Po przywiezieniu z remontu dmuchawa została zainstalowana na ramie konstrukcji wsporczej w miejscu stałej eksploatacji. Po zamontowaniu na ramie konstrukcji wsporczej zespół remontowy właściciela dmuchawy przeprowadził kontrolne pomiary luzów pomiędzy oboma znajdującymi się w maszynie wirnikami. W trakcie pomiarów okazało się, że jeden z wirników podczas swojego obrotu “przyciera o korpus”. Dotyczy to wirnika osadzonego na wale, na którym osadzone jest również koło pasowe (wał ten w dalszej części opracowania nazywany będzie wałem czynnym). Przedstawiony przez wykonawcę remontu dmuchawy protokół z pomiarów luzów po montażowych wskazywał, że luzy na całym obwodzie wirnika są takie same i wynoszą 0,35 mm. Różnica pomiędzy pomiarami zespołu remontowego właściciela dmuchawy i zespołu remontowego wykonawcy remontu sugerowała nie równoległość ustawienia osi obu wirników, a wartość tej różnicy spowodowała pojawienie się wątpliwości właściciela dmuchawy co do celowości jej uruchomienia. Przedstawiciele firmy remontującej dmuchawę po wykonaniu własnych pomiarów i stwierdzeniu, że faktycznie występuje przycieranie wirnika o wewnętrzną część komory przeprowadzili zabieg poprawy współosiowego osadzenia wirnika w komorze. Zabieg ten wykonany na stanowisku eksploatacyjnym polegał na:

  Po tak wykonanym zabiegu założono koło pasowe i za pomocą pasów połączono dmuchawę z silnikiem. Dmuchawę uruchomiono i firma VIBROPOMIAR rozpoczęła pomiary stanu wibracyjnego. Pomiary zostały zakończone w tym samym dniu.

2. Zakres badań i pomiarów.

  Zakres pomiarów obejmował analizę stanu wibracyjnego dmuchawy. Pomiary przeprowadzono podczas normalnych warunków eksploatacyjnych. Sygnały drgań rejestrowane były w tym samym czasie na magnetofonie pomiarowym. Taki równoczesny pomiar pozwolił na dokładną analizę wzajemnego oddziaływania drgań obserwowanych w poszczególnych punktach pomiarowych.

    Rejestrowane były wartości prędkości drgań bezwzględnych :

 Po wykonaniu pomiarów stanu wibracyjnego zespół dmuchawy zatrzymano i przeprowadzono pomiary częstości drgań własnych wybranych elementów konstrukcji wsporczej oraz dostępnych części dmuchawy.
   Pomiary te miały za zadanie wskazać w jakiej strefie częstości drgań normalnie pracującej dmuchawy mogą pojawiać się niebezpieczne destrukcyjne drgania rezonansowe. Drgania takie mogą stanowić poważne zagrożenia dla dmuchawy podczas jej normalnych warunków eksploatacyjnych. Zachodzi również obawa, że towarzyszący procesowi eksploatacyjnemu naturalny szum maszyn może być wzmacniany w konstrukcji wsporczej, a z kolei drgania te mogą być niebezpieczne dla dmuchawy.

3. Kryteria oceny drgań dmuchawy.

OMÓWIENIE WYNIKÓW POMIARU.

 4. Analiza stanu wibracyjnego dmuchawy. 

5. Wyznaczenie częstości drgań własnych układu wsporczego i wybranych elementów dmuchawy.

 Pomiary drgań własnych wykonano metodą wzbudzania do drgań całego układu poprzez przyłożenie w jednym miejscu konstrukcji wzbudnika drgań. Wzbudnik drgań przyłożony był zawsze w tym samym punkcie układu wsporczego. Wzbudzanie do drgań realizowane było sygnałem sinusoidalnym w zakresie częstotliwości wymuszenia od f = 10 Hz do f = 600 Hz. Drgania były obserwowane za każdym razem w innym punkcie pomiarowym reprezentującym badany element. Za każdym razem wymuszenie było zmieniane w całym podanym wyżej zakresie częstotliwości. Zamontowany za każdym razem w innym miejscu czujnik drgań pokazywał wartość amplitudy w tym punkcie pomiarowym w funkcji zmiennej częstotliwości wymuszenia. Do wyznaczenia strefy drgań rezonansowych posłużono się obserwacją krzywych LISSAJOUS, które to dla drgań rezonansowych zmieniają wartość kąta fazowego. Częstotliwość drgań odczytywano na częstościomierzu.W ten sposób wyznaczono częstości drgań własnych belek kratownicy wsporczej, na której zamontowany jest zespół silnika z dmuchawą. Wyznaczono również częstości drgań własnych obu pokryw korpusu dmuchawy i drgania rezonansowe koła pasowego dmuchawy. Wszystkie punkty elementów dla których wyznaczono częstości drgań własnych oznaczono na rys.2 i 3 cyframi od A do G.
Poniżej podane zostały pomierzone wartości częstości drgań własnych w przedstawionych na rys.2 i 3 punktach pomiarowych.

p.p.A — poprzeczne drgania rezonansowe środkowej ukośnej belki ramy fundamentowej od strony napędu. Częstotliwość ich drgań wynosi dla pierwszej postaci f I = 84 Hz i dla czwartej postaci f IV = 537 Hz. 
p.p.B — poprzeczne drgania rezonansowe górnej poziomej belki ramy fundamentowej od strony napędu. Częstotliwość ich drgań wynosi dla pierwszej postaci fI = 83 Hz, dla trzeciej postaci f III = 306 Hz i dla czwartej postaci f IV = 532 Hz.
p.p.C — pionowe drgania rezonansowe górnej poziomej belki ramy fundamentowej od strony napędu. Częstotliwość ich drgań wynosi fI = 98 Hz.
 p.p.D — poprzeczne drgania rezonansowe górnej poziomej belki ramy fundamentowej pod silnikiem po stronie zewnętrznej. Częstość ich drgań wynosi dla drugiej postaci f II = 149 Hz, dla trzeciej postaci f III = 306 Hz, a dla postaci czwartej f IV = 536 Hz. 
p.p.E — poprzeczne drgania rezonansowe górnej poziomej belki ramy fundamentowej pod dmuchawą po stronie zewnętrznej. Częstotliwość ich drgań wynosi dla pierwszej postaci f I = 106 Hz i dla drugiej postaci f II = 150 Hz. 
p.p.F — pionowe osiowe drgania własne śruby mocującej od strony napędu prawą łapę dmuchawy do ramy fundamentowej. Częstotliwość ich drgań wynosi f I = 83 Hz. 
p.p.G — pionowe drgania prawej tylnej od strony napędu łapy dmuchawy. Częstotliwość ich drgań wynosi f I = 104 Hz. 
Poprzeczne osiowe drgania rezonansowe pokrywy dmuchawy z łożyskiem od strony koła pasowego. Częstotliwość tych drgań wynosi dla pierwszej postaci fI = 106 Hz i dla drugiej postaci f II = 150 Hz.
Poprzeczne osiowe drgania rezonansowe pokrywy dmuchawy po stronie kół zębatych. Częstotliwość tych drgań wynosi dla pierwszej postaci f I = 102 Hz i dla drugiej postaci f II = 149 Hz.
Drgania własne koła pasowego dmuchawy z jedną nieruchomą średnicą węzłową. Częstotliwość tych drgań wynosi f = 150 Hz.
Z powyższego zbioru częstości drgań własnych wynika, że fundament ramowy będzie wzmacniał wszelkie składowe drgań dmuchawy (a także drgań o częstościach leżących w ich pobliżu w zakresie co najmniej ok. 10% po obu stronach wartości środkowej częstości drgań składowych) o następujących częstotliwościach:
(83 Hz±10%), (84 Hz±10%), (98 Hz±10%), (104 Hz±10%), (106 Hz±10%), (149 Hz±10%), (150 Hz±10%),
(306 Hz±10%), (537 Hz±10%).
Odpowiada to składowym, których częstotliwości wymuszeń leżą w zakresie:
Od 74 Hz do 117 Hz, od 128 Hz do 165 Hz, od 270 Hz do 330 Hz i od 473 Hz do 590 Hz.

Uwaga: W dynamice maszyn wirnikowych przyjmuje się, że częstości drgań własnych odpowiedzialnych elementów powinny być oddalone od częstości sił wymuszających co najmniej o wartość  20%.
Z zamieszczonych w tablicy 1 wartości składowych obserwowanych w mierzonych punktach pomiarowych wynika, że dominującymi składowymi są drgania o częstościach: 23 Hz, 46.6 Hz, 93.2 Hz, 139.3 Hz, 279.6 Hz, 372.8 Hz i 512,6 Hz.
Wszystkie składowe za wyjątkiem dwóch pierwszych wyżej wyszczególnionych wywołują drgania rezonansowe konstrukcji wsporczej, śrub mocujących dmuchawę do podstawy i co jest najbardziej niebezpieczne wywołują drgania rezonansowe pokrywy, w której osadzone jest łożysko walcowe od strony napędu. Wprawdzie są to drgania osiowe, ale w przypadku braku poprawnego osadzenia pokrywy na kołkach stożkowych (jak to jest prawdopodobnie w przypadku mierzonej dmuchawy) rezonans ten może powodować niekontrolowane promieniowe przemieszczanie się pokrywy wraz z zamontowanym w niej łożyskiem. Taki niekontrolowany ruch może prowadzić do ciągłego rozosiowywania się wirnika w jego układzie prowadzącym.
Składowa o częstotliwości f = 139.3 Hz, której wartość w wielu punktach pomiarowych jest bardzo duża wywołuje dodatkowo drgania rezonansowe koła pasowego z jedną średnicą węzłową. Może to w najlepszym przypadku powodować osłabienie osadzenia koła pasowego na wale czynnym dmuchawy.

6. Analiza stanu wibracyjnego układu wsporczego dmuchawy.

Na rys.2 przedstawiono schemat rozmieszczenia punktów pomiarowych podczas wykonywania pomiaru IV.
Na rys.3 przestawiono schemat rozmieszczenia punktów pomiarowych podczas wykonywania pomiaru V.
Na rys.4 przestawiono schemat rozmieszczenia punktów pomiarowych podczas wykonywania pomiaru VII.

W Tablicy 1 zestawiono wartości składowych prędkości drgań bezwzględnych w przedstawionych punktach pomiarowych. Składowe te występują w widmie drgań każdego punktu pomiarowego.

Pomiar IV.

W p.p.1, 3 i 7 dominującą składową drgań jest składowa o częstotliwości f = 279,6 Hz. Składowa ta efektem występowania drgań rezonansowych, które pojawiają się wskutek wzmocnienia generowanych w dmuchawie składowych drgań o częstotliwości f = 279,6 Hz przez trzecią postać drgań własnych belki poziomej o częstotliwości fIII = 306 Hz.
W p.p.11 i 12 dominującą składową drgań jest składowa synchroniczna z wirowaniem dmuchawy. Wartość częstotliwości tej składowej wynosi f = 23,3 Hz. Ponieważ wartość skuteczna składowej prędkości drgań w p.p.12 jest ok. 2,5 razy większa niż jej wymuszenie obserwowane na rys.1 w p.p.2 należy mówić o dużej podatności układu wsporczego jakim jest rama.
W pozostałych punktach pomiarowych dominującą składową drgań jest składowa o częstotliwości f = 512,6 Hz. Składowa ta efektem występowania drgań rezonansowych, które pojawiają się wskutek wzmocnienia generowanych w dmuchawie składowych drgań o częstotliwości f = 512,6 Hz przez czwartą postać drgań własnych belki poziomej o częstotliwości fIV = 532 Hz i czwartą postać drgań własnych belki ukośnej środkowej o częstotliwości fIV = 537 Hz.

Pomiar V.

W p.p. 1, 3, 4, 5, 9, 10 i 11 dominującą składową drgań jest składowa o częstotliwości f = 139,8 Hz. Składowa ta jest efektem występowania drgań rezonansowych, które pojawiają się wskutek wzmocnienia generowanych w dmuchawie składowych drgań o częstotliwości f = 139,8 Hz przez drugą postać drgań własnych belki poziomej o częstotliwości fII = 149 Hz.
W p.p. 2, 6 i 8 dominującą składową drgań jest składowa o częstotliwości f = 512,6 Hz. Składowa ta efektem występowania drgań rezonansowych, które pojawiają się wskutek wzmocnienia generowanych w dmuchawie składowych drgań o częstotliwości f = 512,6 Hz przez czwartą postać drgań własnych belki poziomej o częstotliwości fIV = 536 Hz.
W p.p. 7 dominującą składową drgań jest składowa o częstotliwości f = 279,6 Hz. Składowa ta efektem występowania drgań rezonansowych, które pojawiają się wskutek wzmocnienia generowanych w dmuchawie składowych drgań o częstotliwości f = 279,6 Hz przez trzecią postać drgań własnych belki poziomej o częstotliwości fIII = 306 Hz.
W p.p. 12 dominującą składową drgań jest składowa o częstotliwości f = 46,6 Hz.
Już nawet bez analizy pomiaru VI na podstawie powyższego omówienia i danych zawartych w tablicy 1 można wskazać podstawową przyczynę podwyższonego poziomu drgań zespołu dmuchawy. Jest nią delikatnie mówiąc całkowicie ?żle zaprojektowany układ wsporczy. Nie jest on wprawdzie ?żródłem drgań, ale pracuje jak wzmacniacz generowanych przez dmuchawę zakłóceń i w związku z tym powinien być całkowicie wyeliminowany z dalszej eksploatacji. Należy pamiętać, że spotęgowane w konstrukcji ramowej zakłócenia oddziałują następnie na ?żródło drgań jakim jest dmuchawa. Jest wielce prawdopodobne, że właśnie te wzmocnione i o dużej intensywności drgania wywołują drgania rezonansowe pokryw i koła pasowego dmuchawy.

7. Analiza stanu wibracyjnego rurociągu za dmuchawą.

Z analizy wyników pomiarów VII zawartych w tablicy 1 wynika, że rurociąg powietrza wylotowego jest skutecznie odizolowany od dmuchawy. Potwierdza to pomiar drgań w p.p.7 na kołnierzu zbiornika, w którym zainstalowany jest tłumik drgań strugi powietrza.
W p.p.7 największą wartość ma składowa prędkości drgań o częstotliwości f = 279,6 Hz i wynosi VRMS = 1,6 [mm/s] natomiast na zbiorniku w tym samym czasie pomierzona została wartość składowej prędkości drgań promieniowych, której maksymalna wartość w p.p.8 wynosi VRMS = 24,8 [mm/s]. Częstotliwość drgań tej składowej wynosi f = 46,6 Hz.
Drgania promieniowe mierzone dla składowej f = 46,6 Hz w tym samym czasie na obwodzie w punktach pomiarowych 9 i 10 maleją odpowiednio do wartości VRMS = 18,0 [mm/s] i VRMS = 8,94 [mm/s]. Zmierzone na obwodzie zbiornika wartości poziomu prędkości drgań, których częstotliwości drgań są inne niż drgań w p.p.7 wskazują, że zbiornik znajduje się pod wpływem drgań rezonansowych. Prawdopodobnie drgania rezonansowe wymuszane są pulsacją strugi powietrza. Drgania powierzchni zbiornika są znacznie większe w kierunku promieniowym niż w kierunku wzdłużnym - osiowym. Natomiast drgania podpory wsporczej rurociągu przed zaworem bezpieczeństwa są znacznie większe w kierunku poprzecznym do rurociągu (p.p.6) niż w kierunku wzdłużnym (p.p.5).

 PODSUMOWANIE.

W trakcie pomiarów przed uruchomieniem dmuchawy okazało się, że jeden z wirników podczas swojego obrotu "przyciera o korpus". Przedstawiciele firmy remontowej przeprowadzili zabieg poprawy współosiowego osadzenia wirnika w komorze. Zabieg ten został wykonany na stanowisku eksploatacyjnym. Należy podkreślić fakt poosiowego przesunięcia pokrywy o wartość ok. 1 mm tj. o wartość grubości usuniętej podkładki i promieniowego przesunięcia pokrywy wraz z łożyskiem o wartość taką, aby luz na wirniku został powiększony do 0.35 mm.
Według posiadanych informacji wytwórca dmuchawy nie podał żadnych kryteriów oceny jej stanu wibracyjnego.
Na podstawie przeprowadzonej analizy drgań można stwierdzić między innymi, że:

Występujące składowe drgań dmuchawy wywołują drgania rezonansowe następujących elementów:
1. konstrukcji wsporczej,
2. śrub mocujących dmuchawę do podstawy,
3. pokrywy w której osadzone jest łożysko walcowe od strony napędu,
4. koła pasowego z jedną średnicą węzłową co może spowodować osłabienie osadzenia koła pasowego na wale czynnym dmuchawy
Rezonansowe drgania osiowe pokrywy dmuchawy w przypadku braku poprawnego osadzenia pokrywy na kołkach stożkowych (jak to jest w przypadku mierzonej dmuchawy) mogą spowodować niekontrolowane promieniowe przemieszczanie się pokrywy wraz z zamontowanym w niej łożyskiem. Taki niekontrolowany ruch może prowadzić do ciągłego rozosiowywania się wirnika w jego układzie prowadzącym.
Podstawową przyczyną podwyższonego poziomu drgań zespołu dmuchawy jest ?żle zaprojektowany układ wsporczy. Układ ten powinien być całkowicie wyeliminowany z dalszej eksploatacji.

ZALECENIA.

 W wyniku przeprowadzonych pomiarów stanu wibracyjnego dmuchawy i szczegółowej analizy jej stanu technicznego i wibracyjnego zaleca się:

1. Przy najbliższej okazji wyeliminować jak najszybciej z eksploatacji dotychczasową ramową konstrukcję wsporczą,
2. Przeprowadzić pomiar stanu wibracyjnego w miejscu przyszłego posadowienia nowego fundamentu - chodzi o rozchodzenie się drgań z innych pracujących w sąsiedztwie maszyn,
3. Zaprojektować i wybudować nowy fundament korzystając z danych pomiarowych jak w punkcie 2,
4. Przy budowie nowego fundamentu unikać rozwiązania wykorzystującego ramę podporową na wibroizolatorach. Szerokie spektrum wymuszeń jakie generuje dmuchawa spowoduje duże trudności w zaprojektowaniu dobrego układu wsporczego i co za tym idzie uczyni go rozwiązaniem bardzo kosztownym.
5. Proponuje się zastosowanie łatwego do zaprojektowania i wykonania bloku fundamentowego.
6. Przeprowadzić remont dmuchawy celem uzyskania pewnego współosiowego (chodzi o ciąg wału z łożyskami) osadzenia pokrywy od strony koła pasowego.
7. Dmuchawę doprowadzić do takiego stanu, aby luz między wirnikami był jednakowy wzdłuż całej ich długości.

Zrealizowanie powyższych zaleceń poprawi warunki pracy dmuchawy w aspekcie zminimalizowania drgań, a co za tym idzie w zwiększeniu jej żywotności.
Prace przy zaprojektowaniu i wykonaniu fundamentu mogą zostać całkowicie zrealizowane poprzez służby remontowo budowlane właściciela dmuchawy.
Remont dmuchawy należy zlecić zakładowi specjalizującemu się w podobnych remontach np. wykonawcy ostatniego remontu.