เกรดการถ่วงสมดุลใบพัดและขีดจำกัดการสั่นสะเทือน

เกรดการถ่วงสมดุลไม่ใช่เครื่องหมายรับรองคุณภาพ แต่เป็นค่าความไม่สมดุลตกค้างที่ยอมให้มีได้ และค่าดังกล่าวจะเข้มงวดขึ้นเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าเกรดตัวเลขเดียวกันอาจแทนค่าความคลาดเคลื่อนทางกายภาพที่แตกต่างกันมากระหว่างพัดลมความเร็วต่ำกับพัดลมความเร็วสูง

เกรดกำหนดให้มีค่าได้เท่าใด

เกรดการถ่วงสมดุลกำหนดจากผลคูณของความไม่สมดุลตกค้างจำเพาะกับความเร็วเชิงมุม ตัวเลขเกรดสอดคล้องกับผลคูณดังกล่าวในหน่วยมิลลิเมตรต่อวินาที

เกรดทั่วไปสำหรับเครื่องจักรหมุน:

ผลที่สำคัญคือ เนื่องจากเกรดกำหนดผลคูณที่เกี่ยวข้องกับความเร็ว มวลเยื้องศูนย์ที่ยอมให้มีได้ ณ รัศมีหนึ่งจะ ลดลงครึ่งหนึ่ง เมื่อความเร็วเพิ่มเป็นสองเท่า การระบุ G6.3 สำหรับพัดลมที่ทำงานที่ 2,900 rpm จึงต้องการการถ่วงสมดุลที่เข้มงวดกว่าทางกายภาพเมื่อเทียบกับเกรดเดียวกันที่ 1,450 rpm

ด้วยเหตุนี้ พัดลมที่เปลี่ยนใบพัดหรือล้อใหม่เพื่อให้ทำงานที่ความเร็วสูงขึ้นจึงไม่สามารถใช้ข้อกำหนดการถ่วงสมดุลเดิมซ้ำได้โดยตรง

ระนาบเดียวหรือสองระนาบ

การถ่วงสมดุลระนาบเดียวแก้ไขความไม่สมดุลในระนาบรัศมีเดียว เหมาะสำหรับโรเตอร์บางลักษณะเป็นจาน ซึ่งมวลกระจุกตัวอยู่ในระนาบเดียว

การถ่วงสมดุลสองระนาบแก้ไขความไม่สมดุลที่กระจายไปตามความยาวของโรเตอร์ จำเป็นเมื่อโรเตอร์มีความกว้างมากเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง ซึ่งครอบคลุมใบพัดพัดลมแรงเหวี่ยงส่วนใหญ่และล้อทางเข้าคู่ทั้งหมด

ใบพัดกว้างที่ถ่วงสมดุลในระนาบเดียวอาจแสดงค่าความไม่สมดุลที่ยอมรับได้ในระนาบนั้น ขณะที่ยังมีความไม่สมดุลแบบคู่แรงเหลืออยู่ — ล้อจึงมีลักษณะส่าย การวัดด้วยเครื่องถ่วงสมดุลระนาบเดียวให้ผลยอมรับได้ แต่กลับสั่นขณะใช้งานจริง ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ทำให้สับสนและพบได้ค่อนข้างบ่อย

ขีดจำกัดการสั่นสะเทือนขณะใช้งาน

เกรดการถ่วงสมดุลอธิบายสภาพของโรเตอร์บนเครื่องถ่วงสมดุล สิ่งที่สำคัญหลังจากนั้นคือค่าการสั่นสะเทือนที่วัดบนพัดลมซึ่งติดตั้งแล้ว โดยทั่วไปวัดเป็นความเร็วในหน่วย mm/s RMS ที่เรือนตลับลูกปืน

แนวทางโดยกว้างสำหรับเครื่องจักรขนาดเท่าพัดลม:

• ต่ำกว่าประมาณ 2.8 mm/s — อยู่ในระดับดี ซึ่งเป็นค่าทั่วไปของการติดตั้งใหม่ที่ถ่วงสมดุลและจัดแนวอย่างเหมาะสม
• 2.8 ถึง 7.1 mm/s — ยอมรับได้สำหรับการทำงานต่อเนื่องในเครื่องจักรหลายประเภท
• 7.1 ถึง 18 mm/s — ไม่เป็นที่น่าพอใจ ควรตรวจสอบ
• สูงกว่า 18 mm/s — ยอมรับไม่ได้ ความเสียหายกำลังสะสม

ขอบเขตที่แน่นอนของแต่ละประเภทขึ้นอยู่กับขนาดเครื่องจักรและการติดตั้ง จึงควรใช้มาตรฐานที่ใช้กับเครื่องจักรนั้น แทนการอาศัยตัวเลขเหล่านี้เพียงอย่างเดียว สิ่งที่มีประโยชน์ในทุกกรณีคือแนวโน้ม: การบันทึกค่าพื้นฐานขณะเริ่มใช้งานและเปรียบเทียบเป็นระยะจะช่วยระบุปัญหาที่กำลังก่อตัวได้ก่อนที่ค่าจะเกินขีดจำกัด

การวินิจฉัยว่าปัญหาที่แท้จริงคืออะไร

การสั่นสะเทือนมีสาเหตุหลายประการ และสามารถแยกแยะได้จากความถี่:

• ความไม่สมดุล — เด่นชัดที่หนึ่งเท่าของความเร็วรอบ แอมพลิจูดคงที่ และเฟสคงที่
• การจัดแนวไม่ตรง — โดยทั่วไปเด่นชัดที่สองเท่าของความเร็วรอบ และมักมีการสั่นสะเทือนตามแนวแกนอย่างมีนัยสำคัญ
• ความเสียหายของตลับลูกปืน — พลังงานความถี่สูง ไม่สอดคล้องกับความเร็วรอบ และมักเพิ่มขึ้นตลอดหลายสัปดาห์
• การหลวม — ฮาร์มอนิกหลายลำดับของความเร็วรอบ
• ทางอากาศพลศาสตร์ — ที่ความถี่ใบพัดผ่าน ซึ่งเท่ากับจำนวนใบพัดคูณด้วยความเร็วรอบ

การเพิ่มตุ้มน้ำหนักถ่วงสมดุลให้กับเครื่องจักรที่ปัญหาจริงคือการจัดแนวไม่ตรงหรือตลับลูกปืนกำลังเสียหาย จะทำให้ปัญหาแย่ลงเล็กน้อยและทำให้การซ่อมที่แท้จริงล่าช้า การอ่านสเปกตรัมใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีและตอบคำถามนี้ได้

เหตุใดพัดลมที่ถ่วงสมดุลแล้วจึงเสียสมดุล

พัดลมสูญเสียสมดุลระหว่างการใช้งาน และสาเหตุจะชี้แนวทางการแก้ไข:

• การสะสมของสิ่งตกค้างไม่สม่ำเสมอ — จาระบี ฝุ่น เส้นใย เป็นสาเหตุที่พบได้บ่อยที่สุด การทำความสะอาดจะคืนสมดุล การถ่วงสมดุลล้อที่สกปรกเป็นเพียงการรักษาที่อาการ
• การสึกกร่อนในกระแสอากาศที่มีสารกัดกร่อน ทำให้วัสดุถูกกำจัดออกไม่สม่ำเสมอ
• การกัดกร่อน ซึ่งเกิดขึ้นไม่สม่ำเสมอเช่นเดียวกัน
• ตุ้มน้ำหนักถ่วงสมดุลหลุดหาย ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแบบฉับพลัน แทนที่จะเป็นแนวโน้มที่ค่อย ๆ เปลี่ยน
• ความเสียหายจากแรงกระแทก เนื่องจากเศษวัสดุถูกดูดเข้าไปผ่านตะแกรงป้องกันทางเข้าที่สูญหาย

การสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปตลอดหลายเดือนมักหมายถึงการสะสมของสิ่งตกค้างหรือการสึกกร่อน การเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันมักหมายถึงมีบางสิ่งแตกหักหรือหลุดออก และควรหยุดพัดลมเพื่อตรวจสอบ แทนที่จะติดตามแนวโน้มต่อไป

สิ่งที่ควรระบุในข้อกำหนด

1. เกรดการถ่วงสมดุล พร้อมระบุความเร็วใช้งานที่เกรดนั้นใช้กับ
2. การถ่วงสมดุลระนาบเดียวหรือสองระนาบ ให้สอดคล้องกับรูปทรงเรขาคณิตของโรเตอร์
3. ใบรับรองการถ่วงสมดุลสำหรับโรเตอร์จริงที่จัดส่ง ไม่ใช่เอกสารระบุเพียงประเภท
4. ค่าการสั่นสะเทือนขณะเริ่มใช้งานที่บันทึก ณ ตลับลูกปืน เพื่อใช้เป็นค่าพื้นฐาน

รายการสุดท้ายไม่ก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายใด ๆ ขณะส่งมอบ และเป็นสิ่งที่ทำให้การวัดทุกครั้งหลังจากนั้นสามารถตีความได้