Sahada en sık karşılaştığımız tablo şudur: fan gövdesi sallanıyor, rulmanlar ısınıyor, operatör fanı durdurup çarkı temizliyor ama bir hafta sonra titreşim geri geliyor. Bu yazının sonunda dengesizliği diğer arıza kaynaklarından ayırt edebilecek, ne zaman temizlik yeterli ne zaman yerinde balans gerektiğini sayısal bir kurala göre karar verebileceksiniz.
Dengesizlik titreşimi nasıl görünür
Dengesizliğin tanımı basittir: çarkın kütle merkezi dönme ekseniyle çakışmaz. Merkezkaç kuvveti şöyle hesaplanır:
F = m · r · ω²
Burada m dengesiz kütle (kg), r kütle merkezinin eksenden uzaklığı (m), ω açısal hızdır (rad/s). Devir sabit kaldığı sürece bu kuvvetin büyüklüğü ve yönü de sabittir; kuvvet rotorla birlikte döner. Bu yüzden dengesizliğin imzası spektrumda devir frekansında (1X) toplanan enerjidir.
Sahada kontrol şöyle yapılır: hız sensörüyle veya tacho ile devri ölçün, spektrumda 1X bileşenin toplam titreşimin ne kadarını taşıdığına bakın. 1X toplamın belirgin çoğunluğunu oluşturuyorsa ve harmonikler (2X, 3X) düşükse, birincil şüpheli dengesizliktir. Spektrumda 1X dışında kayış frekansı, rulman arıza frekansları veya elektrik şebekesi frekansı (50 Hz ya da 2X şebeke = senkron motorlarda 100 Hz) baskınsa önce o kaynakları ele alın. Spektrum okumayı çalıştırmak için Zaman Dalgası ve FFT Spektrum Simülatörü aracını kullanabilirsiniz.
Titreşimi hangi birimle ve nereden ölçmeli
Genel amaçlı makine değerlendirmesi için titreşim hızı (RMS, mm/s) kullanılır; ISO 10816-3 ve yerini alan ISO 20816-3 bu değerlendirmenin sınır değerlerini verir. Fanlar genellikle esnek destekli Grup 2 makinelerdir; sınır değerler makine sınıfına ve destek sertliğine bağlıdır, kendi fanınızın sınıfını standarttan doğrulayın. Değerlendirme tablolarını ISO 10816-3 Titreşim Şiddeti Değerlendirme sayfasında bulabilirsiniz.
Ölçüm noktaları: her yatak gövdesinde yatay, düşey ve eksenel üç yönde. Yatay yönde genellikle en yüksek değer okunur, çünkü yatay destek esnekliği düşeyden büyüktür. Eksenel yönde yüksek 1X, açısal dengesizliğe veya hizalama sorununa işaret edebilir. Ölçüm noktasını her seferinde aynı yere, aynı manyetik tutucuyla koyun; konum değişince karşılaştırma geçersiz olur.
Dengesizlik mi, başka bir şey mi: ayırıcı kontroller
Aşağıdaki kontrolleri sırayla yapın; her biri bir alternatifi eler.
- Devir sabitken 1X genliği sabit mi? Genlik dakikalar içinde oynuyorsa süreç yükü, malzeme birikimi veya kavga eden akış (surging) olabilir.
- Kapatma testi: fanı durdurun. Yavaşlarken 1X genliği devirle birlikte düzenli biçimde düşüyorsa dengesizlik kuvveti devirle ölçeklenir; bu dengesizlik lehine güçlü bir bulgudur.
- Faz kontrolü: yatay ve düşey ölçümler arasındaki faz farkı yaklaşık 90° ise klasik dengesizlik; faz kararsızsa gevşeklik veya çatlak şaft düşünün.
- Isınma sonrası tekrar ölçün. Soğukta düşük, ısındıkça yükselen 1X, termal eğilme veya temel oturmaması göstergesidir; balans bu sorunu çözmez.
- Kaplin ayarını kontrol edin. Hizalama hatası da 1X üretir; fan–motor kaplininde offset ve açısal sapmayı Kaplin Ayarı Hesaplayıcı: Face-Rim ve Reverse Indicator ile değerlendirin. Ayar tolerans dışındaysa önce hizalayın, sonra balans kararı verin.
Teşhiste kararsız kaldıysanız Makinem Neden Titriyor? Teşhis Sihirbazı soru dizisi süreci hızlandırır.
Sahada balans için karar kuralı
Şu üç koşul birlikte sağlanıyorsa sahada balans zamanı gelmiştir:
- 1X bileşen baskın ve faz kararlı.
- Mekanik gevşeklik, rulman hasarı ve hizalama hatası elenmiş ya da düzeltilmiş.
- Titreşim hızı, ISO 10816-3 / ISO 20816-3'e göre makinenin alarm bölgesinde (C bölgesi) veya üzerinde.
Koşul 3'ü kendi sınırınızla belirleyin: yeni servis edilen bir fan için tolerans hedefi ISO 21940-11'deki balans kalite sınıfından (fanlar için tipik olarak G6.3, hassas uygulamalarda daha sıkı) geri hesaplanır. Kalan izin verilen dengesizliği ISO 21940-11 Balans Toleransı Hesaplayıcı ile rotor kütlesi ve çalışma devrinden bulabilirsiniz.
Tek düzlem yerinde balans prosedürü
Sert rotorlu, tek yatak baskın fanlarda tek düzlem balans çoğu zaman yeterlidir. Prosedür:
- Fanı çalışma devrine getirin; devir sabitlenmeden ölçüm almayın.
- Referans işareti ve tacho ile faz referansı kurun; faz yönünü (saat yönü / tersi) not edin.
- İlk durum vektörünü kaydedin: 1X genlik (mm/s veya µm) ve faz (derece).
- Deneme ağırlığını bilinen bir yarıçapa, çark üzerinde güvenli bir konuma takın. Deneme ağırlığı, beklenen düzeltme kütlesinin altında ama ölçümde net faz kayması yaratacak kadar büyük olmalı; kural olarak ilk durumun 1X genliğinde ölçülebilir bir değişiklik (en az %10 mertebesinde bir kayma) hedefleyin.
- İkinci koşuyu aynı devirde ve aynı ölçüm noktasında alın.
- Etki katsayısını hesaplayın: iki koşunun genlik ve faz farkından düzeltme kütlesinin açısını ve miktarını bulun. Hesabı Tek Düzlem Balans Hesaplayıcı ile yapabilirsiniz; faz sözleşmenizi (ölçülen fazın referanstan hangi yönde ölçüldüğü) tutarlı tutmak zorunludur, aksi hâlde ağırlık yanlış tarafa gider.
- Deneme ağırlığını sökün, kalıcı ağırlığı hesaplanan açıya kaynak veya cıvata ile bağlayın.
- Üçüncü koşuyu alın; titreşim toleransın altına indi mi kontrol edin. İndiyse bitirin, inmediyse ikinci iterasyona geçin.
Faz ölçümü yapacak tacho yoksa Fazsız Balans Hesaplayıcı: 4 Koşu Yöntemi yalnızca genlik ölçümüyle çalışır; dört koşu gerekir ve hassasiyet fazlı yöntemin altında kalır.
Çift düzlem balans ne zaman gerekir
Geniş ve görece ince çarklarda, iki yatağın titreşimlerinin aynı fazda olmadığı durumlarda tek düzlem düzeltme yetersiz kalır. Bu, çark düzleminde kütle dağılımının döndürme momenti (çift) bileşeni içerdiğine işaret eder. Statik ve moment bileşenlerini ayrıştırmak için önce Statik ve Çift (Moment) Dengesizlik Ayrıştırma aracıyla sorunun yapısına bakın; iki düzlemde ayrı ayrı etki katsayısı matrisi kurmak gerekir. Bu iş, faz verisiyle ve iki düzlemden ölçümle yapılır; Çift Düzlem Balans Hesaplayıcı etki katsayısı yöntemini otomatik uygular. ISO 21940-21, saha balansında kullanılan bu etki katsayısı yönteminin çerçevesini verir.
Rüzgâr ve akış etkisi fan balansını zorlaştırır: fan yükü değiştirse 1X genlik de değişir. Balans koşularını aynı kanat açısı ve sistem direncinde alın; damper pozisyonunu her koşuda sabitleyin.
Ne zaman yerinde ölçüm çağırmalı
Şu durumlarda kendi başınıza balans yapmayın, ölçüm ekipmanı ve faz referansı olan bir ekibi çağırın: 1X genliği koşudan koşua tekrarlanmıyorsa, yatak sıcaklığı titreşimle birlikte artıyorsa, kritik hızın yakınında çalışıyorsa (rezonans şüphesi; Rezonans ve Kritik Hız Simülatörü ile destek sertliği ve devir ilişkisini inceleyebilirsiniz) veya çarkta görünür hasar, çatlak, aşınma varsa. Rezonans üzerindeki bir fanı balanslamak geçici rahatlama sağlar; kök neden destek esnekliğidir ve kalıcı çözüm yapısal değişikliktir.
Yerinde balans, rotoru sökmeden ve teslim süresi beklemeden titreşimi toleransa indirir. Ekipmanınız yoksa veya sonuç yeterli inmediyse yerinde balans hizmetimiz sayfasından saha ölçümü talep edebilirsiniz.
