علت لرزش فن صنعتی؛ نقش بلبرینگ، شفت و بالانس پروانه

علت لرزش فن صنعتی

لرزش در فن‌های صنعتی یکی از رایج‌ترین مشکلاتی است که در کارخانه‌ها، کارگاه‌ها، خطوط تولید، سیستم‌های تهویه، کوره‌ها، هواکش‌های سنگین و تجهیزات انتقال هوا دیده می‌شود. وقتی یک فن صنعتی شروع به لرزش می‌کند، معمولا مشکل فقط یک صدای آزاردهنده یا تکان ساده نیست؛ بلکه می‌تواند نشانه‌ای از خرابی بلبرینگ، تاب برداشتن شفت، عدم بالانس پروانه، شل بودن پایه‌ها یا حتی نصب غیراصولی دستگاه باشد. به همین دلیل شناخت علت لرزش فن صنعتی برای جلوگیری از توقف خط تولید، کاهش هزینه تعمیرات و افزایش عمر تجهیزات اهمیت زیادی دارد.

فن صنعتی در ظاهر یک تجهیز ساده به نظر می‌رسد؛ یک موتور، یک شفت، چند بلبرینگ و یک پروانه که هوا را جابه‌جا می‌کند. اما در عمل، همین مجموعه اگر کوچک‌ترین ایرادی در چرخش، تراز بودن یا انتقال نیرو داشته باشد، می‌تواند لرزش‌های شدیدی ایجاد کند. این لرزش‌ها اگر به موقع بررسی نشوند، به مرور باعث خرابی بلبرینگ، شکستگی شفت، ترک خوردن پروانه، آسیب به موتور و حتی خرابی کامل دستگاه می‌شوند.

در این مقاله به صورت کامل بررسی می‌کنیم که علت لرزش فن صنعتی چیست، بلبرینگ چه نقشی در این مشکل دارد، شفت چگونه باعث لرزش می‌شود و چرا بالانس پروانه یکی از مهم‌ترین عوامل در کارکرد نرم و بی‌صدای فن‌های صنعتی است.

لرزش فن صنعتی از کجا شروع می‌شود؟

برای پیدا کردن علت لرزش فن صنعتی باید ابتدا بدانیم لرزش نتیجه یک نیروی نامتعادل در زمان چرخش است. وقتی قطعات گردان فن، مانند شفت و پروانه، کاملا هم‌مرکز و متعادل نچرخند، نیرویی اضافی به بدنه، یاتاقان‌ها، پایه‌ها و موتور وارد می‌شود. این نیرو خودش را به شکل صدا، تکان، داغ شدن قطعات یا کاهش راندمان نشان می‌دهد.

در بسیاری از موارد، لرزش ابتدا کم و قابل چشم‌پوشی است. اما با گذشت زمان، همین لرزش کوچک باعث خرابی بیشتر قطعات می‌شود. برای مثال اگر بلبرینگ فن کمی لقی داشته باشد، این لقی باعث چرخش نامنظم شفت می‌شود. چرخش نامنظم شفت نیز به پروانه منتقل شده و در نهایت لرزش کل فن بیشتر می‌شود. بنابراین در سیستم‌های صنعتی، یک ایراد کوچک می‌تواند زنجیره‌ای از خرابی‌های بزرگ ایجاد کند.

نقش بلبرینگ در علت لرزش فن صنعتی

یکی از مهم‌ترین بخش‌هایی که باید هنگام بررسی علت لرزش فن صنعتی کنترل شود، بلبرینگ است. بلبرینگ وظیفه دارد چرخش شفت را نرم، دقیق و با کمترین اصطکاک ممکن انجام دهد. اگر بلبرینگ کیفیت مناسبی نداشته باشد، درست نصب نشده باشد یا عمر مفید آن تمام شده باشد، فن دچار لرزش، صدا و داغی می‌شود.

بلبرینگ معیوب معمولا با چند نشانه قابل تشخیص است. صدای زوزه، تق‌تق، افزایش دمای یاتاقان، لرزش در دورهای خاص، گیر کردن لحظه‌ای شفت و افزایش مصرف انرژی از نشانه‌های رایج خرابی بلبرینگ فن صنعتی هستند. در برخی موارد، اپراتور فقط صدای غیرعادی را متوجه می‌شود، اما مشکل اصلی از داخل بلبرینگ شروع شده است.

خرابی بلبرینگ می‌تواند دلایل مختلفی داشته باشد. کمبود گریس، استفاده از گریس نامناسب، ورود گرد و غبار، رطوبت، بار بیش از حد، نصب اشتباه، ضربه هنگام جا زدن بلبرینگ و انتخاب بلبرینگ نامناسب برای دور و بار فن از رایج‌ترین دلایل هستند. اگر بلبرینگ برای سرعت چرخش یا شرایط کاری فن انتخاب نشده باشد، حتی اگر نو باشد، خیلی زود باعث لرزش می‌شود.

در فن‌هایی که در محیط‌های آلوده، گرم، مرطوب یا دارای گرد و غبار کار می‌کنند، انتخاب بلبرینگ اهمیت بیشتری دارد. در این شرایط باید از بلبرینگ‌هایی استفاده شود که تحمل حرارتی، آب‌بندی و ظرفیت بار مناسبی داشته باشند. بنابراین اگر به دنبال پیدا کردن علت لرزش فن صنعتی هستید، بررسی نوع، کیفیت و وضعیت بلبرینگ باید جزو اولین مراحل عیب‌یابی باشد.

لقی بلبرینگ و تاثیر آن بر لرزش فن

یکی از مشکلات مهم در بلبرینگ‌ها، لقی بیش از حد است. لقی یعنی شفت در محل نشیمن بلبرینگ کاملا محکم و دقیق نچرخد و حرکت اضافی داشته باشد. این حرکت اضافی در سرعت‌های بالا باعث ایجاد ضربه‌های ریز و پیوسته می‌شود. همین ضربه‌ها به مرور به لرزش شدید تبدیل می‌شوند.

گاهی لقی از خود بلبرینگ است و گاهی از محل نصب بلبرینگ ایجاد می‌شود. برای مثال اگر جای بلبرینگ در هوزینگ گشاد شده باشد یا شفت در محل نشیمن بلبرینگ ساییدگی داشته باشد، حتی با تعویض بلبرینگ هم مشکل حل نمی‌شود. در این حالت باید شفت، هوزینگ و نحوه نصب هم بررسی شوند.

در نتیجه برای تشخیص دقیق علت لرزش فن صنعتی نباید فقط بلبرینگ را تعویض کرد و انتظار داشت مشکل همیشه برطرف شود. گاهی بلبرینگ قربانی یک ایراد دیگر است؛ نه علت اصلی مشکل.

شفت فن صنعتی چگونه باعث لرزش می‌شود؟

شفت یکی از قطعات کلیدی فن صنعتی است. وظیفه شفت انتقال چرخش از موتور یا سیستم محرک به پروانه است. اگر شفت تاب داشته باشد، درست ماشین‌کاری نشده باشد، در محل اتصال کوپلینگ یا پولی ایراد داشته باشد یا در اثر فشار و ضربه تغییر شکل داده باشد، فن دچار لرزش می‌شود.

تاب برداشتن شفت یکی از مهم‌ترین موارد در بررسی علت لرزش فن صنعتی است. حتی مقدار کمی تاب در شفت می‌تواند در دورهای بالا لرزش قابل توجهی ایجاد کند. این لرزش معمولا با افزایش سرعت بیشتر می‌شود و ممکن است در یک دور خاص به اوج برسد.

شفت ممکن است به دلیل ضربه، نصب نادرست، سفت کردن بیش از حد تسمه، بار نامتوازن پروانه، خرابی بلبرینگ یا استفاده طولانی‌مدت دچار تاب شود. در فن‌هایی که با تسمه کار می‌کنند، کشش بیش از اندازه تسمه می‌تواند فشار زیادی به شفت و بلبرینگ وارد کند. این فشار در طول زمان باعث خمیدگی شفت یا خرابی نشیمن بلبرینگ می‌شود.

همچنین اگر شفت با موتور هم‌راستا نباشد، کوپلینگ در وضعیت نامناسب قرار می‌گیرد و لرزش ایجاد می‌شود. عدم هم‌راستایی یا Misalignment یکی از علت‌های پنهان لرزش است که گاهی با تعویض بلبرینگ هم برطرف نمی‌شود. برای رفع این مشکل باید تراز موتور، شفت و پروانه با ابزار دقیق بررسی شود.

بالانس نبودن پروانه؛ رایج‌ترین علت لرزش فن صنعتی

در بسیاری از فن‌ها، علت لرزش فن صنعتی به بالانس نبودن پروانه مربوط می‌شود. پروانه باید هنگام چرخش وزن یکنواختی در تمام نقاط خود داشته باشد. اگر بخشی از پروانه سنگین‌تر یا سبک‌تر باشد، در زمان چرخش نیروی گریز از مرکز نامتعادل ایجاد می‌شود و کل فن شروع به لرزش می‌کند.

بالانس نبودن پروانه ممکن است از ابتدا به دلیل ساخت غیردقیق وجود داشته باشد یا در طول زمان ایجاد شود. تجمع گرد و غبار، چربی، مواد صنعتی، خوردگی، شکستگی بخشی از پره، جوشکاری غیراصولی، ضربه خوردن پروانه یا نصب اشتباه همگی می‌توانند بالانس پروانه را به هم بزنند.

در محیط‌های صنعتی، مخصوصا جایی که هوا همراه با ذرات، خاک، بخار روغن یا مواد پودری است، پروانه به مرور جرم می‌گیرد. این جرم‌ها معمولا به صورت یکنواخت روی همه پره‌ها نمی‌نشینند. در نتیجه وزن یک سمت پروانه بیشتر می‌شود و لرزش به وجود می‌آید. گاهی تنها با تمیز کردن اصولی پروانه و بالانس مجدد، لرزش فن تا حد زیادی برطرف می‌شود.

نکته مهم این است که بالانس پروانه باید توسط فرد متخصص و با تجهیزات مناسب انجام شود. اضافه کردن وزنه به صورت تجربی و بدون اندازه‌گیری دقیق ممکن است مشکل را بدتر کند. بنابراین اگر علت لرزش فن صنعتی از پروانه باشد، بهترین راهکار بالانس استاتیکی و در صورت نیاز بالانس دینامیکی است.

تفاوت لرزش ناشی از بلبرینگ، شفت و پروانه

برای عیب‌یابی بهتر باید بدانیم لرزش هر بخش معمولا چه نشانه‌هایی دارد. اگر لرزش همراه با صدای زوزه، داغ شدن یاتاقان و صدای خشک باشد، احتمال خرابی بلبرینگ زیاد است. اگر لرزش با افزایش دور بیشتر شود و در چرخش دستی هم ناهمواری دیده شود، ممکن است شفت تاب داشته باشد. اگر لرزش بیشتر در کل بدنه حس شود و با تمیزکاری یا تغییر بار هوا تغییر کند، احتمال بالانس نبودن پروانه وجود دارد.

البته در عمل، این موارد همیشه کاملا جدا از هم نیستند. برای مثال پروانه نامتعادل می‌تواند به بلبرینگ فشار وارد کند و بلبرینگ را خراب کند. بلبرینگ خراب هم می‌تواند باعث لقی شفت و لرزش بیشتر پروانه شود. به همین دلیل پیدا کردن علت لرزش فن صنعتی نیاز به بررسی مرحله‌ای دارد، نه حدس زدن سریع.

شل بودن پایه‌ها و اتصالات فن

گاهی مشکل اصلی نه از بلبرینگ است، نه از شفت و نه از پروانه. شل بودن پیچ‌های پایه، ترک خوردن شاسی، ضعف فونداسیون یا نصب نامناسب روی سطح ناصاف هم می‌تواند باعث لرزش شود. اگر فن صنعتی روی پایه‌ای ضعیف نصب شده باشد، حتی لرزش‌های طبیعی دستگاه هم تقویت می‌شوند و به صورت تکان شدید دیده می‌شوند.

در چنین شرایطی باید پیچ‌های اتصال، پایه‌ها، جوش‌ها، لرزه‌گیرها و سطح نصب بررسی شوند. استفاده از لرزه‌گیر مناسب می‌تواند انتقال لرزش به سازه را کم کند، اما نباید از لرزه‌گیر برای پنهان کردن مشکل اصلی استفاده کرد. ابتدا باید علت لرزش فن صنعتی مشخص شود، سپس برای کاهش انتقال لرزش از تجهیزات کمکی استفاده شود.

تاثیر تسمه و پولی در لرزش فن صنعتی

در فن‌های تسمه‌ای، تسمه و پولی نقش مهمی در ایجاد یا تشدید لرزش دارند. تسمه کهنه، ترک‌خورده، شل یا بیش از حد سفت می‌تواند لرزش ایجاد کند. همچنین اگر پولی‌ها هم‌راستا نباشند یا سطح آن‌ها ساییدگی داشته باشد، حرکت تسمه یکنواخت نخواهد بود.

کشش بیش از حد تسمه فشار زیادی به بلبرینگ و شفت وارد می‌کند. از طرف دیگر، شل بودن تسمه باعث لغزش، ضربه و صدای غیرعادی می‌شود. بنابراین در بررسی علت لرزش فن صنعتی باید وضعیت تسمه، پولی، هم‌راستایی و کشش تسمه نیز کنترل شود.

داغ شدن بلبرینگ همراه با لرزش

اگر فن صنعتی همزمان با لرزش، داغ شدن بلبرینگ یا یاتاقان را هم نشان دهد، باید موضوع جدی گرفته شود. داغ شدن می‌تواند به دلیل کمبود روانکاری، گریس بیش از حد، گریس نامناسب، آلودگی داخل بلبرینگ، فشار بیش از حد تسمه، لقی شفت یا نصب اشتباه باشد.

برخی تصور می‌کنند اضافه کردن مقدار زیادی گریس همیشه مشکل را حل می‌کند، اما این کار گاهی باعث افزایش دما و خرابی زودتر بلبرینگ می‌شود. هر بلبرینگ باید با مقدار مناسب و نوع مناسب گریس روانکاری شود. در فن‌هایی که دور بالا دارند، گریس نامناسب می‌تواند خودش به یک علت لرزش فن صنعتی تبدیل شود.

روش اصولی تشخیص علت لرزش فن صنعتی

برای عیب‌یابی اصولی، بهتر است بررسی از ساده‌ترین موارد شروع شود. ابتدا باید فن خاموش شود و ایمنی کامل رعایت گردد. سپس وضعیت ظاهری پروانه، وجود شکستگی، جرم، خوردگی یا برخورد پره‌ها با بدنه بررسی شود. بعد از آن پیچ‌های پایه، اتصالات، تسمه، پولی و کوپلینگ کنترل شوند.

در مرحله بعد باید شفت به صورت دستی چرخانده شود. اگر چرخش خشک، گیر دار یا همراه با صدا باشد، بلبرینگ و نشیمنگاه آن باید بررسی شوند. سپس لقی شفت، دمای بلبرینگ، تراز بودن مجموعه و وضعیت بالانس پروانه ارزیابی می‌شود. در مجموعه‌های حساس، استفاده از دستگاه آنالیز ارتعاش می‌تواند دقیق‌ترین روش برای تشخیص علت لرزش فن صنعتی باشد.

آنالیز ارتعاش کمک می‌کند مشخص شود لرزش مربوط به عدم بالانس، ناهم‌راستایی، خرابی بلبرینگ، لقی مکانیکی یا مشکلات الکتریکی موتور است. این روش برای کارخانه‌هایی که توقف دستگاه برایشان هزینه‌بر است، بسیار کاربردی است.

چرا نباید لرزش فن صنعتی را نادیده گرفت؟

نادیده گرفتن لرزش فن صنعتی می‌تواند هزینه‌های زیادی ایجاد کند. لرزش مداوم باعث افزایش فشار روی بلبرینگ، شفت، پروانه، موتور و پایه‌ها می‌شود. در نتیجه عمر قطعات کاهش پیدا می‌کند و احتمال خرابی ناگهانی بالا می‌رود.

گاهی یک تعویض ساده بلبرینگ یا بالانس پروانه می‌تواند از خرابی کامل فن جلوگیری کند. اما اگر مشکل به موقع بررسی نشود، ممکن است شفت بشکند، پروانه ترک بخورد، موتور آسیب ببیند یا کل دستگاه از مدار خارج شود. به همین دلیل بررسی سریع علت لرزش فن صنعتی از نظر اقتصادی هم اهمیت زیادی دارد.

انتخاب بلبرینگ مناسب برای کاهش لرزش فن

یکی از راه‌های مهم برای پیشگیری از لرزش، انتخاب بلبرینگ مناسب است. بلبرینگ فن صنعتی باید بر اساس سرعت چرخش، نوع بار، دمای محیط، میزان آلودگی، نوع نصب و شرایط کاری انتخاب شود. استفاده از بلبرینگ ارزان و نامناسب شاید در ابتدا هزینه را کم کند، اما در بلندمدت باعث توقف دستگاه و هزینه تعمیرات بیشتر می‌شود.

برای فن‌های صنعتی، کیفیت برند، نوع آب‌بندی، کلاس لقی داخلی، تحمل حرارتی و نوع روانکاری اهمیت زیادی دارد. همچنین نصب بلبرینگ باید با ابزار مناسب انجام شود. ضربه مستقیم با چکش، جا زدن کج، آلودگی هنگام نصب و بی‌توجهی به تلرانس‌ها می‌تواند حتی یک بلبرینگ باکیفیت را خیلی زود خراب کند.

اگر علت لرزش فن صنعتی به خرابی مکرر بلبرینگ مربوط باشد، بهتر است فقط به تعویض بلبرینگ اکتفا نشود. در این حالت باید بررسی شود که آیا بلبرینگ درست انتخاب شده، شفت سالم است، هوزینگ لقی ندارد، تسمه بیش از حد سفت نیست و پروانه بالانس است یا نه.

جمع‌بندی

علت لرزش فن صنعتی می‌تواند از چند بخش مختلف باشد، اما سه عامل بلبرینگ، شفت و بالانس پروانه مهم‌ترین نقش را دارند. بلبرینگ خراب یا نامناسب باعث چرخش ناصاف و افزایش اصطکاک می‌شود. شفت تاب‌دار یا ناهم‌راستا لرزش را به کل مجموعه منتقل می‌کند. پروانه نامتعادل نیز با ایجاد نیروی گریز از مرکز، بدنه فن را دچار تکان و ارتعاش می‌کند.

برای رفع اصولی لرزش، باید عیب‌یابی به صورت مرحله‌ای انجام شود. تعویض عجولانه قطعات بدون بررسی دقیق ممکن است فقط هزینه ایجاد کند و مشکل اصلی باقی بماند. بهترین روش این است که وضعیت بلبرینگ، شفت، پروانه، تسمه، پولی، پایه‌ها و فونداسیون همزمان بررسی شود.

در نهایت، نگهداری منظم، روانکاری صحیح، انتخاب بلبرینگ مناسب، تمیزکاری دوره‌ای پروانه و بالانس اصولی می‌تواند تا حد زیادی از لرزش فن صنعتی جلوگیری کند. اگر فن شما دچار صدا، داغی، تکان یا کاهش راندمان شده است، بهتر است قبل از آسیب جدی، علت لرزش فن صنعتی را شناسایی و برطرف کنید.

 

برای آموزش های بیشتر به بخش آموزشگاه بلبرینگ مراجعه کنید.

 

منبع : مقالات سایت SKF و تجربیات شرکت