Xử lý sự cố quạt hướng trục: Các cách khắc phục nhanh

Chẩn Đoán Rung Động Và Tiếng Ồn Quá Mức Ở Quạt Hướng Trục

Mất Cân Bằng Cánh So Với Lệch Trục: Phân Biệt Sẵn Sàng Tại Hiện Trường

Rung động quá mức ở các quạt hướng trục thường bắt nguồn từ hai vấn đề chính: cánh quạt mất cân bằng hoặc trục bị lệch tâm. Những sự cố này để lại các dấu hiệu khác nhau khi kỹ thuật viên kiểm tra tại chỗ. Khi cánh quạt mất cân bằng, chúng tạo ra rung động định kỳ lan truyền qua thân quạt theo phương vuông góc với trục, đi kèm tiếng ù đều đặn. Tuy nhiên, trục lệch tâm lại cho thấy một hiện tượng khác. Chúng gây ra rung động mạnh dọc theo chiều dài của bản thân trục, với tiếng kêu gầm rít trở nên trầm trọng hơn khi quạt hoạt động dưới tải cao hơn. Các kỹ thuật viên thường có thể xác định được vấn đề nào đang tồn tại chỉ bằng cách lắng nghe cẩn thận trong các lần kiểm tra bảo trì định kỳ.

Phân biệt nhanh tại hiện trường bao gồm:

• Xoay thủ công các cánh quạt để phát hiện lực cản không đều hoặc các điểm "nặng" (dấu hiệu của sự mất cân bằng)
• Đo độ đồng đều của khe nối bằng thước lá (độ sai lệch > 0,05 mm cho thấy sự lệch tâm)

Sự lệch trục gây ra ứng suất ở ổ đỡ cao hơn đến 50% so với sự mất cân bằng, theo các nghiên cứu về bảo trì công nghiệp. Tuy nhiên, hãy bắt đầu bằng việc kiểm tra mất cân bằng—vấn đề thường được giải quyết thông qua làm sạch cánh quạt hoặc thêm trọng lượng cân bằng chính xác. Lệch trục đòi hỏi phải sử dụng dụng cụ căn chỉnh bằng tia laser và xác minh kết cấu, do đó tốn nhiều thời gian và nguồn lực hơn.

Danh sách kiểm tra chẩn đoán rung-ồn dành cho kỹ thuật viên quạt dòng trục

Sử dụng quy trình chuẩn này, ưu tiên an toàn, khi điều tra các hiện tượng bất thường về rung động hoặc âm thanh:

1. Cô lập an toàn : Ngắt nguồn điện và cố định các bộ phận chuyển động xoay theo tiêu chuẩn OSHA 1910.147
2. Kiểm tra trực quan :
   • Kiểm tra cánh quạt có dị vật, vết nứt, xói mòn hoặc hư hại ở mép trước hay không
   • Xác nhận mô-men xiết bulông tại các điểm đỡ, khớp nối và moay-ơ cánh theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất
3. Kiểm tra vận hành :
   • Đo biên độ rung RMS tại các ổ đỡ động cơ (mục tiêu ≤ 4 mm/s theo ISO 10816-3)
   • Ghi lại phổ âm thanh bằng máy phân tích âm học đã hiệu chuẩn
4. Phân tích tải :
   • So sánh biên độ rung động lúc khởi động, 50% và tải toàn phần
   • Xác minh dòng điện tiêu thụ nằm trong phạm vi ±10% dòng định mức ghi trên nhãn động cơ (FLA)
5. Đánh giá Môi trường :
   • Kiểm tra cân bằng áp suất tĩnh trong ống dẫn bằng manometer
   • Xác nhận khoảng cách tối thiểu ≥1,5 lần đường kính quạt so với tường, van điều tiết hoặc vật cản

Tiếng ồn tần số cao (>1 kHz) thường chỉ ra hư hỏng đầu cánh quạt hoặc dòng khí rối; tiếng ồn rền tần số thấp (<500 Hz) cho thấy hiện tượng cộng hưởng kết cấu hoặc móng bị lỏng. Việc thiết lập các thông số đo lường chuẩn trong giai đoạn chạy thử có thể giảm đến 70% thời gian chẩn đoán sự cố sau này.

Khôi phục Dòng khí Tối ưu cho Quạt Hướng trục

Xác định và Loại bỏ Các Cản trở Dòng khí: Ống dẫn, Tấm chắn và Vật cản

Hầu hết thời gian khi quạt hướng trục gặp sự cố về lưu lượng gió, vấn đề thực tế không nằm ở động cơ quạt mà bắt nguồn từ một vị trí khác trong hệ thống. Hãy kiểm tra các ống dẫn gió trước tiên—chúng có thể bị ăn mòn, biến dạng hoặc đơn giản là quá nhỏ theo thời gian, và điều này có thể làm giảm không gian sẵn có cho luồng không khí lên tới gần một nửa. Tương tự như vậy, các cửa hút và cửa xả được thiết kế kém cũng làm mất sự đồng đều của dòng khí và làm tăng áp suất tĩnh trong toàn bộ hệ thống. Hãy bắt đầu bằng việc kiểm tra trực quan. Tháo các tấm lọc đầu vào và kiểm tra kỹ các cánh quạt xem có sự tích tụ mỡ, bụi hoặc các hạt nhỏ hay không—đặc biệt quan trọng tại những nơi như nhà máy chế biến thực phẩm, phòng thí nghiệm dược phẩm hoặc xưởng gia công kim loại, nơi mà ô nhiễm là mối lo ngại lớn. Sau đó, đo mức độ sụt giảm áp suất khi không khí di chuyển qua các đoạn nối ống và các chỗ uốn cong. Nếu giá trị đo được chênh lệch hơn 15% so với thiết kế ban đầu, chắc chắn có vật cản làm giảm lưu lượng gió. Đối với các cửa gió, hãy kiểm tra kỹ xem diện tích mở thực tế có phù hợp với thông số do nhà sản xuất quy định hay không. Một mẹo hữu ích là sử dụng máy đo anemometer laser để kiểm tra xem tốc độ gió có duy trì ổn định trên toàn bộ bề mặt hay không. Các thử nghiệm thực tế gần đây do ASHRAE ủy quyền vào năm 2023 cho thấy rằng chỉ cần loại bỏ các vật cản này đã giúp hiệu suất lưu lượng gió phục hồi lên tới 78% chỉ trong vòng hai ngày. Để chủ động ngăn ngừa sự cố, hãy lên lịch kiểm tra định kỳ ba tháng một lần đối với tình trạng ống dẫn và cân nhắc lắp bộ lọc từ tính tại các điểm hút để bắt các hạt chứa sắt trước khi chúng tiến gần đến cánh quạt.

Nghiên cứu trường hợp: Cải tạo hệ thống HVAC phục hồi 92% lưu lượng CFM danh định trong hệ thống quạt lưu lượng trục

Một nhà máy chế biến thực phẩm liên tục gặp tình trạng thiếu hụt lưu lượng không khí 35% dù đã tuân thủ lịch bảo trì hàng quý. Phân tích nguyên nhân gốc rễ đã xác định hai vấn đề liên quan mật thiết với nhau: các ống dẫn khí thải được lắp đặt trong đợt mở rộng năm 2018 có kích thước nhỏ hơn yêu cầu (200 mm thay vì 300 mm), và sự tích tụ mỡ theo thời gian làm giảm độ nghiêng cánh quạt hiệu quả cũng như hiệu suất bề mặt. Dự án cải tạo đã thực hiện ba biện pháp can thiệp đồng bộ:

1. Thay thế các đoạn ống 200 mm bằng ống 300 mm có khả năng chống ăn mòn
2. Lắp đặt cánh quạt trích mỡ tự động có lớp phủ kỵ nước và thiết kế tự làm sạch
3. Tích hợp bộ điều khiển tần số biến đổi (VFD) được lập trình để phản hồi mô-men xoắn không đổi trước các biến động về áp suất

Kiểm tra sau khi cải tạo xác nhận phục hồi 92% lưu lượng CFM định mức—đạt 18.500 CFM—với mức giảm 22% tiêu thụ năng lượng. Kết quả này nhấn mạnh rằng việc khôi phục lưu lượng không khí tối ưu đòi hỏi phải đồng thời chú trọng đến độ bền cơ học, thiết kế khí động học và chiến lược điều khiển.

Ngăn ngừa quá tải và quá nhiệt động cơ trong quạt hướng trục

Các yếu tố kích hoạt hỏng hóc do nhiệt: Sự bất ổn điện áp, sai lệch tải và các yếu tố môi trường

Các sự cố nhiệt trong động cơ dòng chảy dọc trục không xảy ra đơn lẻ. Chúng thường bắt nguồn từ sự kết hợp giữa các vấn đề điện, sự cố cơ học và các yếu tố môi trường tác động đồng thời. Khi điện áp dao động vượt quá 10% so với giá trị ghi trên nhãn động cơ, lớp cách điện của các cuộn dây sẽ bắt đầu bị suy giảm dần, làm tăng tốc độ hỏng hóc. Một vấn đề lớn khác là sự không phù hợp tải. Những trường hợp này thường xảy ra khi ai đó cài đặt sai bộ biến tần (VFD), đặt cánh quạt ở góc nghiêng quá lớn, hoặc bỏ quên sức cản trong hệ thống ống dẫn. Điều này gây ra các xung dòng điện đột ngột vượt quá dòng định mức toàn tải của động cơ, dẫn đến rơ le quá tải nhiệt bị kích hoạt. Theo các báo cáo bảo trì HVAC gần đây, khoảng hai phần ba số lần quá tải động cơ được ghi nhận thực tế là do sai sót trong quá trình thiết lập các thông số VFD. Các yếu tố môi trường càng làm tình hình trở nên tồi tệ hơn. Nếu nhiệt độ duy trì trên 40 độ Celsius trong thời gian dài, nếu không khí không thể lưu thông đầy đủ xung quanh thân động cơ, hoặc nếu bụi bẩn tích tụ và hoạt động như một lớp cách nhiệt, nhiệt độ vận hành có thể tăng thêm từ 15 đến 20 độ so với bình thường. Điều này đẩy các cuộn dây vào vùng nguy hiểm, nơi chúng bắt đầu quá nhiệt một cách mất kiểm soát.

Sơ đồ chẩn đoán điện cho tình trạng quá tải động cơ quạt hướng trục

Áp dụng trình tự tập trung này để xác định nhanh nguyên nhân gốc rễ của sự quá tải:

1. Đo điện áp tại các đầu nối động cơ dưới tải , bằng đồng hồ đa năng chuẩn RMS thực tế
2. So sánh dòng điện tiêu thụ thực tế với dòng định mức FLA trên nhãn máy—và kiểm tra cân bằng pha (chênh lệch ≥5%)
3. Đánh giá điều kiện môi trường xung quanh : kiểm tra các cánh tản nhiệt bị tắc, nhiệt độ môi trường và các nguồn nhiệt gần đó

Khi mọi thứ bắt đầu diễn ra không đúng hướng, cần có các biện pháp khắc phục cụ thể cho từng vấn đề khác nhau. Ví dụ, khi phát hiện dao động điện áp, thông thường cần làm việc cùng công ty cung cấp điện hoặc lắp đặt các thiết bị như cuộn kháng đường dây hoặc bộ ổn áp. Nếu có sự mất cân bằng dòng điện hoặc dòng điện quá tải, giải pháp thường liên quan đến việc lập trình lại hệ thống VFD và điều chỉnh thiết lập góc cánh của cánh quạt. Nhiệt độ tăng cao trong khu vực thiết bị? Điều này thường cho thấy nhu cầu cải thiện hệ thống thông gió hoặc tìm cách giảm tích tụ bụi quanh các bộ phận đó. Việc sử dụng chụp ảnh nhiệt cũng nên là một phần trong hoạt động định kỳ. Nó giúp phát hiện sớm các điểm tiềm ẩn nguy cơ, đặc biệt là ở những khu vực như đầu nối cuộn dây và ổ đỡ vòng bi, nơi nhiệt độ có thể tăng lên mức nguy hiểm trước khi xảy ra hư hỏng thực sự.

Kéo Dài Tuổi Thọ Vòng Bi Thông Qua Bảo Trì Chủ Động Đối Với Quạt Hướng Trục

Khoảng Cách Tra Dầu Mỡ, Kiểm Tra Căn Chỉnh và Dấu Hiệu Mài Mòn Sớm

Kéo dài tuổi thọ của các ổ trục quạt hướng trục thực sự phụ thuộc vào ba yếu tố chính phối hợp với nhau: bôi trơn đúng cách, căn chỉnh tốt và theo dõi tình trạng thường xuyên. Về việc tra mỡ, hầu hết các nhà sản xuất khuyến nghị thực hiện từ sáu đến mười hai tháng một lần đối với các ứng dụng công nghiệp thông thường. Tuy nhiên, nếu môi trường làm việc nóng, nhiều bụi hoặc rung động mạnh, thì khoảng thời gian này cần được rút ngắn lại. Việc lắp đặt quạt bằng phương pháp căn chỉnh laser cũng tạo nên sự khác biệt lớn. Thực hiện lại việc này mỗi khi có bất kỳ thay đổi nào về kết cấu sẽ giúp ngăn ngừa tải trọng không đều lên các ổ trục, điều này có thể dẫn đến hỏng hóc sớm. Hãy chú ý những dấu hiệu cảnh báo cho thấy có thể đang xảy ra sự cố trước khi nó trở thành vấn đề nghiêm trọng.

• Biên độ dao động vượt quá giá trị chuẩn >30% ở dải tần số 1— hoặc 2— tốc độ vận hành
• Dịch chuyển về phía tiếng ồn băng tần rộng cao hơn (>2 kHz) trong phổ âm thanh
• Nhiệt độ thân vỏ tăng >10°C so với phạm vi hoạt động bình thường

Khi được thực hiện đồng thời, các biện pháp này có thể giảm mệt mỏi kim loại tới 40% và kéo dài thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF) lên 2,3 lần, theo số liệu thực tế được Hiệp hội Các Nhà sản xuất Quạt (FMA) tổng hợp. Cách tiếp cận hệ thống, dựa trên bằng chứng này đã chuyển đổi việc bảo trì bạc đạn từ thay thế phản ứng sang quản lý chủ động, tập trung vào độ tin cậy.

Câu hỏi thường gặp

Những nguyên nhân phổ biến gây rung động ở quạt hướng trục là gì?

Các nguyên nhân phổ biến gây rung động ở quạt hướng trục bao gồm cánh quạt mất cân bằng và trục lệch tâm, tạo ra các dạng rung động và tiếng ồn đặc trưng.

Tại sao quạt hướng trục của tôi lại phát ra tiếng ồn quá mức?

Tiếng ồn quá mức thường xuất phát từ các vấn đề như hư hỏng đầu cánh quạt hoặc nhiễu động khí động học, cộng hưởng kết cấu hoặc móng bị lỏng.

Làm cách nào để ngăn ngừa quá tải và quá nhiệt động cơ ở quạt hướng trục?

Để ngăn ngừa quá tải và quá nhiệt động cơ, hãy đảm bảo ổn định điện áp, tránh sai lệch tải và kiểm soát các yếu tố môi trường như nhiệt độ và sự tích tụ bụi.