Експериментальне дослідження точності балансування осьового вентилятора коригуванням мас і пасивними автобалансирами

The paper reports determining and comparison of the quality of dynamic balancing of rotating parts in the assembly (impeller) by correction mass and applying passive auto-balancers using the axial fan VO 06-300-4 as an example. The impeller is balanced in two planes of correction – from the side of a fairing and from the side of an electric motor’s shank.It was established that prior to balancing the magnitudes of root-mean-square values (RMS) of vibration speed at the casing of the fan correspond with a margin to the balance quality grade: 1x vibration components (1x) ‒ G2.5; total – G6.3. The main source of vibrations is the dynamic residual imbalance of the impeller. The basic component of vibration speeds is the 1x one (at a frequency of 25 Hz), that is, it can be reduced by balancing. The non-1x vibration components occur at subharmonic frequencies, 25/2 and 25/3 Hz, and are smaller by the order of magnitude.When the impeller is balanced by correction mass, the initial imbalances from the side of a fairing and a shank are, respectively, 81.4 and 115.2 g∙mm, and the residual ones are 7.4 and 7.2 g∙mm. The magnitudes of RMS of vibration speed can be reduced at the fan’s casing to the magnitudes corresponding to the balance quality grade (with a margin): 1x – G0.4; total – G2.5. The main contribution to the residual vibrations is made by the non-1x vibration components occurring at subharmonic frequencies.At dynamic balancing of the impeller by two ball auto-balancers, in the presence of any imbalances (in two planes of correction) that can balance the auto-balancers, the RMS of vibration speed at the fan’s casing correspond to the balance quality grade: 1x – G1; total – G2.5. Ball auto-balancers react to imbalances constituting not less than 3 % of their balancing capacity. The residual imbalances are not stable, but are not larger from the side of a fairing and a shank than, respectively, 22.2 g∙mm and 21.6 g∙mm.Research results are applicable for low-pressure axial fans, specifically VO 06-300/VO-12-300; VOG/VO-15-320; VO 2,3-130/VO 46-130. They make it possible to decide on the expediency of balancing fans by passive auto-balancersНа примере осевого вентилятора ВО 06-300-4 определяется и сравнивается точность динамической балансировки вращающихся частей в сборе (крыльчатки) корректировкой масс и пассивными автобалансирами. Крыльчатка балансируются в двух плоскостях коррекции – со стороны обтекателя и со стороны хвостовика электродвигателя.Установлено, что перед балансировкой величины средних квадратических значений (СКЗ) виброскоростей на кожухе вентилятора с запасом соответствуют классу точности балансировки: оборотные – G2,5; полные – G6,3. Основным источником вибраций является динамическая остаточная неуравновешенность крыльчатки. Основная составляющая виброскоростей – оборотная (частота 25 Гц), то есть может быть уменьшена балансировкой. Необоротные составляющие происходят с субгармоническими частотами 25/2 и 25/3 и являются на порядок меньшими.При балансировке крыльчатки корректировкой масс начальные неуравновешенности со стороны крыльчатки и хвостовика, соответственно, 81,4 и 115,2 гмм, а остаточные – 7,4 и 7,2 гмм. Величины СКЗ виброскоростей можно уменьшить на кожухе вентилятора до величин, соответствующих классу точности балансировки (с запасом): оборотные – G0,4; полные – G2,5. Основной вклад в остаточные виброскорости дают необоротные составляющие, происходящие с субгармоническими частотами.При динамической балансировке крыльчатки двумя шаровыми автобалансирами, при наличии любых неуравновешенностей (в двух плоскостях коррекции), которые могут сбалансировать автобалансиры, СКЗ виброскоростей на кожухе вентилятора соответствуют классу точности балансировки: оборотные – G1; полные – G2,5. Шаровые автобалансиры реагируют на неуравновешенности, составляющие не менее 3 % от их балансировочной емкости. Остаточные неуравновешенности не стабильны, но не превышают со стороны крыльчатки и хвостовика, соответственно, 22,2 гмм и 21,6 гмм.Результаты исследований применимы для осевых вентиляторов низкого давления, в частности, ВО 06-300/ВО-12-300; ВОГ/ВО-15-320; ВО 2,3-130/ПО 46-130. Позволяют принимать решение о целесообразности балансировки вентиляторов пассивными автобалансирамиНа прикладі осьового вентилятора ВО 06-300-4 визначається і порівнюється точність динамічного балансування обертових частин в зборі (крильчатки) коригуванням мас і пасивними автобалансирами. Крильчатка балансуються в двох площинах корекції – з боку обтічника і з боку хвостовика електродвигуна.Встановлено, що до балансування величини середніх квадратичних значень (СКЗ) віброшвидкостей на кожусі вентилятора з запасом відповідають класу точності балансування: обертові – G2,5; повні – G6,3. Основним джерелом вібрацій є динамічна залишкова незрівноваженість крильчатки. Основна складова віброшвидкостей – обертова (частота 25 Гц), тобто може бути зменшена балансуванням. Необертові складові відбуваються з субгармонійними частотами 25/2 і 25/3 Гц і на порядок менші.При балансуванні крильчатки коригуванням мас початкові незрівноваженості з боку крильчатки і хвостовика, відповідно, 81,4 та 115,2 г×мм, а залишкові – 7,4 та 7,2 г×мм. Величини СКЗ віброшвидкостей можна зменшити на кожусі вентилятора до величин, що відповідають класу точності балансування (з запасом): обертові – G0,4; повні – G2,5. Основний внесок в залишкові вібрації дають необертові складові, що відбуваються з субгармонійними частотами.При динамічному балансуванні крильчатки двома кульовими автобалансирами, за наявністю будь-яких незрівноваженостей (в двох площинах корекції), що можуть збалансувати автобалансири, СКЗ віброшвидкостей на кожусі вентилятора відповідають класу точності балансування: обертові – G1; повні – G2,5. Кульові автобалансири реагують на незрівноваженості, що складають не менше 3 % від їх балансувальної ємності. Залишкові незрівноваженості не стабільні, але не перевищують з боку крильчатки і хвостовика, відповідно, 22,2 г×мм і 21,6 г×мм.Результати досліджень застосовні для осьових вентиляторів низького тиску, зокрема, ВО 06-300/ВО-12-300; ВОГ/ВО-15-320; ВО 2,3-130/ВО 46-130. Дозволяють приймати рішення про доцільність баланасування вентиляторів пасивними автобалансирам