Resolució de problemes en ventiladors de flux axial: solucions ràpides

Diagnòstic de vibracions i soroll excessius en ventiladors de flux axial

Desequilibri de les paletes vs. desalineació de l'eix: diferenciació preparada per al camp

Les vibracions excessives en ventiladors de flux axial normalment es deuen a dos problemes principals: pales desequilibrades o eixos mal alineats. Aquests problemes deixen rastres diferents quan els tècnics els inspeccionen in situ. Quan les pales estan desequilibrades, generen vibracions regulars que es propaguen per la carcassa del ventilador en angle recte respecte a l'eix de l'eix, acompanyades d'un so de brunzit constant i baix. Els eixos mal alineats, en canvi, presenten una història diferent. Causen vibracions més intenses al llarg de la longitud de l'eix mateix, amb un so rugent que empitjora quan el ventilador treballa més sota càrregues augmentades. Sovint, els tècnics poden identificar quin problema hi ha només escoltant atentament durant les revisions de manteniment habituals.

Una diferenciació ràpida in situ inclou:

• Girar manualment les pales per detectar resistències irregulars o "punts pesants" (indicatius de desequilibri)
• Mesurar la uniformitat de la separació del coplament amb galgues d'espessor (una variació > 0,05 mm suggereix una mala alineació)

El desalineament provoca fins a un 50% més d'esforç en els rodaments que el desequilibri, segons estudis de manteniment industrial. Malgrat això, comenceu amb la comprovació del desequilibri: sovint es resol mitjançant la neteja de les pales o l'ús de pesos de balanceig de precisió. El desalineament requereix eines làser d'alineació i verificació estructural, cosa que el fa més costós en temps i recursos.

Llista de comprovació diagnòstica de vibració-soroll per a tècnics de ventiladors de flux axial

Utilitzeu aquest protocol eficient i prioritzant la seguretat quan investigueu anomalies de vibració o acústiques:

1. Aillament de seguretat : Bloqueu l'alimentació elèctrica i fixeu els components giratoris segons les normes OSHA 1910.147
2. Inspecció visual :
   • Comproveu si hi ha residus, fissures, erosió o danys en els vores d'atac de les pales
   • Verifiqueu el parell de torsió dels cargols en suports, acoblaments i nafes de les pales segons les especificacions del fabricant
3. Prova operativa :
   • Mesureu la vibració RMS als rodaments del motor (objectiu ≤ 4 mm/s segons ISO 10816-3)
   • Captureu l'espectre de soroll amb un analitzador acústic calibrat
4. Anàlisi de càrrega :
   • Comparar l'amplitud de vibració a l'engegada, al 50% i a plena càrrega
   • Verificar que el consum d'ampers roman dins del ±10% de l'ampatge nominal del motor (FLA)
5. Avaluació ambiental :
   • Auditar l'equilibri de pressió estàtica en conductes mitjançant manòmetres
   • Confirmar un espai lliure d'almenys ≥1,5— diàmetres del ventilador respecte parets, amortidors o obstacles

El soroll d'alta freqüència (>1 kHz) sol indicar danys en les puntes de les paletes o turbulència aerodinàmica; els brunzits de baixa freqüència (<500 Hz) suggereixen ressonància estructural o aflojament de la base. Establir mesures de referència durant la posada en servei redueix fins al 70% el temps de diagnòstic futur.

Restauració del flux d'aire òptim en ventiladors de flux axial

Identificació i neteja de restriccions al flux d'aire: conductes, reixes i obstacles

La majoria de vegades que les ventiladors de flux axial tenen problemes amb el cabal d'aire, el problema no és pas el motor del ventilador en si, sinó que prové d'algun altre lloc del sistema. Mireu primer les canonades, ja que amb el temps poden corroir-se, deformar-se o ser simplement massa petites, i això pot reduir gairebé a la meitat l'espai disponible per al moviment de l'aire. El mateix passa amb les reixes d'entrada i sortida mal dissenyades, que alteren la uniformitat del cabal d'aire i augmenten la pressió estàtica en tot el sistema. Comenceu comprovant visualment les coses. Traieu les pantalles d'entrada i mireu bé les pales per detectar acumulacions de greix, pols o partícules, especialment important en llocs com plantes de processament d'aliments, laboratoris farmacèutics o tallers de fabricació de metall, on la contaminació és una preocupació important. A continuació, mesureu quantes pèrdues de pressió es produeixen quan l'aire circula per les transicions de les canonades i al voltant dels canvis de direcció. Si el que observem difereix en més del 15% del que estava previst inicialment, és que clarament hi ha alguna obstrucció al cabal d'aire. Pel que fa a les reixes, torneu a comprovar si la seva àrea oberta coincideix amb l'especificada pel fabricant. Un bon truc és passar un anemòmetre làser per sobre per veure si la velocitat de l'aire roman constant en tota la superfície. Assajos de camp recents encarregats per l'ASHRAE el 2023 van mostrar que simplement netejant aquestes obstruccions es va recuperar l'eficiència del cabal d'aire fins al 78% en només dos dies. Per estar al capdavant dels problemes, programat revisions regulars cada tres mesos per comprovar la integritat de les canonades i considereu afegir filtres magnètics als punts d'entrada per atrapar partícules basades en ferro abans que arribin a les pales del ventilador.

Estudi de Cas: Modernització del sistema HVAC que va recuperar el 92% del CFM nominal en un sistema de ventilador de flux axial

Una planta de processament d'aliments patia dèficits persistents d'aire del 35%, malgrat complir amb els calendaris trimestrals de manteniment. L'anàlisi de les causes arrel va revelar dos problemes interrelacionats: les canonades d'extracció instal·lades durant l'ampliació del 2018 eren de mida insuficient (200 mm versus els 300 mm requerits), i l'acumulació progressiva de greix reduïa el pas efectiu de les pales i l'eficiència superficial. La modernització va implementar tres intervencions coordinades:

1. Substitució de trams de canonada de 200 mm per alternatives de 300 mm resistents a la corrosió
2. Instal·lació de pales d'extracció de greix automàtiques, recobertes amb un revestiment hidròfob, amb geometria autolimpiant
3. Integració d'accionaments de freqüència variable (VFD) programats per respondre amb parell constant davant canvis dinàmics de pressió

Les proves posteriors a la reforma van confirmar una recuperació del 92% del CFM nominal —assolint 18.500 CFM— amb una reducció del 22% en el consum d'energia. Aquest resultat posa de manifest que per restablir un flux d'aire òptim cal atendre simultàniament a la integritat mecànica, al disseny aerodinàmic i a l'estratègia de control.

Prevenció de la sobrecàrrega i la sobreeiximent del motor en ventiladors de flux axial

Causants de fallada tèrmica: inestabilitat de voltatge, desajust de càrrega i factors ambientals

Les avaries tèrmiques en motors de flux axial no succeeixen de forma aïllada. Normalment provenen d'una combinació de problemes elèctrics, incidències mecàniques i factors ambientals que actuen conjuntament. Quan la tensió varia més del 10% respecte al valor indicat a la placa nominal del motor, l'aïllament dels bobinatges comença a degradar-se progressivament, accelerant així la taxa d'averia. El desajust de càrrega és un altre problema important. Sovint aquest desajust es produeix quan algú programa malament el VFD, ajusta les pales amb un angle massa pronunciat o ignora la resistència en la xarxa de conductes. Això provoca sobtades puntes de corrent que superen els amperes a plena càrrega del motor, fet que activa els relés tèrmics de sobrecàrrega. Segons informes recents de manteniment d'instal·lacions de climatització, aproximadament dos terços de totes les sobrecàrregues de motor registrades es van produir realment per errors comesos durant la configuració dels paràmetres del VFD. A més, els factors ambientals agreugen encara més la situació. Si les temperatures romanen per sobre dels 40 graus Celsius durant llargs períodes, si no hi ha una circulació d'aire adequada al voltant del bloc del motor o si s'acumula pols que actua com a aïllant, la temperatura de funcionament pot augmentar entre 15 i 20 graus per sobre del nivell normal. Això empeny els bobinatges cap a una zona perillosa on comencen a sobrecalentar-se de manera incontrolable.

Fluxograma de diagnòstic elèctric per a sobrecàrrega del motor del ventilador de flux axial

Apliqueu aquesta seqüència específica per aïllar eficientment les causes arrel de la sobrecàrrega:

1. Mesureu la tensió als borns del motor en càrrega , utilitzant un multímetre veritable RMS
2. Compareu el consum real de corrent amb el FLA de la placa identificativa i verifiqueu l'equilibri de fases (variança ≥5%)
3. Avaluïeu les condicions ambientals : comproveu si hi ha aletes de refrigeració bloquejades, la temperatura ambiental i fonts de calor properes

Quan les coses comencen a sortir-se de lloc, calen solucions específiques per a problemes diferents. Per exemple, quan es produeixen fluctuacions de tensió, normalment cal treballar amb la companyia elèctrica o instal·lar elements com reactors de línia o reguladors de tensió. Si hi ha un problema de desequilibri de corrent o sobrecàrrega d'amperatge, la solució acostuma a implicar la reprogramació del sistema VFD i l'ajustament de la inclinació de les pales. Temperatures elevades a la zona de l'equipament? Això normalment indica la necessitat de sistemes de ventilació millorats o trobar maneres de reduir l'acumulació de pols al voltant d'aquests components. La termografia també hauria de formar part de les operacions habituals. Ajuda a detectar punts problemàtics precoçment, especialment en zones com les connexions d'espirals i els suports de rodaments on la calor pot acumular-se de manera perillosa abans que es produeixi cap dany real.

Allargar la vida útil dels rodaments mitjançant el manteniment proactiu dels ventiladors d'impuls axial

Intervals de lubricació, comprovacions d'alineació i indicadors precoços de desgast

Aconseguir més vida útil dels coixinets dels ventiladors de flux axial realment es redueix a tres aspectes principals que treballen conjuntament: lubricació adequada, bona alineació i vigilància del seu estat. Pel que fa a la greixada, la majoria de fabricants recomanen fer-ho entre cada sis i dotze mesos per a un ús industrial habitual. Però si l'entorn és calent, polsegós o té molta vibració, aquests intervals s'han d'escurçar. Instal·lar ventiladors amb alineació làser també marca una gran diferència. Repetir aquesta operació sempre que hi hagi hagut canvis estructurals ajuda a prevenir tensions irregulars als coixinets que podrien provocar una fallada prematura. Cal estar atents a signes evidents que alguna cosa pugui anar malament abans que es converteixi en un problema greu.

• Amplitud de vibració superior a la línia base en més del 30% a les bandes de velocitat de funcionament 1— o 2—
• Desplaçament cap a soroll de banda ampla de freqüència més elevada (>2 kHz) en els espectres acústics
• Temperatura del bloc augmentada en més de 10°C per sobre de l'interval operatiu normal

Quan s'implementen conjuntament, aquestes pràctiques redueixen la fatiga del metall fins a un 40 % i allarguen el temps mitjà entre fallades (MTBF) en un factor de 2,3—, segons dades de camp recopilades per l'Associació de Fabricants de Ventiladors (FMA). Aquest enfocament sistemàtic basat en evidències transforma el manteniment dels coixinets d'un simple reemplaçament reactiu a una gestió predictiva centrada en la fiabilitat.

FAQ

Quins són els causes habituals de vibració en ventiladors de flux axial?

Els causes habituals de vibració en ventiladors de flux axial inclouen pales desequilibrades i eixos mal alineats, que generen patrons específics de vibració i soroll.

Per què em surt un soroll excessiu del meu ventilador de flux axial?

El soroll excessiu sovint és conseqüència de problemes com ara danys a les puntes de les pales o turbulències aerodinàmiques, ressonància estructural o soltesa en la base.

Com puc evitar la sobrecàrrega i la sobreelevació de temperatura del motor en ventiladors de flux axial?

Per evitar la sobrecàrrega i la sobreelevació de temperatura del motor, assegureu-vos de l'estabilitat del voltatge, eviteu incompatibilitats de càrrega i controleu factors ambientals com la temperatura i l'acumulació de pols.