Рисунок 2. Расположение трехкоординатного датчика
для радиального вентилятора одностороннего всасывания
Рисунок 3. Расположение трехкоординатного датчика
для радиального вентилятора двустороннего всасывания
Рисунок 4. Расположение трехкоординатного датчика
для вертикально установленного осевого вентилятора
Измерения в горизонтальном направлении следует проводить под прямым углом к оси вала. Измерения в вертикальном направлении должны быть проведены под прямым углом к горизонтальному направлению измерений и под прямым углом к валу вентилятора. Измерения в продольном направлении следует проводить в направлении, параллельном оси вала.
8.1.2. Измерения с использованием датчиков инерционного типа
Все значения вибрации, указанные в настоящем стандарте, относятся к измерениям, выполненным с помощью датчиков инерционного типа, сигнал которых воспроизводит движение корпуса подшипника.
Применяемые датчики могут быть либо акселерометрами, либо датчиками скорости. Особое внимание следует уделить правильному креплению датчиков: без зазоров по опорной площадке, качаний и резонансов. Размер и масса датчиков и системы крепления не должны быть чрезмерно большими, чтобы не вносить существенных изменений в измеренную вибрацию. Суммарная погрешность, обусловленная способом крепления датчика вибрации и калибровкой измерительного тракта, не должна превышать +/- 10% значения измеряемой величины.
8.1.3. Измерения с использованием датчиков бесконтактного типа
По соглашению между пользователем и изготовителем могут быть установлены требования к предельным значениям перемещения вала (см. ГОСТ ИСО 7919-1) внутри подшипников скольжения. Соответствующие измерения могут быть проведены с помощью датчиков бесконтактного типа.
В этом случае измерительная система определяет перемещение поверхности вала относительно корпуса подшипника. Очевидно, что допустимая амплитуда перемещений не должна превышать значения зазора в подшипнике. Значение внутреннего зазора зависит от размера и типа подшипника, нагрузки (радиальной или осевой), направления измерений (отдельные конструкции подшипников имеют отверстие эллиптического типа, для которого зазор в горизонтальном направлении больше, чем в вертикальном). Многообразие факторов, которые следует принимать во внимание, не позволяет установить единые предельные значения перемещения вала, однако некоторые рекомендации представлены в виде таблицы 3. Значения, приведенные в этой таблице, представляют собой процентное отношение к общему значению радиального зазора в подшипнике в каждом направлении.
Таблица 3
Предельное относительное перемещение вала
внутри подшипника
|
Вибрационное состояние вентилятора |
Максимальное рекомендуемое |
|
Пуск в эксплуатацию/Удовлетворительное |
Менее 25% |
|
Предупреждение |
+50% |
|
Останов |
+70% |
|
<*> Значения радиального и осевого зазоров для конкретного подшипника |
|
Приведенные значения даны с учетом "ложных" перемещений поверхности вала. Эти "ложные" перемещения появляются в результатах измерений вследствие того, что на эти результаты влияют помимо вибрации вала также его механические биения, если вал погнут или имеет некруглую форму. При использовании датчика бесконтактного типа вклад в результат измерений дадут также электрические биения, определяемые магнитными и электрическими свойствами материала вала в точке измерений. Считают, что при пуске вентилятора в эксплуатацию и его последующей нормальной работе размах суммы механических и электрических биений в точке измерений не должен превышать большего из двух значений: 0,0125 мм или 25% измеренного значения перемещения. Биения определяют в процессе медленного проворачивания вала (на скорости от 25 до 400 ), когда действие на ротор сил, вызванных дисбалансом, незначительно. Для того чтобы уложиться в установленный допуск по биениям, может потребоваться дополнительная обработка вала. Датчики бесконтактного типа, по возможности, следует закреплять непосредственно в корпусе подшипника.
Приведенные предельные значения применимы только для вентилятора, работающего в номинальном режиме. Если конструкция вентилятора предусматривает его работу от привода с переменной скоростью вращения, то на других скоростях возможны более высокие уровни вибрации вследствие неизбежного влияния резонансов.
Если в вентиляторе предусмотрена возможность изменения положения лопастей относительно потока воздуха у входного отверстия, приведенные значения следует применять для условий работы с максимально открытыми лопастями. Следует учесть, что срыв воздушного потока, особенно заметный при больших углах раскрытия лопасти относительно входного воздушного потока, может приводить к повышенным уровням вибрации.
Вентиляторы, устанавливаемые по схемам B и D (см. ГОСТ 10921), следует испытывать с всасывающими и (или) нагнетательными воздуховодами, длина которых превышает их диаметр не менее чем в два раза (см. также Приложение C).
Пример - Рекомендуемые значения для подшипника скольжения диаметром 150 мм с внутренним зазором в горизонтальном направлении 0,33 мм:
Предельная вибрация вала (относительно подшипниковой опоры):
- пуск/удовлетворительное
состояние: (0,25 x 0,33 мм) = 0,0825 мм (размах);
- уровень предупреждения: (0,50 x 0,33 мм) = 0,165 мм (размах);
- уровень останова: (0,70 x 0,33 мм) = 0,231 мм (размах).
Сумма механического и электрического биений вала в точке измерений вибрации:
a) 0,0125 мм;
b) 0,25 x 0,0825 мм = 0,0206 мм.
Большее из двух значений составляет 0,0206 мм.
8.2. Система опоры вентилятора
Вибрационное состояние вентиляторов после их установки определяют с учетом жесткости опоры. Опору считают жесткой, если первая собственная частота системы "вентилятор - опора" превышает скорость вращения. Обычно при установке на бетонные фундаменты больших размеров опору можно считать жесткой, а при установке на виброизоляторы - податливой. Стальная рама, на которую часто устанавливают вентиляторы, может относиться к любому из двух указанных типов опоры. В случае сомнений в отношении типа опоры вентилятора можно выполнить расчеты или провести испытания для определения первой собственной частоты системы. В некоторых случаях опору вентилятора следует рассматривать как жесткую в одном направлении и податливую в другом.
8.3. Пределы допустимой вибрации вентиляторов при испытаниях в заводских условиях
Предельные уровни вибрации, приведенные в таблице 4, применяют к вентиляторам в сборе. Они относятся к измерениям виброскорости в узкой полосе частот на опорах подшипников для частоты вращения, применяемой при испытаниях в заводских условиях.
Таблица 4
Предельные значения вибрации при испытаниях
в заводских условиях
|
Категория вентилятора |
Предельное с.к.з. виброскорости, мм/с |
|
|
Жесткая опора |
Податливая опора |
|
|
BV-1 |
9,0 |
11,2 |
|
BV-2 |
3,5 |
5,6 |
|
BV-3 |
2,8 |
3,5 |
|
BV-4 |
1,8 |
2,8 |
|
BV-5 |
1,4 |
1,8 |
|
Примечания. 1. В Приложении A указаны правила преобразования единиц |
||
8.4. Пределы допустимой вибрации вентиляторов при испытаниях на месте эксплуатации
Вибрация любого вентилятора на месте эксплуатации зависит не только от качества его балансировки. Влияние будут оказывать, например, факторы, связанные с установкой, такие как масса и жесткость системы опоры. Поэтому изготовитель вентиляторов, если только это не оговорено контрактом, не несет ответственности за уровень вибрации вентилятора на месте его эксплуатации.
В таблице 5 приведены рекомендуемые предельные значения (в единицах виброскорости для широкополосной вибрации на корпусах подшипников) при нормальной работе вентиляторов различных категорий.
Таблица 5
Предельные значения вибрации на месте эксплуатации
|
Вибрационное |
Категория |
Предельное с.к.з. виброскорости, мм/с |
|
|
Жесткая опора |
Податливая опора |
||
|
Пуск в эксплуатацию |
BV-1 |
10 |
11,2 |
|
BV-2 |
5,6 |
9,0 |
|
|
BV-3 |
4,5 |
6,3 |
|
|
BV-4 |
2,8 |
4,5 |
|
|
BV-5 |
1,8 |
2,8 |
|
|
Предупреждение |
BV-1 |
10,6 |
14,0 |
|
BV-2 |
9,0 |
14,0 |
|
|
BV-3 |
7,1 |
11,8 |
|
|
BV-4 |
4,5 |
7,1 |
|
|
BV-5 |
4,0 |
5,6 |
|
|
Останов |
BV-1 |
- <*> |
- <*> |
|
BV-2 |
- <*> |
- <*> |
|
|
BV-3 |
9,0 |
12,5 |
|
|
BV-4 |
7,1 |
11,2 |
|
|
BV-5 |
5,6 |
7,1 |
|
|
<*> Уровень останова для вентиляторов категорий BV-1 и BV-2 |
|||
Вибрация новых принимаемых в эксплуатацию вентиляторов не должна превышать уровень "пуск в эксплуатацию". По мере эксплуатации вентилятора следует ожидать повышения уровня его вибрации вследствие процессов износа и кумулятивного эффекта влияющих факторов. Такое повышение вибрации является, в общем, закономерным и не должно вызывать тревоги, пока не достигнет уровня "предупреждение".
По достижении вибрацией уровня "предупреждение" необходимо исследовать причины повышения вибрации и определить меры по ее снижению. Работа вентилятора в таком состоянии должна быть под постоянным наблюдением и ограничена временем, требуемым для определения мер по устранению причин повышенной вибрации.
Если уровень вибрации достигает уровня "останов", меры по устранению причин повышенной вибрации должны быть приняты незамедлительно, в противном случае вентилятор должен быть остановлен. Задержка с приведением уровня вибрации к допустимому уровню может повлечь за собой повреждение подшипников, появление трещин в роторе и в местах сварки корпуса вентилятора и, в конечном итоге, разрушение вентилятора.
При оценке вибрационного состояния вентилятора следует контролировать изменения уровня вибрации со временем. Внезапное изменение уровня вибрации свидетельствует о необходимости немедленного осмотра вентилятора и принятия мер по его техническому обслуживанию. При контроле изменения вибрации не следует принимать во внимание переходные процессы, вызванные, например, заменой смазки или процедурами технического обслуживания.
9. Влияние процедуры сборки
Помимо колес в состав вентиляторов входят другие вращающиеся элементы, которые могут оказать влияние на уровень вибрации вентилятора: приводные шкивы, ремни, соединительные муфты, роторы электродвигателей или других устройств привода. Если условия заказа требуют поставку вентилятора без устройства привода, то изготовителю из практических соображений может быть нецелесообразно проводить испытания всей сборки для определения уровней вибрации. В таком случае даже при условии выполнения изготовителем балансировки колеса вентилятора нет уверенности в том, что работа вентилятора в сборе будет плавной до тех пор, пока вал вентилятора не будет соединен с приводом и вся машина не будет испытана на вибрацию при пуске вентилятора в эксплуатацию.
Обычно после сборки требуется проведение дополнительной балансировки, чтобы уменьшить уровень вибрации до приемлемого уровня. Для всех новых вентиляторов категорий BV-3, BV-4 и BV-5 перед их принятием в эксплуатацию рекомендуется провести измерения вибрации для машины в сборе. Это позволит определить базовую линию и наметить дальнейшие меры по техническому обслуживанию.
Изготовители вентиляторов не несут ответственности за влияние на вибрацию частей привода, установленных после проведения испытаний в заводских условиях.
10. Средства измерений и калибровка
10.1. Средства измерений
Используемые средства измерений и балансировочные станки должны быть поверены и удовлетворять требованиям поставленной задачи. Период между поверками определяется рекомендациями изготовителя средств измерений (испытаний). Состояние средств измерений должно обеспечивать их нормальную работу в течение всего периода испытаний.
Персонал, работающий со средствами измерений, должен обладать достаточными навыками и опытом, позволяющими выявлять возможные неисправности и ухудшения качества работы средств измерений.
