В ДИАГНОСТИКЕ - www.vdiagnostike.ru

Polchevski 06.11.2012 года пишет: «Вообще в своей практике считаю балансировку крайней мерой, а в первую очередь стараюсь устранить все дефекты». (Тема балансировка вентиляторов в техническом форуме «Балансировка оборудования»). Там же от 06.11.2012 года Вячеслав пишет: «Надо хорошо подумать при принятии решения на балансировку ротора с боем».
В подтверждении этого золотого правила приведу пример. Сразу оговорюсь: пример надуманный. Имеем шкив для клиноременной передачи, изготовленный с боем рабочих поверхностей ручьев. Допустим, сбалансировали этот шкив отдельно от ротора, например, на балансировочном станке, и тем самым убрали дисбаланс от биения. Устанавливаем на вал ротора сбалансированный шкив с уравновешивающими грузами. Казалось бы, оборотной вибрации не должно быть. Но как только натянем ремни, то она появится, и чем сильнее, тем выше будет оборотная вибрация. И виной тому будет – не устраненное биение рабочих поверхностей шкива. Если длины ремней будут чуть-чуть разными (что чаще всего в жизни и бывает), тем сильнее стараются их натянуть механики (энергетики). О натяжении ремней см. байку на нашем сайте: «Устранение поломок валов электродвигателя дробилки шлака».

http://stomil-vyatka.ru/index.php?id=27 (здесь указан допуск на биение рабочих поверхностей клиноременных шкивов, рисунок 4.2. и таблица).

http://reductory.ru/literatura/detali-m ... dachi.html (здесь о клиноременных передачах)
http://www.anurev.h11.ru/ (Ануфриев, справочник конструктора-машиностроителя.)

В моей практике часто сталкиваюсь с таким дисбалансом.
В основном механизмы консольного типа, причина идет от посадки вала в ступицу вентилятора, крепление ступицы к колесу вентилятора. Смысл в том, что вал крепится в ступицу, или вал-ступица к колесу не по центру. Пусть сдвиг на 1-2 мм от центра оси (примерно). Отсюда имеем разные вектора небаланса в статике и динамике.
Просто некачественное изготовление, восстановление.

Если центр тяжести колеса смещен относительно оси вращения, проявлятся будет и в статике и в динамике где больше зависит от рабочих оборотов и величины моментного дисбаланса колесо-полумуфта (шкив).
Либо уменьшаем установкой груза на рабочее колесо - прогиб вала, поводковый эффект муфты, бой шкива или аэродинамические перекосы. Тогда на рабочих оборотах при номинальной нагрузке будем иметь более-менее приличный результат (временно), а на остановленном механизме явно выраженый статический небаланс.

Вячеслав, а как объяснить такую ситуацию:
После замены колеса вентилятора, (вал, муфта остались), замена из за износа колеса. До замены колеса проблем не было, только небаланс в связи с износом.
Но в процессе балансировки груз установлен в тяжелую точку, что создало небаланс при статике, колесо уходит грузом вниз. При проверки радиального биения ступицы порядком оказалось около 1.5мм, на валу перед ступицей боя не было, проверяли часовым индикатором.
Мой случай разве не схож с прогибом вала(например у той же ступицы).
Прогиб вала хорошо видно, по фазам измеренные на подшипниках около муфты и вентилятора(консольный тип). В моем случае этого не наблюдалось

Бой ступицы, это возможно смещение центра тяжести колеса, грузом компенсируешь практически в той же плоскости. Хотя новое колесо должно быть отбалансированно еще на заводе изготовителе.
НО!!!
1. При замене колеса разобрали-собрали муфту и где гарантия, что она работает после этого всеми пальцами. Нужно смотреть фазы вокруг муфты.
2. Разобрали-собрали уплотнения вала на картере и улитке, есть вероятность, что за счет трения об уплотнения прогибает ротор в районе входа в улитку или выходе из картера в сторону муфты, а при останове ротор остывает и выправляется.
И т.д. и т.п.

У меня сейчас дефицит времени.
Если есть желание, завтра продолжим дискуссию.

Продолжу.

У некоторых консольных вентиляторов, особенно тяжелых, со стороны муфты установлены спаренные радиальноупорные подшипники и при правильном их монтаже, «поводковый эффект» муфты четко диагностируется и слабо реагирует на попытку балансировки.

У большинства средних и легких вентиляторов осевая фиксация ротора так или иначе решена подшипниками со стороны рабочего колеса, а со стороны муфты установлен роликовый подшипник легкой или сверхлегкой серии. Вот тут возможны проблемы с «поводковым эффектом».
У консольных вентиляторов, подшипник со стороны муфты, нагружен вверх, причем слабо. Имея точкой опоры подшипник со стороны колеса, одно плечо рычага - рабочее колесо плюс 1/3-1/4 длинны вала, а с другой стороны 2/3-3/4 длины вала плюс полумуфта. При, даже незначительных дефектах муфты, вал начинает обкатывать наружную обойму подшипника смещая рычагом через точку опоры и рабочее колесо, в зависимости от соотношения плеч рычага и зазора в подшипнике, примерно на 0,1-0,4мм от оси вращения (линии центров подшипников). Класс точности балансировки вентиляторов – G6.3. Это значит, что допустимое смещение центра тяжести от 0,02 мм при 3000об/м до 0,1мм при 600об/м. Т.е. получаем значительный дисбаланс. Установкой груза на рабочее колесо вентилятор довольно легко приводится в приличное состояние по вибрации в динамике, но получаем четко выраженный статический небаланс на остановленном вентиляторе. Такое состояние будет сохранятся до разборки/сборки муфты, после которой может пропасть «поводковый эффект» либо перейти на другой палец муфты и соответственно потребуется новая балансировка.

Полностью согласен с вами, есть такое.
Но в моем случае был выявлен бой ступицы, даже если подшипник имел бы прослабление со стороны полумуфты, то боя ступицы обнаружено не было, дефект естественно вылазил бы только на оборотах.
При диагностике вылезли и проблемы муфты и проблемы подшипника. Да и при балансировке можно посмотреть, ибо ДКВ вырастет данного агрегата.

Динамической балансировкой устраняют моментный и статический дисбаланс. В случае с консольным вентилятором практически только статический. Чувствительность и соответственно точность динамической балансировки много выше чем статической на ножах и тем более в подшипниках. Если динамически отбалансированный в собственных подшипниках, на рабочих оборотах ротор, укатыватся в тяжелую точку при останове, значит присутствует какая-то «засада» смещающая центр масс на оборотах, типа теплового прогиба или обкатывания подшипника. С тепловым прогибом из-за трения в уплотнении разбираться проще – изменение фазы/амплитуды во времени, сразу после пуска и нестабильность показаний от пуска к пуску.
Паскудность обкатывания подшипника в том, что в спектрах этод дефект выдает только оборотную гармонику. Малая нагрузка на подшипник, плюс добавка длины рычага (консоль с полумуфтой), требует относительно небольшого усилия для срыва в обкатывание и классической противофазы, характерной для «поводкового эффекта», может не наблюдаться. ДКВ если и меняется, то незначительно.
Если муфта изготовлена не совсем качественно, то такая ситуация может быть у вентилятора пожизненно. И ДКВ стабильный. Первый раз отбалансировали, а потом небольшие изменения из-за притирки резиновых втулок муфты и износа подшипника маскируются износом лопаток, пока кто-то не обратит внимание на укат ротора при останове или центровке.

Я не пойму о каком бое ступицы идет речь.
Если это бой между посадочным местом на вал и центрирующим пояском (посадочным местом) под диск колеса, да наверное нехорошо, заводской брак. Теоретически при очень большом бое может вызвать появление лопастной вибрации, модулированной обороткой и не более того. Сдвиг масс рабочего колеса компенсируется грузом при балансировке без каких либо последствий. Самая большая проблема, в данном случае, бой под уплотнением колеса.
Если это бой по литью (внешней образующей), так они все бьют, такова технология изготовления. По большому счету не влияет ни на что, даже на дисбаланс (незначительная масса на относительно малом радиусе). Неточность изготовления колеса и коробления при сварке влияют намного больше.

PS Дополнительной провокацией для обкатывания подшипника может служить прицентровка двигателя ниже вентилятора.

Вопрос немножко коммерческий, но всё же интересно: сколько стоит отбалансировать вентилятор Ц4-70 №12,5 диаметр рабочего колеса около 1,2-1,5м.? Понятно что кто как договорится, но всё же средняя цена наверно есть на рынке?:)

Поделитесь информацией как правильно натянуть ремни на вентиляторе, имеется ввиду сила натяжки, как её проверить? Или опытным путём по замерам вибрации?

Цена балансировки зависит от многих причин. Если балансировщик живёт в вашем городе и нужно отбалансировать один (чем больше чем дешевле за единицу оборудования) вентилятор, то от 5 тыс. руб. (это очень дёшево, сильно зависит от региона и фирмы).

Натяжение ремней и способ контроля должен быть в паспорте.
Для информации:
http://www.stomil-vyatka.ru/index.php?id=28

Балансировка консольных вентиляторов-весьма интересная задача. Как показывает опыт, почти все вентиляторы отечественного производства(даже новые) требуют уравновешивания моментной составлящей дебаланса.
При устранении такого дебаланса приходится ставить балансировочные грузы с массой гораздо большей, чем при устранении статического дебаланса.И мы их ставим.И машины великолепно работают без перебалансировки годами.
Так откуда страхи о возможном разрыве покрывного диска или повреждении лопаток?
Почему нельзя варить грузы на лопатки?А если нужна двухплоскостная(т.е. полная) балансировка пылевого вентилятора,
а у него нет покрывного диска.
Может кто-нибудь даст хоть приблизительные устрашающие числа тех напряжений в элементах рабочего колеса, которые
могут его разрушить.

Ты прикалываешся что ли, с моментной балансировкой консольного вентилятора? Или заказчика на деньги разводиш? Или разговор об установке грузов в противофазу на рабочее колесо и полумуфту?

Моментный дисбаланс рабочего колеса, на консольном вентиляторе, практически не влияет на нагрузку подшипников, поэтому его не только сложно балансировать, его просто сложно замерить. Изгибающие усилия от момента локализуются практически на посадочном месте вала под ступицей. Ну если колесо насадить на симметричную оправку (колесо в пролёте, а не на консоле), то на балансировочном станке момент можно попытаться устранить. Вопрос - зачем?
О моментной составляющей вибрации на вентиляторах двухстороннего всасывания ещё можно поговорить, там хотя бы колесо относительно широкое и усилие от моментов реально нагружает подшипники.

Страха от установки грузов на покрывающий диск нет. Просто в паспортах вентиляторов двухстороннего всасывания, на которых балансировочные груза вынужденно устанавливаются на покрывающие диски (из-за особенностей конструкции), указан максимальный допустимый суммарный вес установленных грузов по причине прочности диска на разрыв, а также из-за возможной пластической деформации лопаток колеса к которым непосредственно приварен или приклёпан. Поэтому вопросы по устрашающим числам надо задавать конструкторам вентиляторов, наверное они что то считали перед тем как цифры в паспорт вписать!

На консольных вентиляторах груза изначально предусмотрено устанавливать на основной диск, который крепится к ступице и значительно толше покрывающего.

Варить груза на лопатки и вообще устанавливать груз в поток перекачиваемой среды нежелательно из за возможного нарушения аэродинамики (ухудшение к.п.д. и возможно появление аэродинамического дисбаланса). А особенно при работе вентилятора с запылённой средой, груз будет подвергаться усиленному абразивному износу сам и за счёт нарушения обтекания создавать зоны усиленного абразивного износа на сопредельных лопатках.

Но! Мне приходилось устанавливать груза и на покрывающие диски консольных вентиляторов и в поток, но это были вынужденные действия из за конструктивных особенностей или каких то других проблем.

20 лет назад мы тоже считали, что сделать полную динамическую балансировку консольных роторов невозможно.
Лет 5 спустя подобрались к решению задачи.Пару лет набирались опыта.С тех пор балансируем консольные ротора "по полной программе".
Обычная реакция заказчика при первой балансировке таких машин(с консольным ротором)-"да она даже с нову так никогда не работала!".
По поводу "Моментный дисбаланс рабочего колеса, на консольном вентиляторе, практически не влияет на нагрузку подшипников" приведу невыдуманный пример.
Малое предприятие по производству макарон.Линия сушки, вытяжные вентиляторы.Маленькие.Двигатель 270Вт, 3000 об/мин.Колесо диаметром 300мм, ширина колеса 20мм, установлено на валу двигателя.Таких вентиляторов
штук 15.Подшипники разбиваются каждые 2-3 недели.В итоге один слесарь ежедневно только тем и занимается, что снимает один(а то и два) вентилятор, разбирает, меняет подшипники, собирает, ставит на место.Надоело это изрядно.Обратились к нам за помощью.Сначала отбалансировали один, поставили на линию-прошел месяц, признаков разбивания подшипников нет.Даже намеков на ухудшение их работы нет.Потом балансировали по 3-4 единицы за день, в моменты когда позволяло производство.Сделали все.Это был 2005 год.Проблем с подшипниками, связанными с дебалансом, больше не было.

Либо мы разговор ведём о разных вещах, либо я что то не понимаю.

Вы что 7 лет не могли додуматься как вентилятор отбалансировать?
У меня первая балансировка БИПом в собственных подшипниках, причём безо всякого обучения на курсах и общения с балансировщиками - только по литературе, - консольный вентилятор 250кВт, 1500об/мин. Правда в глубокой молодости был опыт балансировки статики "на ножах" и динамики на станках (вплоть до тяжёлого РБСа).

1. Как ты вычленяеш (расчитываеш) моментную составляющую дисбаланса рабочего колеса консольного вентилятора.
2. Как и куда устанавливаеш систему грузов по моментной составляющей.

Парадокс в том, что статический дисбаланс рабочего колеса (при условии качественной муфты и нормальной центровки), в нашем случае, вызывает противофазную вибрацию на подшипниках вентилятора в вертикальном направлении и чаще всего синфазную, но с приличной разницей по подшипникам в поперечном направлении. Но это особенности конструктива, а не моментный дисбаланс колеса. По отношению к подшипникам это да, типа момент, но по отношению к колесу - статика и эта система прекрасно приводится к допустимому дисбалансу одиночным грузом в основной диск (ну или если сильно хочется - в покрывающий или на лопатку).

Сколько балансировал консольные вентиляторы, ни разу не возникла надобность в моментной балансировке рабочего колеса. Был случай "на стороне" - работа в виде оказания технической помощи сельской котельной. Но там был слегка погнут вал и нужно было тупо уменьшить вибрацию, чтобы доработать до весны. Вот, насколько помню, все колесо грузами обвешал что бы сбить вибрацию до допустимой, действовал больше уже не расчётом, а методом "тыка".

Вот те два вопроса и заняли пять лет поисков.А еще два года наработка опыта на разных машинах.

Неприятие того, что на консольных роторах существует моментный дебаланс и что устранять его нужно тоже моментной системой грузов, приводит к поискам аэродинамического влияния грузов на вибрацию на оборотке, неумению отсеивать влияние муфты.

В этой теме "Балансировка вентиляторов" описан случай, когда после установки одиночного груза вибрацию снизили, но при остановленном вентиляторе явно виден статический дебаланс. Это есть наглядный пример компенсации моментного дебаланса статикой.

Слова словами, а вот пример из практики.

Дымосос ДН12,1500об/мин.Колесо на валу двигателя(естественно муфты нет и списать на муфту неподдающиеся вибрации не получится )Поставлен с завода по производству вентиляторов.

Начальная оборотка: В-73мкм\143гр, Г-142мкм\70гр, О-130\135гр
С.к.з. виброскорости: В-11.8мм/с Г-16.1мм/с О-14.7мм/с

Пуск с пробным грузом 129г\0гр
Оборотка: В-15.5мкм\172гр, Г-47мкм\59гр, О-127мкм\200гр
С.к.з.: В-9.1мм/с Г-5.7мм/с О-16.0мм/с

Расчет от начального пуска:Масса груза 127г на угол 27гр
Ожидаемые вибрации:В-27мкм\94гр, Г-80мкм\31гр, О-68мкм\215гр

Нехорошие ожидания!

Проводим двухплоскостную балансировку, в итоге которой на коренном диске суммарная масса установленных грузов 746г\271гр, на покрывном-607г\87гр.
Оборотка итоговая:В-7мкм\106гр, Г-17мкм\184гр, О-14мкм\252гр
С.к.з.итоговая:В-2.6мм/с Г-2.2мм/с О-3.0мм/с

Маленький анализ по грузам:
1.Разложим массы установленных грузов на составляющие и получим Мст=146г\288гр, Ммом=676г\269гр;
2.Начальный статический дебаланс при начальном пуске реально составлял массу 146г на угол 108гр, а мы при первом пробном пуске еще добавили груз массой 129г на угол 0гр.После этого суммарный статический дебаланс
составил 162г на угол 59гр.Вентилятор новый, в помещении около 0 гр тепла поэтому смазка в подшипниках вязкая и перед начальным пуском статика не видна.Но после первого пробного пуска смазка мягче стала, статика подросла и естественно стала проявляться на остановленном вентиляторе.

Вот ты мне скажи, вы за 7 лет сами до такого додумались, или подсказал кто?
Объясни мне пожалуйста, как на пустом месте создать проблему и потом героически с ней бороться?
Вы бы попробовали, просто для интереса, установить одиночный груз 146 грамм на 288 градусов в основной диск и посмотрели бы что из этого получится!
Я не отрицаю наличия моментной составляющей дисбаланса рабочего колеса консольных вентиляторов. Но влияние момента на общую вибрацию, в данном случае, мизерно и его просто не берут в расчёт при балансировке такого типа машин, правда при условии что кто-то до тебя не влупил на колесо систему грузов общим весом 1,5 кг, в том числе на хлипкий покрывающий диск, вместо того чтобы с таким же конечным результатом установить 150 грамм на основной.


Теперь моё видение балансировки данного вентилятора.

Вентиляторы этого типа имеют относительно высокий и узкий фундамент. В связи с этим податливость в поперечном направлении примерно в 2 раза выше вертикального. Исходя из этого балансировку ведут чаще всего по замерам на обоих подшипниках в поперечном направлении. Иногда принимают в расчёт дополнительно и вертикальную, в основном при заморочках с центровкой или муфтой. Осевую вибрацию в расчёт не берут, она есть производная от радиальной вибрации, если нет каких-то дефектов подшипников, муфты, центровки и т.д. провоцирующих её.

Судя по уровню исходной вибрации и высокой осевой составляющей можно предположить обкатывание наружной обоймы дальнего от колеса подшипника и прогиб ротора двигателя в пролёте (динамический эксцентриситет воздушного зазора). А возможно и нет (ротор двигателя относительно тяжёлый и жёсткий) - мы точно не знаем. В связи с вышесказанным не исключаем возможное присутствие дополнительных составляющих на оборотной частоте не связанных непосредственно с дисбалансом рабочего колеса и могущих вызвать нелинейность реакции системы на балансировочный груз. Эти составляющие спровоцированы центробежными силами от дисбаланса рабочего колеса и будут уменьшатся и исчезать по мере уменьшения оного.

При расчёте без осевой получаем груз, примерно, 180 грамм на 350 градусов со 100% эффективностью.
Ставим груз на основной диск и делаем контрольный пуск.
Если результат из за нелинейности системы не совсем удовлетворительный, то большинство балансировочных программ предложит установить дополнительный корректирующий груз. Можем сами посчитать используя пуск с грузом 180/350 как пуск с пробным грузом относительно исходного и векторным расчетом вычтем из результата груз 180/350, чтобы не снимать его с диска.
Устанавливаем дополнительный груз посчитанный нами или предложенный программой и делаем контрольный пуск.
Если результат всё ещё не совсем удовлетворительный делаем ещё один расчёт используя пуск с грузом 180/350 как исходный, а последний как пуск с пробным грузом (добавочный груз используем в расчёте как пробный).
Снимаем дополнительный груз (180/350 оставляем на месте) и устанавливаем который получили в результате последнего расчёта (или суммируем его с 180/350 чтобы не забивать диск лишними грузами, эт как кому нравится).
Делаем контрольный пуск.
Всё!

Замечательный подход к снижению вибрации консольных вентиляторов - осевая вибрация меня не касается!
Там, мол, прогиб вала, аэродинамика чего-то на оборотной составляющей, обкатывание обоймы подшипника.
Жаль, муфты нет, а то бы и ее туда же.

Это и есть вешание лапши на уши заказчика.

А то, что одиночным грузом в одной плоскости можно снизить почти до нуля вибрацию в одном направлении измерения - так это основы балансировки.А куда девать другие направления?Знамо куда-читаем первый абзац.

Ты просто путаешь теплое с мягким!

В более чем 90%, высокая осевая вибрация вопрос диагностики, а не балансировки. Встречается оборудование где при балансировки надо учитывать осевую составляющую, но это, к счастью, достаточно редкая экзотика. Хотя довольно часто из-за конструктивных или иных особенностей (например высокая податливость в осевом направлении) высокая осевая вибрация есть производная от высокой радиальной, как скорее всего и в данном случае.

Попробую максимально перечислить причины по котором может возникнуть высокая осевая вибрация на данном оборудовании:

1. ДН-12,5 часто монтируется не на фундаменте, а на довольно хлипкой сварной раме. Улитка вентилятора крепится к раме или фундаменту накладным уголком, т.е. по линии, примерно на уровне лап двигателя. Дисбаланс рабочего колеса вызывает высокую вибрацию подшипниковых узлов двигателя которая передаётся на раму и соответственно присоединенную к ней улитку. Центр массы улитки смещён относительно оси симметрии двигателя в вертикальной плоскости из за своей формы и в горизонтальной из за линии крепления к раме значительно ниже оси механизма. Улитка имеет относительно большую инерционную массу, как свою собственную, так и за счёт присоединённых к ней газоходов. Т.е. высокую вертикальную и поперечную вибрацию улитка как бы преобразует в свои изгибные колебания, которые возвращает раме в виде осевой вибрации. При уменьшении радиальной снижается и осевая вибрация, т. к. они взаимосвязаны. Это, на мой взгляд, наиболее вероятная причина высокой осевой вибрации в данном случае.

2. Попробуем вспомнить азы сопромата. Имеем балку на двух опорах с развитой консолью. Если нагрузить консоль вертикально вниз, то балка в пролёте изогнётся вверх. Ротор двигателя/вентилятора, в нашем случае, оперт на подшипники и имеет развитую консоль нагруженную центробежной силой от дисбаланса колеса. При прогибе ротора в пролёте на шарикоподшипниках двигателя возникнет осевая противофазная вибрация. В ходе балансировки, при снижении дисбаланса, прогиб будет уменьшатся снижая осевую вибрацию. Вопрос только в том на сколько реально может прогнутся достаточно жёсткий ротор двигателя. Это менее вероятная, чем предыдущая, причина, но при балансировке надо иметь её в виду, т.к. она, в данном случае, может вызывать появление дефекта воздушного зазора с появлением дополнительных составляющих оборотной частоты.

3. Увеличенный по той или иной причине зазор в заднем подшипнике эл.двигателя, являющемся в данном случае фикспунктом и несущем осевую нагрузку. В вентиляторах с ходовой частью осевую нагрузку несут, чаще всего, пара радиальноупорных подшипников имеющих осевой натяг, указанный в паспорте и при износе подшипников или по другой причине при появлении люфта появляется жёсткая осевая вибрация с картиной ударов в спектре. Изменение дисбаланса практически никак не влияет на уровень осевой вибрации при данном дефекте, вернее влияет незначительно.

4. Срыв или искажение потока в проточной части вентилятора (в т.ч. и помпаж) из за сильной деформации лопаток или попадания постороннего предмета в рабочее колесо, поломка или неправильная регулировка (неравномерное открытие) регулирующих лопаток на всасе, дросселирование или полное перекрытие потока на напоре ну и т.д и т.п.. Картина спектра в осевом направлении довольно хаотичная. Данный дефект никак не связан с дисбалансом.

5. При наличии у вентилятора ходовой части осевая вибрация может возникать при угловой расцентровке и дефектах муфты - как то погнутые или болтающиеся в посадочных местах пальцы. Изменение дисбаланса рабочего колеса мало влияет на изменение осевой вибрации вызваной этим дефектом.



При дисбалансе рабочего колеса консольного вентилятора (не принимая во внимание дисбаланс ротора двигателя и вентилятора обдува двигателя) одиночный груз в основной диск изменяет дисбаланс и соответственно вибрацию вызванную оным во всех направлениях. Это и есть основы балансировки! Если при балансировке вибрация ведёт себя неадекватно в каком-то направлении, ищи засаду типа задевание/затирание вращающихся частей за неподвижные, радиальная расцентровка и т.д. и т.п., в том числе и выше перечисленные.


Кстати, возможные причины укатывания при останове, динамически отбалансированного ротора, описаны мною чуть выше в этой теме.