تردد مرور الشفرة (BPF) في تحليل الاهتزاز

التعريف: ما هو تردد تمرير الشفرة؟

تردد مرور الشفرة (BPF) هو مُكوِّن ترددي بارز يُوجد في بصمة اهتزاز الآلات الديناميكية الهوائية والهيدروديناميكية، مثل المراوح والمضخات والمنفاخات والضواغط. يُمثل هذا المُكوِّن معدل مرور الريش الدوارة أو ريش المروحة بنقطة ثابتة، مثل ريشة القطع أو الناشر أو موقع المستشعر. يُولِّد هذا التفاعل نبضة ضغط مميزة لكل ريشة، مما يُنتج إشارة اهتزاز بتردد مُتوقع.

كيفية حساب تردد تمرير الشفرة

من السهل حساب BPF وهو عبارة عن دالة لسرعة دوران الماكينة وعدد الشفرات الموجودة على المكره أو الدوار.

الصيغة هي:

BPF = عدد الشفرات × سرعة الدوران

على سبيل المثال، المروحة ذات 7 شفرات تدور بسرعة 1800 دورة في الدقيقة سيكون لها عامل تبريد يساوي:

BPF = 7 شفرات × 1800 دورة في الدقيقة = 12600 دورة في الدقيقة

لتحويل هذا إلى هرتز (Hz)، ببساطة قسّم على 60:

BPF = 12,600 CPM / 60 = 210 هرتز

لماذا يعد BPF مهمًا في تشخيص الآلات؟

يُعدّ الاهتزاز عند تردد تمرير الشفرات سمة طبيعية ومتوقعة لأي آلة تُحرّك الهواء أو السوائل باستخدام الشفرات. ومع ذلك، فإنّ سعة الاهتزاز عند هذا التردد تُعدّ مؤشرًا بالغ الأهمية على الحالة الميكانيكية والهوائية للآلة. غالبًا ما يُشير الارتفاع الكبير في سعة تردد تمرير الشفرات، أو ظهور توافقياته، إلى وجود مشاكل مُستجدة.

المشاكل الشائعة التي تشير إليها سعة BPF العالية

يمكن أن يكون الاهتزاز المرتفع عند 1xBPF أو مضاعفاته (2xBPF، 3xBPF، إلخ) أحد أعراض العديد من المشكلات:

• المشاكل الديناميكية الهوائية أو الهيدروليكية: يُعد التدفق غير المتساوي أو المضطرب عند مدخل ومخرج الجهاز السبب الرئيسي. قد يكون هذا بسبب الانسدادات، أو سوء توصيل الأنابيب، أو تشغيل الجهاز بعيدًا عن نقطة الكفاءة المثلى (BEP).
• عدم توازن الدوار أو المكره: على الرغم من أن عدم التوازن يظهر في المقام الأول عند سرعة دوران 1x، فإن توزيع الكتلة غير المنتظم يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تحميل غير متساوٍ للشفرة وزيادة BPF.
• تلف أو تآكل الشفرة: ستؤدي الشفرة المتشققة أو المنحنية أو المتشققة أو المتآكلة إلى تعطيل نبضات الضغط المنتظمة، مما يتسبب في زيادة كبيرة في اهتزاز BPF.
• الموافقات غير السليمة: يمكن أن يؤدي الوضع غير المركزي للدوار داخل غلافه، أو الخلوص غير الصحيح بين أطراف الشفرات والغلاف، إلى نبضات ضغط كبيرة عندما تمر الشفرات بأضيق نقطة.
• Structural Resonance: إذا قام BPF أو أحد التوافقيات الخاصة به بإثارة تردد طبيعي لهيكل الماكينة أو الأنابيب أو الأساس، فسيتم تضخيم الاهتزاز بشكل كبير.

التوافقيات لتردد تمرير الشفرة (2xBPF، 3xBPF)

غالبًا ما يشير وجود توافقيات قوية في BPF إلى مشكلة أشد خطورة أو نبضات حادة وواضحة في تدفق السائل. على سبيل المثال، يمكن لشفرة منحنية بشدة أو عائق كبير بالقرب من الدافع أن يُنتج نبضة ضغط أكثر حدة وأقل جيبية، والتي تتجلى في شكل توافقيات متعددة في طيف تحويل فورييه السريع.

تقنيات التحليل

يتضمن تشخيص المشكلات المرتبطة بـ BPF ما يلي:

1. حساب BPF: أولاً، قم بتحديد BPF النظري بناءً على عدد الشفرات وسرعتها المعروفة.
2. تحليل الطيف: قم بفحص طيف FFT لتحديد الذروات عند 1xBPF وتوافقياته.
3. الأكثر رواجًا: قارن سعة مؤشر ضغط الدم الحالية بالبيانات السابقة. الزيادة المفاجئة أو التدريجية دليل واضح على التدهور.
4. تحليل المرحلة: باستخدام محلل ثنائي القناة، يمكن لقراءات الطور أن تساعد في تحديد ما إذا كانت المشكلة مرتبطة بحركة الدوار أو مشكلة هيكلية.

من خلال مراقبة تردد مرور الشفرات، يمكن لفرق الصيانة الحصول على رؤى قيمة حول صحة معداتها الدوارة الهامة وتحديد الأعطال المحتملة قبل حدوثها.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي