Балансировка приточного вентилятора

В данной статье представлена двухплоскостная балансировка вентилятора на одном валу. Показан практический пример балансировки, расчет которой производится без использования ПО. Выполнено сравнение с результатами расчета на ПК.

Имеем приточный вентилятор N = 5,5 кВт, n = 2860 об/мин. Состояние - после ремонта. Сказали что сгорел электродвигатель из-за заклинивших подшипников. Подшипники заменены, двигатель вернулся с перемотки обмотки. Данные измерения СКЗ виброскорости в диапазоне 10-1000 Гц:

Допуск на вибрацию 6,3 мм/с. Фиксируем превышение. Спектр виброскорости в точке 1П:

Аналогичные спектры и в остальных точках контроля - везде основной вклад вносит оборотная частота 45,1 Гц. Дисбаланс во всей своей красе.

Переходим к балансировке. Как известно, балансировочные расчеты основаны на сопоставлении векторов дисбаланса и векторов влияния от пробного груза. Балансировку начнем с плоскости рабочего колеса путем снятия одного из имеющихся заводских грузов. Схема вентилятора с указанием точек измерения и балансировочных плоскостей:

Пуск 1. Снимаем заводской грузик 2,5 грамма с угла 200° в плоскости №1:

На листе бумаги с балансировочным кругом (полярная система координат) производим векторные построения для определения векторов влияния 0 пуска относительно пуска 1:

Как видим, чувствительность к данному грузу мала. Вектор влияния в точке 1В находится под значительно большим углом к вектору дисбаланса, чем в остальных точках. Попробуем развернуть вектора влияния на 40° по вращению и в 3 раза увеличить их длину.

Пуск 2. Устанавливаем груз 5,0 грамма на угол 340° в плоскости №1:

Пуск 2 относительно пуска 1:

Вектор влияния 1В практически не изменился, остальные вектора хоть и повернулись в желаемую сторону, но продолжать в данной плоскости балансировку не имеет смысла. Точка 1В к плоскости №1 не чувствительна. В связи с этим принято решение оставить все как есть в плоскости №1 и перейти к плоскости №2. Плоскостью №2 была выбрана крыльчатка обдува электродвигателя, как самая близкая из доступных к точке 1В.

После снятия защитного кожуха вижу, что пластиковая крыльчатка обдува повреждена - сильная геометрическая деформация детали от воздействия высоких температур. Странно, что ремонтники не заменили, но тем интереснее балансировка.

Пуск 3. Устанавливаем груз 9,9 грамм на угол 310° в плоскости №2:

Пуск 3 относительно пуска 2:

Вибрация уже меньше допуска 6,3 мм/с и некоторые балансировщики на этом бы остановились. Но мы продолжим. Максимально уменьшим вибрацию в точке 1В, а остальные точки подбалансируем в плоскости №1 (по первым пускам у нас там нормальная чувствительность). Из соотношения вектора дисбаланса 1В и вектора влияния от груза при пуске 3 рассчитал, что груз необходимо увеличить примерно в 1,4 раза. Угол менять не будем, так как груз вешается на лопасть крыльчатки (всего 7 лопастей с шагом 51° по окружности).

Пуск 4. Снимаем груз 9,9 грамм с угла 310°, вешаем груз 13,4 грамм на угол 310° в плоскости №2:

Пуск 4 относительно пуска 2:

Переходим обратно на плоскость №1.

Пуск 5. Снимаем груз 5,0 грамм с угла 340° в плоскости №1:

Пуск 4 относительно пуска 5:

К пятиграммовому грузику у нас очень хорошая чувствительность. Остается увеличить грузик примерно в 2 раза и повернуть на 10° против вращения.

Пуск 6. Вешаем груз 9,5 грамм на угол 350° в плоскости №1:

Пуск 6 относительно пуска 5:

После балансировки в плоскости №1 у нас появилась чувствительность в точке 1В, что немного смазывает картину. Но на этом остановимся. Подводя итог имеем, что для балансировки вентилятора в плоскости №1 был снят заводской груз 2,5 грамма с угла 200° и установлен новый груз 9,5 грамм на угол 350°, в плоскости №2 установлен груз массой 13,4 грамм на угол 310°.

СКЗ виброскорости в диапазоне 10-1000 Гц после балансировки:

Всего для балансировки понадобилось 6 пусков. Ради интереса выполнил расчет в программе Гольдина по данным пусков 1, 2 и 3. По результатам в плоскость №1 требуется добавить 9 грамм на угол 355°, в плоскость №2 16 грамм на угол 310°. При этом остаточная вибрация должна составить:

Ручной расчет дает схожие результаты хоть и худшие, да и потребовал в 2 раза больше пусков. Но с другой стороны, при ручном расчете весь процесс балансировки контролируется специалистом. Так же интересно было узнать о влиянии дисбалансов на чувствительность в точке 1В, что несомненно пополнит копилку моих знаний.

В качестве дополнения скажу, что данный вентилятор проработал двое суток, пока снова не сгорел. Причем в этом есть и моя вина (ничего необычного в этой статье не заметили?). Но об этом позже .