بالانس فن! دلایل نابالانسی فن! بالانس دینامیک و استاتیک
چه کسی صلاحیت بالانس فن را دارد؟
کارشناس بالانس که اقدام به بالانس فن میکند بسته به حساسیت فن باید دارای مدرک سطح 1 تا 3 آنالیز ارتعاش باشد. و توانایی ریشه یابی لرزش فن را داشته باشد. چون اگر کارشناس بالانس نتواند لرزش سیستم را آنالیز کند، امکان دارد باعث آسیب بیشتر سیستم شود. مثال: شفت حامل فن کج شده و در هنگام چرخش نشانه هایی شبیه به نابالانسی دارد. اگر مسئول بالانس نتواند این ایراد را از نابالانسی تشخیص دهد، اقدام به بالانس سیستم کرده و احتمالاً دستگاه بالانس پیشنهاد یک وزنه‌ی سنگین به او خواهد داد. وزنه نصب میشود و احتمال دارد ارتعاشات تا حدودی کاهش پیدا کند اما با اضافه شدن بار به بخش دوار فقط تنش روی شفت و بیرینگها (یاتاقانها) افزایش داشته است و به این شکل تجهیز زودتر خراب خواهد شد. آموزش بالانس فن به عنوان یک زیر مجموعه از آنالیز ارتعاشات فن مطرح است.
روشهای بالانس فن:
- بالانس استاتیکی
- بالانس دینامیکی
برای آشنایی اولیه به ویدیوهای بالانس گرانشی فن و بالانس با دستگاه مراجعه کنید.
برای اطلاعات تخصصی به گونه های مختلف نابالانسی مراجعه کنید.
بالانس استاتیک فن
برای فن‌هایی که نسبت ضخامت آنها به قطر زیاد است کاربردی نیست زیرا وزنه ی بالانس در دو وجه فن قرار دارد و به بالانس دینامیکی نیاز دارد. اما در فن هایی که نسبت ضخامت آنها به قطر آنها کم است امکان بالانس گرانشی وجود دارد.ولی در هر صورت دقت آن به بالانس با دستگاه نمی‌رسد. در شکل زیر یک تجهیز دوار را مشاهده میکنید که دچار نابالانسی استاتیکی است.
در صورتی که فن به صورت استاتیک نابالانس باشد، اگر روی دو تیغه‌ی چاقو قرار گیرد، بخش نابالانسی توسط نیروی وزن سمت پایین قرار میگیرد. این فن را بدون اینکه لازم باشد با الکتروموتور بچرخد، میتوان روی دو تیغه با نصب وزنه و به صورت آزمون و خطا بالانس کرد. ولی سوال: چقدر احتمال دارد که نابالانسی در دو طرف فن در یک راستا باشد؟ خیلی کم.
بالانس دینامیک فن
اگر فرض کنیم جرم نابالانسی در دو وجه فن (بلوور) و با ۱۸۰ درجه اختلاف زاویه قرار دارند، و اگر وزن آنها برابر باشد پس در این صورت اگر شفت فن را روی دو تیغه ی چاقو قرار دهید حرکت نخواهد کرد زیرا اثر دو نیرو در مقابل هم و در دو وجه برابر خواهد بود. اما در هنگام سرعت دورانی اینچنین نیست. با سرعت دورانی حتما فن دچار نابالانسی از نوع کوپل خواهد شد.در صورتی که یکی از وزنه ها سنگین‌تر باشد، فقط به میزان اختلاف جرم دوسمت به طرف پایین خواهد چرخید و مانده نابالانسی در فن در دور نامی ایجاد لرزش خواهد کرد.مشکل بالانس نکردن فن ها با دستگاه بالانس قیمت بالای آن است. اوان پایش دستگاه های بالانس با کیفیت با قیمت مناسب را در اختیار شما می‌گذارد. با ما تماس بگیرید.
برای آشنایی بیشتر با بحث لرزش فن کلیک کنید.
عوامل لرزش فن چیست؟
- نابالانسی فن
- بالانس نبودن پولی فن یا الکتروموتور
- لقی پایه های فن
- مشکلات تسمه
- عیوب یاتاقانها
- مشکلات برقی الکتروموتور
- تشدید یا رزونانس در قطعات
- خمیدگی شفت فن یا الکتروموتور
- نابالانسی ایرودینامیکی فن
- نا هم مرکز بودن شفت و نافی فن، شفت و پولی فن، شفت و پولی الکتروموتور
- لقی بیش از حد شفت و سوراخ نافی، شفت و پولی فن، شفت و پولی الکتروموتور
- دور نبودن شفت فن (چک بوسیله‌ی ساعت اندیکاتور)
- دور نبودن پولی فن یا پولی الکتروموتور
- و…
بوسیله‌ی تحلیل لرزش با دستگاه آنالیز ارتعاشات یا بعضی از دستگاه های بالانس پروانه فن شما میتوانید دقیقاً مشکل لرزش فن را پیدا کنید. با بخش خدمات شرکت آوان پایش ارتعاش تماس بگیرید.
برای رفع لرزش فن، ابتدا باید بدانید ایراد فن چیست؟
برای مثال در صورتی که ایراد لرزش فن خمیدگی شفت باشد، شاید در بعضی موارد بتوان با قرار دادن وزنه های سنگین علائم ارتعاشات را از بین برد، اما در آن صورت با افزایش بار روی الکتروموتور و یاتاقانها باعث آسیب به آنها خواهید شد. چه بسا اگر سیستم را به این شکل بالانس نمیکردید عمر بیشتری داشت.
چرا باید فن بالانس شود؟
برای کاهش لرزش فن و صدای آن و کاهش نیروهای وارد بر یاتاقانها (بلبرینگ ها یا رولبرینگ‌ها یا یاتاقانهای ژورنال) لازم است بعد از ساخت یا تعمیرات، فن بالانس شود. با بالانس فن لرزش کاهش می یابد دمای یاتاقانها کاهش می یابد و در نتیجه گریس یا روانکار یاتاقان نسوخته و عمر یاتاقانها افزایش می یابد. نابالانسی فن با ایجاد لرزش و انتقال آن به الکتروموتور و کل استراکچر باعث لقی و خرابی تجهیزات می گردد. تجهیز دواری ک لرزش دارد فاقد صلاحیت راه‌اندازی است.
عواقب نابالانسی فن
- افزایش تنش در شفت
- افزایش دما در یاتاقانها و کاهش عمر گریس و یاتاقانها
- پارگی زود هنگام تسمه
- اعمال بار نامتوازن به الکتروموتور، یا از سمت تسمه و پولی، یا مستقیماٌ از طرف شفت
- ایجاد سر و صدا
- افزایش ارتعاشات در هنگام خاموش شدن و افزایش تنش روی استراکچر با این شرایط
- کاهش قدرت تشخیص عیوب دیگر در هنگام بروز در فن های صنعتی با موقعیت حساس
برای مواجه نشدن با این مشکلات باید فن بالانس شود.
چگونه نابالانسی فن را تشخیص دهیم؟
برای بالانس فن شما ابتدا باید نابالانسی را در آن تشخیص دهید. نابالانسی فقط یکی از عوامل لرزش میباشد. بهترین راه ها برای تشخیص نابالانسی بدون دستگاه بالانس:
- افزایش لرزش با افزایش سرعت دورانی میباشد.زیرا هر چه سرعت دورانی افزایش داشته باشد، جرم نابالانسی فن نیروی بیشتری به بخش دوار وارد کرده و باعث ارتعاشات بیشتر میشود. لذا اگر توانایی راه اندازی ماشین در سرعت دورانی پایین‌تر را دارید میتوانید به این صورت وجود نابالانسی فن را تا حدودی تایید کنید. خاطرمان باشد که عیب معمول در لرزش فن همان نابالانس بودن آن است.
- وقتی فن را روشن می کنید، یا وقتی خاموش میشود، در هنگام عبور از یک دور خاص لرزش چند برابر میشود. توجه داشته باشد که دلیل اصلی این موضوع پدیده‌ی تشدید است. اما نابالانسی زیاد میتواند نیروی مورد نیاز تشدید در قطعات را فراهم کند.
- وقتی پایه های الکتروموتور یا شفت متصل به فن تراز است، اگر فن را چرخش دهید، همیشه یک سمت آن در پایین قرار می گیرد.
و در دستگاه آنالیز ارتعاشات علائم نابالانسی به این شرح است:
- شما در طیف FFT فقط یک پیک در 1x مشاهده می کنید.
- با 90 درجه جابجایی سنسور ارتعاشی، زاویه‌ی فاز 90 درجه تغییر می کند.
شرایط مورد نیاز برای بالانس فن چیست؟
- مطمئن شوید دلیل لرزش، نابالانسی فن میباشد.
- امکان قرار دادن وزنه ی اصلاحی روی فن میسر باشد. این موضوع در بالانس فن در محل بیشتر اهمیت دارد زیرا شما نمیدانید شرایط فن در کارگاه مقصد چیست؟ باید به خود فن و پره ها دسترسی داشته باشید. اگر فن دارای دریچه‌ی تعمیراتی است باید باز شده تا وزنه‌های اصلاحی روی آن قرار گیرد. البته در صورتی که فن قرار است روی یاتاقانهای خودش بالانس شود. در غیز این صورت دمونتاژ فن و ارسال آن به کارگاه بالانس کافی است.
- باید بتوانید مقدار لرزش را اندازه گیری کنید. لرزش فن با استفاده از قرار دادن سنسور روی یاتاقانها اندازه‌گیری میشود.
- باید بتوانید محل جرم نابالانسی را در دور تا دور فن پیدا کنید.
موارد فوق با دستگاه پرتابل آنالیز ارتعاشات به سادگی قابل انجام است. اما اگر دستگاه نداشتیم چه کنیم؟ می توانید به بخش خدمات بالانس شرکت آوان پایش ارتعاش تماس بگیرید تا کارشناسان ما در اولین فرصت برای بالانس تجهیزات دوار شما حاضر شوند.
ایمنی در بالانس فن
اگر بالانس در محل انجام میشود، شرح حال آخرین راه اندازی را از شخصی که اعلام خرابی کرده است جویا شوید. شاید نتوانید فن را استارت کنید زیرا ریسک شکست وجود دارد. این موضوع برای بالانس فن های صنعتی سنگین بیشتر صادق است.
اگر ضخامت پروانه کم است اما قطر زیادی دارد بهتر است ابتدا به صورت ثقلی یا همان استاتیکی آن را بالانس کنید بعد سراغ بالانس دینامیکی بروید و سیستم را بچرخانید به این صورت ایمنی بیشتری در چرخش پروانه دارید.
برای وزنه ی بالانس پروانه های کوچک از خار بالانس فن استفاده منید و سعی کنید خودتان وزنه نسازید.
دستگاه بالانس پروانه ی فن را با فاصله ی مناسب از فن قرار دهید و بررسی کنید که احتمال برخورد با بخش دوار را نداشته باشد.
اگر اینورتر دارید ابتدا سیستم را در دورهای پایین بالانس کنید بعد دور آن را افزایش دهید و دوباره بالانس کنید. کار در دورهای پایین خطرات کمتری دارد.
اگر در هنگام استارت صدای غیر عادی شنیدید نسبت به آن حساس باشید و سیستم را خاموش کنید و ریشه ی صدا را بررسی کنید. در هنگام کار عوامل ایجاد صدای محیط را حذف کنید. مثلاً اگر همکاران در حال آهنگری و کار هستند بهتر است سر و صدا ایجاد نکنند که با صدای احتمالی از فن اشتباه گرفته نشود.
از نصب صحیح وزنه ها روی پروانه ی فن مطمئن شوید. در بالانس فن های سانتریفیوژ بکوارد و فوروارد می توانید وزنه ی بالانس را روی لبه ی داخلی پره های پروانه وصل کنید فقط کافی است که وزنه ها را به صورت کتابی تا کرده و در لبه ی داخلی پره ها قرار دهید. استفاده از تک جوش به اتصال مطمئن کمک میکند.
همیشه فقط یک نفر باید مسئول روشن و خاموش کردن فن باشد.
قبل از هر بار استارت بررسی کنید چیزی در بخش دوار جا نگذاشته باشید.
پروانه هایی که برای بالانس به صورت افقی بسته می شوند، مانند بالانس پروانه ی فن پراید یا بالانس فن 206، حتماً از حفاظ در دور تا دور پروانه استفاده کنید که در صورت جدا شدن وزنه ها به کسی آسیب نرساند.
بالانس فن در کارگاه بدون دستگاه
همانطور که در بحث گونه های مختلف نابالانسی گفتیم، نابالانسی فن 4 نوع دارد که عبارتند از استاتیک، کوپله، Quasi-Static و دینامیک. برای اطلاعات بیشتر حتما این مبحث را مطالعه کنید. شما در کارگاه بدون دستگاه پرتابل بالانس میتوانید بالانس استاتیک فن را انجام دهید اما باید بدانید که بیشتر فن ها دچار نابالانسی دینامیک هستند. برای بالانس فن که دچار نابالانسی استاتیکی میباشد به موارد زیر نیاز دارید:
- دو عدد تیغه (می توانید از دو عدد شفت هم استفاده کنید)
- شفت که از مرکز فن عبور کرده
- مقداری وزنه که به شکل ورقهای کوچک برش داده شده
رویه ی کلی کار بر روی یک فلایویل نمایش داده شده است کلیک کنید و ببینید، به همین روش برای فن باید عمل کنید. شفت حامل فن را روی دو تیغه قرار دهید به طوری که راستای شفت عمود بر راستای تیغه های موازی از هم باشد. با چرخش فن به سمت پایین شما نقطه ی سنگین را پیدا کرده اید. حالا باید در سمت مخالف وزنه قرار دهید. برای این کار یکی از ورقهای کوچکی که برش داده اید را بردارید و به گریس آغشته کنید و به سمت مخالف فن بچسبانید.
در صورتی که وزنه جرم بالایی دارد از مواد دیگر برای چسباندن آن به بدنه ی فن استفاده کنید. توجه داشته باشید که هر چه سرعت چرخش فن روی دو تیغه بیشتر باشد، مقدار جرم برای بالانس بیشتر است. برای وزنه میتوانید از آهنربا استفاده کنید و به جای اضافه یا کم کردن وزن آهنرباآن را در روی هاب پروانه و به صورت شعاعی جابجا کنید. هر چه وزنه به مرکز پروانه نزدیکتر باشد مقدار تاثیر آن کمتر میشود. گویا شما وزنه ی کوچکتری را روی پروانه متصل نموده اید.
نکات مهم در بالانس فن استاتیک
- تیغه ها باید حتماً تراز شده باشند
- شفت باید حتما نسبت به نافی در مرکز قرار گیرد
- محل غلتش شفت روی تیغه ها باید کاملا صاف و بدون پریدگی باشد
- فن نباید در معرض وزش باد قرار گیرد
استفاده از پایه بالانس فن استاتیک
تراز کردن دو تیغه برای اینکه شفت مرکزی فن به راحتی روی آنها بچرخد کمی مشکل است.
علل عدم موفقیت بالانس فن
از جمله مواردی که باعث عدم موفقیت در بالانس فن می شوند شامل موارد زیر می‌باشند:
- در بالانس فن گاهی در حفره های شافت یا پروانه خاک و مواد خارجی و یا آب جمع می شود. در این صورت، محل این مواد هر بار با چرخش شافت تغییر می کند. در نتیجه، محل نقطه سنگین مدام عوض شده و کار بالانس کردن غیرممکن می شود.
- در هنگام بالانس فن در صورتی که فن روی شافت پرس شده است اگر روتور درست Fit نشده باشد ممکن است در نتیجه گشتاور استارت کمی روی شافت بچرخد. در نتیجه محل نقطه نابالانسی در هر بار روشن کردن می تواند تغییر کند.
- لقی بیش از حد در بیرینگ فن میتواند باعث تغییر نتایج داده برداری در هر بار استارت فن گردد.
استاندارد بالانس فن چیست؟
بر اساس استاندارد ISO 1940-1 و ویرایش‌های جدیدتر آن که توسط سازمان بین‌المللی استاندارد ارائه شده، مقادیر مجاز نابالانسی برای هر تجهیز دوار مشخص شده است. این استاندارد برای تجهیزات دواری کاربرد دارد که به صورت سخت مونتاژ شده‌اند. یعنی روی قطعه‌ی با انعطاف از قبیل لاستیک قرار نگرفته‌اند و مستقیماً روی استراکچر متصل شده‌اند. البته استاندارد‌های تخصصی برای فن ها نیز ارائه شده که محدوده‌های بالانس فن و ارتعاشات مجاز را مشخص نموده‌اند. در این استاندارد برای تعیین دقت بالانس در تجهیزات دوار از سطوح مختلفی نام برده شده که این سطوح با G مشخص شده‌اند. دقت بالانس فن G 6.3 میباشد. با توجه به جدول موجود در این استاندارد (سرعت دورانی-مقدار مانده نابالانسی) مقدار سرعت فن در این جدول تعیین شده و با توجه به سطح G 6.3 مقدار مجاز لرزش بر حسب mm/s (میلیمتر بر ثانیه) برای بالانس فن تعیین میشود.
برای بالانس فن مقدار لرزش از کجا اندازه‌گیری میشود؟
بارها مشاهده میشود که برای تشخیص مقدار ارتعاش، دست را روی حلزونی فن قرار میدهند یا روی آن یک لیوان آب قرار میدهند. اینجا باید بگوییم که مقدار ارتعاشات حلزونی شاید برای کیفیت ساخت یا طراحی خود حلزونی کاربرد داشته باشد. اما طبق هیچ استانداردی مقدار ارتعاشات این قسمت نمیتواند تعیین کننده‌ی مقدار لرزش فن باشد. برای اندازه‌گیری مقدار لرزش فن و به دنبال آن بالانس فن باید مقدار ارتعاشات یاتاقانها اندازه‌گیری شود. حتی المقدور در جهت افقی، زیرا نیروی وزن فن کمی ارتعاشات در جهت عمودی را میگیرد (میرا میکند). البته علاوه بر مقدار لرزش باید بتوانید زاویه‌ی نابالانسی بین 0 تا 360 درجه را نیز تعیین کنید.
برای بالانس فن زاویه‌ی نابالانسی در 0 تا 360 درجه را چگونه اندازه‌گیری کنیم؟
به زاویه‌ای از فن که نابالانسی در آن قرار دارد، زاویه‌ی فاز گفته میشود. این زاویه توسط سنسورهای غیز تماسی القایی یا لیزری اندازه‌گیری میشود. اندازه گیری زاویه‌ی فاز در بالانس فن باید همزمان با اندازه‌گیری ارتعاشات صورت گیرد. در بالانس استاتیک فقط یک سنسور زاویه‌ی فاز و یک سنسور لرزش سنج کافی است. در بالانس دینامیک باید از یک سنسور زاویه‌ی فاز (تاکومتر) و دو عدد سنسور لرزش سنج استفاده شود. سنسورها به سیستم مرکزی متصل شده و بعد از انجام مراحل بالانس فن مقدار وزنه و زاویه‌ی نصب آن اعلام میشود.
نکات ضروری قبل از بالانس فن
میخواهید به یک شرکت بالانس فن تماس بگیرید تا برای بالانس به کارگاه شما بیایند، به چه مواردی باید توجه کنید؟ این موارد توسط شرکت‌های معتبر قبل از بالانس به شما ارائه خواهد شد. اما در بقیه‌ی موارد این شما هستید که باید به آنها توجه کنید.
- از شرکت مورد نظر هزینه‌ی بالانس تجهیزات دوار را جویا شوید. آیا این هزینه شامل رفع تمامی عیوب میباشد؟ یا فقط هزینه ی بالانس فن؟لرزش امکان دارد فقط به جهت نابالانسی فن نباشد و دلایل دیگری از قبیل ناهمراستایی بین تجهیزات یا خطا در ساخت و یا آسیب دیدگی یا لقی و… باشد. لذا شما باید بدانید که هزینه ای که پرداخت میکنید فقط برای بالانس میباشد یا برای رفع تمامی عیوب و کاهش ارتعاشات است.
- کارشناس بالانس باید دارای مدرک آنالیز ارتعاش باشد. چرا؟ چون اگر کارشناس بالانس نتواند لرزش سیستم را آنالیز کند، امکان دارد باعث آسیب بیشتر سیستم شود زیرا نمیتواند عیوب متفاوت را از هم تشخیص بدهد.
- حتماً مطمئن شوید که زمان کافی برای خوابیدن خط تولید دارید. زیرا پروسه‌ی بالانس امکان دارد با تعمیر ایراداتی غیر از نابالانسی آغاز شود و این ممکن است وقتگیر باشد.
- فن را بخوبی تمیزکاری کنید. اکر بعد از بالانس کمی از غبار فن بریزد در آن صورت دوباره فن نابالانس خواهد شد. این موضوع در رابطه با فن های غبار گیر بیشتر صدق میکند.
- تسمه های فن را تعویض کنید. تسمه های خراب سیستم را دچار ارتعاشات میکند و مسئول بالانس لاجرم باید ابتدا این ارتعاشات را رفع و سپس اقدام به بالانس نماید.
- مطمئن شوید پولی‌ها همراستا هستند.
- پیچهای پایه به استراکچر را آچارکشی کنید. در صورت امکان از ترکمتر برای آچارکشی استفاده کنید و قبل از آچار کشی سیستم را کاملا تمیزکاری کنید.
- از همراستا بودن شفت الکتروموتور و فن مطمئن شوید.
بالانس فن های آکسیال قطر بالا
این سیستم ها اغلب در برج های خنک کاری یا همان کولینگ تاورها کاربرد عمده دارند. در کندانسورهای نیروگاه های حرارتی یا در بخش آب خنک کاری آنها استفاده میشوند. بالانس این تجهیزات به دلیل دور کم و لختی زیاد به آنالیز دقیقتری نیاز دارد. برای اطلاعات بیشتر در این رابطه به مقاله بالانس کولینگ تاور مراجعه بفرمایید.
