5 Cauze ale Vibrațiilor Ventilatoarelor Industriale și Cum să le Remediați

Cauza 1: Dezechilibrul rotorului (cea mai frecventă)

Foto 1. Echilibrarea unui ventilator industrial în desfășurare: senzori de vibrații montați pe rulmenți, tahometru laser îndreptat spre arbore și date de diagnosticare afișate pe tabletă

Dezechilibrul reprezintă distribuția neuniformă a masei rotorului față de axa sa de rotație. Chiar și o mică deplasare de masă duce la bătaie radială: o parte din energia motorului nu merge în mișcarea aerului, ci în vibrarea carcasei.

Cum se dezvoltă dezechilibrul:

• Acumulare de material: în timpul funcționării, praful, murdăria și produsele de proces se acumulează pe palete, deplasând centrul de greutate
• Uzură sau coroziune neuniformă: paletele se uzează în ritmuri diferite, mai ales în medii abrazive
• Lucrări de reparații: înlocuirea sau repararea prin sudare a paletelor individuale fără reechilibrare ulterioară distruge echilibrul din fabrică
• Pierderea greutăților de echilibrare: greutățile montate anterior pot cădea din cauza vibrațiilor sau coroziunii

Simptomele dezechilibrului:

• Vibrație puternică a carcasei, deosebit de perceptibilă la viteze mai mari
• Huruit de joasă frecvență transmis în fundație
• Supraîncălzirea rulmenților (peste 60–70°C)
• Înlocuirea frecventă a rulmenților

Fig. 1. Diagnosticarea dezechilibrului: dacă vibrația globală (V1s) este aproximativ egală cu vibrația la frecvența de rotație (V1o), cauza principală este dezechilibrul rotorului

Soluție:

Echilibrarea dinamică a rotorului. Analizoarele de vibrații portabile moderne (cum ar fi Balanset-1A) permit echilibrarea rotorului chiar la locul de funcționare, fără demontarea ventilatorului.

Foto 2. Analiza vibrațiilor cu o greutate de probă montată, turație ~2960 rpm

Inginerul montează senzori de vibrații pe suporturile rulmenților și un senzor optic de turație pe arbore. După câteva măsurători, aparatul calculează poziția exactă și masa greutății de corecție. Întregul proces durează 1–2 ore.

Cauza 2: Rulmenți uzați sau deteriorați

Foto 3. Echilibrarea rotorului unui ventilator de extracție: lucrarea se efectuează direct pe amplasament fără demontarea echipamentului

Rulmenții sunt o componentă de importanță critică a oricărui ventilator. Conform statisticilor, până la 80% din defecțiunile rulmenților sunt cauzate de probleme de echilibrare sau aliniere. Cu toate acestea, rulmenții uzați pot fi ei înșiși o sursă de vibrații.

Simptomele rulmenților defecți:

• Zgomot de înaltă frecvență (foșnet, vâjâit) necorelat cu frecvența de rotație
• Temperatura ridicată a corpului rulmentului
• Vibrația nu se reduce după echilibrare
• În spectrul de vibrații apar vârfuri la frecvențe nesincrone (BPFO, BPFI, BSF)

Cum se distinge de dezechilibru:

În cazul dezechilibrului, vibrația apare în principal la frecvența de rotație (1×). În cazul defectelor de rulment, vibrația apare la frecvențe caracteristice „rulmentului" care NU sunt multipli ai vitezei arborelui.

Soluție:

Înlocuiți rulmenții. După înlocuire este recomandabilă efectuarea echilibrării, deoarece montarea rulmenților noi poate modifica echilibrul sistemului.

Cauza 3: Dezalinierea arborelui

Dezalinierea apare atunci când axele de rotație ale arborelui ventilatorului și arborelui motorului nu coincid. Aceasta pune o sarcină suplimentară pe rulmenți și cuplaj și provoacă vibrații.

Tipuri de dezaliniere:

• Paralelă: axele sunt paralele, dar decalate
• Unghiulară: axele se intersectează la un unghi
• Combinată: un amestec al ambelor tipuri (cazul cel mai frecvent)

Simptomele dezalinierii:

• Vibrație ridicată la de 2× frecvența de rotație (a doua armonică)
• Vibrație axială ridicată (de-a lungul arborelui)
• Supraîncălzirea cuplajului
• Uzura rapidă a cuplajului și rulmenților

Soluție:

Alinierea laser a arborelui. Sistemele moderne de aliniere laser permit alinierea arborilor la sutimi de milimetru. După aliniere este recomandabilă o măsurătoare de verificare a vibrațiilor.

Citiți mai mult: Alinierea arborelui și de ce echilibrarea nu ajută fără aceasta

Cauza 4: Joc mecanic sau deteriorarea fundației

Jocul mecanic reprezintă pierderea rigidității îmbinărilor structurale. Cauzele includ șuruburi de fixare slăbite, fisuri în fundație și jocuri crescute în locașurile rulmenților.

Simptomele jocului mecanic:

• Armonici multiple în spectrul de vibrații (1×, 2×, 3×, 4×...)
• Spectrul arată ca o „pădure" de vârfuri
• Vibrația este instabilă de la o pornire la alta
• Balansare sau joc vizibil

Soluție:

1. Inspectați cu atenție toate îmbinările cu șuruburi
2. Strângeți șuruburile de ancorare ale fundației
3. Inspectați și reparați fisurile din cadru
4. Verificați locașurile rulmenților

Odată eliminat jocul mecanic, se constată adesea că acesta — mai degrabă decât dezechilibrul — a fost cauza reală a vibrațiilor.

Cauza 5: Rezonanță structurală

Rezonanța apare atunci când viteza de funcționare a ventilatorului coincide (sau este apropiată) de una dintre frecvențele proprii ale structurii. Când se întâmplă acest lucru, chiar și un dezechilibru minim produce vibrații extrem de ridicate.

Simptomele rezonanței:

• Vibrația crește brusc la o anumită turație
• Modificarea turației cu ±100 rpm poate schimba vibrația de 5–10 ori
• Faza vibrației se deplasează cu 180° la trecerea prin rezonanță
• Valorile sunt instabile chiar și la turație constantă

Soluție:

Echilibrarea în zona de rezonanță este practic imposibilă prin metode standard. Trebuie să:

• Modificați turația de funcționare a ventilatorului (dacă este posibil)
• Modificați rigiditatea structurii (consolidați cadrul, schimbați suporturile)
• Utilizați metode speciale de echilibrare independente de fază

Listă de verificare pentru autodiagnosticare

Înainte de a apela la un specialist, efectuați o verificare simplă:

Caz real: fabrică de beton prefabricat

Acest exemplu arată clar că echilibrarea unui ventilator nu este un cost, ci o investiție extrem de profitabilă în fiabilitatea echipamentului dvs.