датчика количества оборотов и вибрации с выводом светоотражающей метки на шкив. Замер показаний начальной вибрации.

1. Установка первого пробного груза к первой плоскости. Второй пуск вентилятора с грузом, замер показаний вибрации.

1. Установка подгруза на крыльчатку. Для того чтобы не потерялось место установки, на крыльчатке делается специальная метка.

Установка груза на крыльчатку

1. Третий пуск вентилятора, фиксация изменения параметров вибрации на крыльчатке. Выключение вентилятора.
2. Подбор грузиков по весу согласно показаниям компьютера. Навешивание грузиков на элементы вентилятора с учетом показателей программы. Она выдает данные не только о массе груза, но и об угле его фиксации по отношению к ранее установленным подгрузам. Угол смещения определяется только по ходу вращения крыльчатки.

1. Первый пробный пуск после балансировки вентилятора. Проверка данных на компьютере.
2. Дополнительная балансировка согласно новым данным о показателях вибрации.
3. Второй запуск вентилятора, контроль фактических результатов балансировки.

Если параметры не выходят за поля нормируемых допусков, то процесс балансировки вентилятора считается оконченным.

Какие факторы влияют на величину вибрации

1. Состояние крыльчатки. Оказывает самое большое влияние на балансировку агрегата. Превышение допустимых норм может быть следствием нарушения технологии изготовления отдельных элементов, неправильная статическая балансировка или некачественная сборка лопастей на рабочее колесо.
2. Нестандартные приводные ремни, если они предусмотрены в приводе вентилятора. Ремни становятся причиной разбалансировки во время эксплуатации агрегата.
3. Некачественный корпус подшипника, отсутствие смазки подшипника качения.
4. Недостаточное усилие затягивание отдельных частей корпуса.

Изготовители вентиляторов не несут ответственности за разбалансировку, появившуюся в результате неправильного монтажа или эксплуатации вентилятора. Для предупреждения негативных явлений потребители должны постоянно проверять состояние его частей и не допускать чрезмерного износа лопастей и подшипников. Кроме того, все элементы должны периодически очищаться от пыли и грязи. Появление критических вибраций свидетельствует о полной разбалансировке вентилятора, эксплуатировать такой агрегат категорически запрещается. Повторное включение возможно только после выполнения полного комплекса ремонтных и регламентных работ по восстановлению заводских параметров балансировки.

Документальное оформление балансировки вентиляторов

По требованию потребителей и после согласования с условиями договора заказчику может предоставляться акт балансировки вентилятора с указанием следующей информации:

1. Способ монтажа ротора, метод балансировки (статический или динамический), масса крыльчатки в сборе.
2. Показатели остаточного дисбаланса по каждой плоскости коррекции, класс точности балансировки согласно действующим стандартам.
3. Критерии приемки и сертификат на выполненные работы по балансировке.

Дополнительно могут описываться методы и измерительные приборы, используемые во время балансировки вентилятора. Документ содержит перечень использованных измерительных средств, способ фиксации датчиков, технические параметры вентилятора, тип опоры и зафиксированную остаточную вибрацию.

Процесс балансировки вентилятора (видео)

Источник

Динамическая балансировка на станке. вентилятора, ротора насоса или электродвигателя после проведенного ремонта.

Опубликовано Эксперт в 05.10.2020 05.10.2020

Простые фишки от практика балансировки роторов на станке DIAMEX 2000

Работая мастером по ремонту в энергетике, приходится производить балансировку механизмов после проведенного ремонта. О статической балансировке дымососа мы писали в одной из своих статей. Статическая балансировка дело не очень сложное, надо лишь подобрать уравновешивающий груз на балансируемый ротор. Но при работе механизмов, особенно на больших оборотах (выше 1000 об /мин.) происходит влияние различных сил как в продольном, так и поперечном направлениях. Чтобы уравновесить эти силы в динамике, существуют специальные балансировочные станки и целые их комплексы. Применяют и методы динамической балансировки в собственных подшипниках на месте установки, но это другая история, хотя принципы те же самые.

Причины вибрации механизма после восстановительного ремонта

После эксплуатации многих механизмов с течением времени происходит неравномерный износ рабочих колес (насосов, вентиляторов). В процессе ремонта их восстанавливают разными способами. Роторы электродвигателей даже с завода бывают отбалансированы на самых верхних пределах допуска, а то и вовсе вне допуска.

Представьте, что механизм после восстановительного ремонта собран согласно формуляров. Но все параметры зазоров, натягов подшипников и центровка находятся на самом верхнем пределе допуска. Ротор так же имеет верхний допустимый предел небаланса. В итоге включаем насос (или любой другой механизм) после ремонта, а его “трясет” (повышенная вибрация). Начинаем разбираться -параметры в норме. Порой просто разворачиваем полумуфты электродвигателя и механизма на 180(или на другой угол) градусов относительно друг друга и насос успокоился-заработал нормально. А, что произошло-методом “тыка” устранили взаимный небаланс ротора механизма и ротора электродвигателя. Иногда при разборке насосов обнаруживаем вхлам развалившиеся подшипники качения, а насос при этом работал без вибрации. То есть по причине качественной балансировки и центровки, нагрузка на подшипники была минимальная. Вот так специалисты-балансировки становятся магами, прикрепив или убрав небольшой грузик в определенной точке. Точка эта называется сумма векторов небаланса(дисбаланса)

Динамическая балансировка жестких роторов на стационарных станках

Не будем углубляться в науку дисбаланса, а рассмотрим практический пример балансировки консольного ротора диаметром в один метр. Вес такого ротора 150 кг. Балансировку производим на популярном и неплохом станке “DIAMEX 2000” Ротор наш будем считаться жестким, то есть балансировать его можно на малых оборотах, так как влияния частоты вращения на небаланс жесткого ротора не учитываются. Не буду вдаваться в тонкости работы станка, кто читает статью, должен быть в теме.

Установка вентилятора на опоры балансировочного станка.

На станке две роликовых опоры, вал укладываем на эти опоры. Важно, чтобы торцы вала и шейки были в хорошем состоянии, без каких-либо выбоин и эллипсности поверхностей. К торцам вала, с зазором 1-2 мм подводим ограничивающие ролики. В инструкциях сказано, что вал необходимо выставить по уровню. Я для себя сделал вывод, что ротор необходимо выставить, так, чтобы при вращении он не сползал на упорные ролики, а свободно вращался их не касаясь. Как этого добиться?

• Установите вал ротора по уровню и накиньте на него приводной ремень.
• Войдите в режим прогрева в меню станка, изначально на 100 оборотах. Когда ротор начнет вращаться и перемещаться в ту или иную сторону, соответственно опускайте или подымайте регулируемые опоры.
• Когда ротор успокоится в одном положении попробуйте добавить скорость вращения и повторить регулировки. Если ротор устаканился на одном на месте-приступаем к балансировке.

Этапы балансировки ротора на станке.

Как и сказано в инструкциях, первым делом устраняем статический небаланс. Когда колесо вентилятора останавливается в одном месте. (как это делать читайте здесь)

Затем определяем “выбег “ ротора по программе станка. На балансировочных станках возможно добиться нормальных результатов балансировки и на низких оборотах (250-350 об/мин) но результат будет точнее если балансировка проводится на оборотах близких к рабочим (хотя бы 600 об/мин при рабочих 3000) Конечно, немного страшновато, когда массивный ротор раскручивается в свободных роликовых опорах до 1000-1500 оборотов. По неопытности можем и потерять его (слетит с опор)

Так вот, обороты выбега выбираем в зависимости от того, как ведет себя ротор на разных оборотах. На нашей диаграмме (на мониторе) видно, что на 578 оборотах в минуту-наименьшая вибрация на левой и правой опоре. Исходя из этого выбираем номинальную частоту балансировки 575 об/мин. То есть на этих оборотах ротора наименьшее влияние различных факторов. (состояния шеек, опор, и даже влажности воздуха)

В настройках прибора указываете каким способом будете убирать небаланс (снятием или прибавлением груза) по разным плоскостям. Плоскость может быть одна или две. Это зависит от длины ротора. К примеру, наш вентилятор можно было балансировать по одной плоскости. Но мы балансируем его совместно с полумуфтой на конце вала. Полумуфта имеет большое влияние на точность балансировки, потому выбираем две.

Первый пробный пуск определяет величину вибрации на опорах и выдает результат дисбаланса ротора. Если ротор в норме, можно прекратить балансировку. Когда ротор в норме, опытный оператор станка может определить и на ощупь по вибрациям опор. Я, на практике стремлюсь добиться минимальной вибрации по опорам, не обращая внимание на то, что дисплей выдает” РОТОР В НОРМЕ”. Потому, что как ремонтник, несу ответственность за качество ремонта всего механизма.

Какой пробный груз вешается на балансируемый ротор

После установки начальной вибрации необходимо повесить пробный груз. В инструкции по станку не говориться от чего зависит величина груза. Но чем больше вес пробного груза, тем более точны будут определены компьютером станка точки уравновешивания ротора. Проблема лишь в том, что любой лишний вес может создать опасную вибрацию для незакрепленного ротора. Если понимаем, что можно прилепить 200 грамм, и ротор не улетит с опор, то вешаем 200 грамм. А если после 10 грамм ротор начнет подпрыгивать на одной из опор, то конечно необходимо уменьшить вес груза. Эти моменты отрабатываются опытом.

Как крепить пробный или корректирующий груз к ротору

Кладём на весы пробный груз и как-то крепим, а как? Многие пользуются пластилином. Но при большой угловой скорости пластилин отлетает вместе с грузом. У нас в цехе вся стенка перед станком в следах от него. Вообще грузик может и в лоб прилететь при неосторожности. На роторах асинхронных электродвигателей удобно крепить на болт, добавляя к нему шайбы определенного веса. Хорошая идея иметь калиброванные магнитные груза для фиксации на стальных деталях. Кто-то пользуется бандажной лентой, но это не всегда удобно на рабочих колесах насосов. Я лично нашел:) а может и не только я:) способ крепления балансировочных грузов с помощью простого скотча. Показал станок точку крепления корректирующего груза-подбираю грузик, ставлю на колесо и обматываю колесо с грузом в несколько слоев скотчем. Этот дешевый материал никогда еще не подводил и никакого дополнительного влияния на ротор не оказывал.

Стоит ли продолжать балансировку при достижении нормы уравновешенности ротора?

На основании ГОСТа ИСО 1940-1-2007. Вибрация. Требования к качеству балансировки жестких роторов. Часть 1. Определение допустимого дисбаланса, мы должны выдать вентилятор с остаточным дисбалансом не более 10 г. Мм/кг. Допустим, я добился таких показателей и могу со спокойной душой отдать ротор в работу предоставив отчет. Но я вижу вибрацию на опорах 25-40 мкм. По норме вентилятор в сборе не должен выдавать после ремонта более 30 мкм. Конечно, он в свободных опорах, но…Я же знаю, что есть возможность уйти по вибрации за 10 мкм. Это займет естественно больше времени, но обеспечит нашей фирме бонус качественного ремонта.

Потому и продолжаю совершать дополнительные пуски и вешать или снимать болгаркой рекомендованные массы. Как и писал выше, прекращаю балансировку при вибрации ниже 10 мкм и дисбаланс довожу до 0,2-2 грамм. Такой ротор 100% будет работать ровно. Вибрацию, из-за влияния различных факторов (некачественные шейки вала, прогиба ротора и т.п.) не всегда удается снизить, это понимаешь, когда груз в пару грамм смещает точку установки грузов на большую величину, то есть дисбаланс сведен практически к нулю.

Любимый аттракцион после качественной балансировки раскрутить незакрепленную болванку в тонну весом на 1500 оборотов и показать заказчику как “шуршит” ротор.

Успехов вам в вашей работе коллеги.

Источник