Que tecnoloxía de corrección de equilibrio se emprega nos rotores de ventiladores centrífugos non cualificados

Un ventilador recén montado que non supera a súa proba de aceptación é un problema coñecido para os enxeñeiros da fábrica. Cando un impulsor de ventilador centrífugo de curvatura inversa abandona a liña de produción, aínda debe superar unha proba de vibración e equilibrado antes do seu envío. Pequenas variacións na fundición, cordóns de soldadura e pintura desigual poden desprazar o centro de masas o suficiente como para levar a peza fóra dos seus límites de tolerancia. Se non se corrige, ese desequilibrio convértese en ruído, calor e desgaste prematuro dos rodamientos unha vez que a unidade está instalada.

Por que os impulsores non cualificados fallan nas probas de vibración e equilibrado

Fallos comúns nas probas de vibración e equilibrado

Durante a posta en marcha nunha planta de procesamento de alimentos, un ventilador de alimentación recén instalado activou o seu relé de protección minutos despois do arranque. O equipo de mantemento rexistrou valores de vibración moi superiores ao límite aceptable de vibración, e a proba rutineira de vibración indicou que o rodete non era apto. O mesmo problema aparece en moitas instalacións: un impulsor de ventilador centrífugo de curvatura inversa que parece recto na bancada pode seguir funcionando de maneira irregular cando xira á velocidade máxima.

Causas fundamentais do desequilibrio do rotor

A causa é case sempre o desequilibrio do rotor. O material nunca é perfectamente uniforme, polo que a distribución de masa dunha roda real está lixeiramente descentrada. O desprazamento nun só plano crea unha condición estática; un par entre dous planos crea unha condición dinámica. Cando o desequilibrio residual supera o grao de equilibrado para a aplicación, o ventilador vibra. A acumulación de po, os eixes curvados e as roscas de bolas de precisión desgastadas empeoran as lecturas e reducen a vida útil. Por iso se comproba o equilibrio dun impulsor de ventilador centrífugo de curvatura inversa antes do seu envío. Os equipos de campo deben considerar calquera aumento da amplitude de vibración como unha advertencia temprana, non como unha molestia, pois un pequeno desequilibrio agrávase coa acumulación de po e coa carga térmica.

Equilibrado estático vs equilibrado dinámico

Cando o equilibrado estático é suficiente

O equilibrio estático corrige o desequilibrio dun só plano e é apropiado para rodas estreitas, tipo disco. A peza colócase sobre fiúros de baixo rozamento; roda ata que o punto máis pesado quede na parte inferior. Entón, engádese ou retírase un pequeno peso corrector nesa localización. Para moitas turbinas de ventilador de baixa velocidade, este método dun só plano cumpre o grao de equilibrio requirido e evita o custo dun procedemento completo de dous planos. O método reduce a amplitude das vibracións o suficiente para rodas lentas, pero non pode corrixir o par que aparece cando unha roda xira a maior velocidade.

Cando se require o equilibrio dinámico

O equilibrado dinámico trata o desequilibrio de dous planos e mídese nunha máquina de equilibrado dinámico. A roda xira nos seus rodamientos mentres os sensores leen a vibración en dúas localizacións axiais; logo, o software localiza coa exactitude o ángulo e a magnitude do desequilibrio en cada plano. Un impulsor centrífugo de curvatura inversa con paletas anchas ou alta velocidade periférica case sempre require este método, pois a corrección dun só plano non pode anular o par que xera.

Grao e tolerancia ISO 1940 G

Comprensión do grao de equilibrado ISO 1940

A norma ISO 1940 define a calidade de equilibrado mediante o grao G, expresado en mm/s. Un número G máis baixo significa unha tolerancia máis estreita. As aplicacións típicas de ventiladores utilizan G6,3 ou G2,5. A norma relaciona o desequilibrio residual admisible coa masa do rotor e a velocidade de funcionamento, polo que unha roda máis pesada a menor rpm pode aceptar máis desequilibrio ca unha roda lixeira e rápida. Para un impulsor de ventilador centrífugo de curvatura inversa, o grao G determina a cantidade de desprazamento de masa residual permitida. Os talleres confirmen o resultado nunha máquina de equilibrado dinámico e rexistren o desequilibrio residual para que este valor sexa rastrexable no debuxo.

Selección do grao G adecuado para a aplicación do ventilador

A maioría das aplicacións industriais de rotores de ventiladores centífugos requiren unha calidade de equilibrado G6.3 para ventilación xeral e G2,5 para equipos de alta velocidade ou de maior precisión. A elección do grao de equilibrado depende da velocidade de funcionamento do ventilador e da sensibilidade da máquina conectada. Un ventilador que alimenta un armario de variador de frecuencia (VFD) ou unha liña de proceso limpa normalmente require o grao máis rigoroso, G2,5. O grao de equilibrado axeitado para un rotor de ventilador centrífugo de curvatura inversa depende da velocidade periférica e do tipo de servizo. Axustar o grao de equilibrado ao tipo de servizo reduce as avarías no campo e garante a fiabilidade a longo prazo. Os compradores deben solicitar ao fornecedor que indique expresamente o grao de equilibrado na oferta, xa que un límite vago oculta riscos reais durante a posta en marcha.

Métodos de corrección e resultados no campo

Corrección mediante taladrado, soldadura e esmerilado

Dominan tres métodos físicos de corrección. A perforación elimina masa no punto pesado, ideal para rodas fundidas. A soldadura ou a brazeadura engaden peso corrector onde non é posíbel a eliminación. O fresado suaviza un exceso local e restablece a simetría. Cada paso de corrección do desequilibrio rexístrase en relación co obxectivo de grao de equilibrado. Cada impulsor de ventilador centrífugo de curvatura inversa responde de forma distinta á corrección, polo que a elección depende do material, da grosor da parede e de se o impulsor do ventilador debe manterse seguro para alimentos ou resistente á corrosión. Realízase nunha máquina de equilibrado dinámico calibrada; uns poucos gramos de corrección poden reducir a vibración nunha orde de magnitude. Verifícase de novo despois da corrección para comprobar que o desequilibrio residual queda dentro do grao de equilibrado obxectivo, que é a única proba de que a roda está verdadeiramente cualificada.

Un caso de posta en marcha e o seu resultado

De volta á planta de alimentos: o ventilador de alimentación foi elevado, o roda foi colocada nunha máquina de equilibrado dinámico e aplicouse unha corrección de desequilibrio en dous planos. A perforación a 120 graos e unha pequena soldadura no cubo reduciron o desequilibrio residual por debaixo de G2.5. Tras a reinstalación, a proba de vibración foi aprobada e o relé deixou de disparar. O ventilador centrífugo levou desde entón dúas estacións completas con lecturas estables. O impulsor do ventilador centrífugo de curvatura inversa foi rexistrado, medido e corrixido, o que mostra por que as comprobacións de posta en servizo e o equilibrado axeitado do impulsor son mellor ca esperar que unha roda defectuosa se estabilice co tempo.

Escoller a corrección de equilibrado axeitada para unha roda non cualificada protexe toda a transmisión. Un impulsor de ventilador centrífugo de curvatura inversa corrixido ao grao de equilibrado ISO 1940 G2.5 funciona máis silenciosamente, consume menos corrente e preserva o motor e os rodamientos. Especifique o grao de equilibrado ao facer o pedido, verifíqueo cunha proba real de vibración e conserve os rexistros da posta en servizo. Estes pasos transforman unha peza rexeitada nun activo fiable e duradeiro.

Preguntas frecuentes

Pregunta

Por que falla un impulsor a proba de vibración ao pórse en servizo?

Resposta: Unha roda falla porque o seu centro de masa non coincide co eixe de rotación. A porosidade da fundición, as soldaduras, a pintura e a acumulación de po provocan un desequilibrio no rotor que permanece oculto ata que se alcanza a velocidade máxima. A proba rutinaria de vibración rexistra entón unha amplitude superior ao límite permitido, polo que a peza é rexeitada. A corrección nunha máquina de equilibrado dinámico restablece o grao de equilibrado requirido antes de que o ventilador chegue ao lugar de instalación.

Pregunta

Cando é suficiente o equilibrado estático para un ventilador centrífugo?

Resposta: O equilibrado estático é adecuado para rodas estreitas e similares a discos con desequilibrio nun só plano. A peza repousa sobre fiúros de baixo rozamento e xira ata que o punto máis pesado queda na parte inferior; entón engádese ou retírase un peso corrector nese punto. Para moitas combinacións de impulsores de ventiladores de baixa velocidade, este método de único plano cumpre o grao de equilibrado requirido e evita un procedemento de dous planos. É máis barato e rápido, pero non pode corrixir o desequilibrio de par.

Pregunta

Que grao G segundo a norma ISO 1940 debe empregar un impulsor de soplante?

Resposta: O grao de equilibrado axeitado para un impulsor de ventilador centrífugo de curvatura inversa depende da velocidade na punta e da aplicación. A ventilación xeral normalmente emprega o grao G6.3, mentres que as liñas de maior velocidade ou máis precisas requiren o grao G2.5 segundo a norma ISO 1940. Esta norma relaciona o desequilibrio residual admisible coa masa e a velocidade do rotor, polo que un volante pesado e lento admite máis desequilibrio ca un volante lixeiro e rápido. Confirme o grao indicado no debuxo antes de comezar a corrección.

Pregunta

Como se usan a perforación, a soldadura e o esmerilado para corrixir o desequilibrio?

Resposta: A perforación elimina masa na zona pesada e é apropiada para rodes fundidos. A soldadura ou brazeado engade peso correctivo onde non é posíbel eliminar material, mentres que o esmerilado suaviza un exceso local para restablecer a simetría. Cada paso de corrección do desequilibrio rexístrase respecto ao grao de equilibrado obxectivo. O tipo de material, o grosor das paredes e os requisitos de seguridade alimentaria ou contra a corrosión determinan o método escollido. Nunha máquina de equilibrado dinámico calibrada, uns poucos gramos de corrección poden reducir drasticamente a vibración.

Pregunta

Como deben especificar os compradores os requisitos de equilibrado ao pedir ventiladores?

Resposta: Indique na orde de compra o grao de equilibrado requirido e faga referencia á norma ISO 1940, para que o fornecedor equilibre a roda antes do envío. Solicite un informe de proba de vibración ao grao G acordado e conserve os rexistros de posta en marcha para auditoría. Especifique os límites de material para os métodos de corrección se o impulsor do ventilador está suxeito a servizo con alimentos ou corrosivo. Requisitos claros previnen entregas rexeitadas e protexen o motor e os rodamientos situados máis abaixo.