Честота на преминаване на лопатките (BPF) при вибрационен анализ

Определение: Какво е честота на преминаване на лопатката?

Честота на преминаване на лопатката (BPF) е важен честотен компонент, който се среща във вибрационната сигнатура на аеродинамични и хидродинамични машини като вентилатори, помпи, вентилатори и компресори. Той представлява скоростта, с която въртящите се лопатки или перки на работно колело преминават през неподвижна точка, като например прекъсваща лопатка, дифузьор или местоположение на сензор. Това взаимодействие създава отчетлива пулсация на налягането за всеки проход на лопатката, което води до вибрационен сигнал с предвидима честота.

Как да се изчисли честотата на преминаване на острието

BPF е лесен за изчисляване и е функция от скоростта на въртене на машината и броя на лопатките на нейното работно колело или ротор.

Формулата е:

BPF = Брой лопатки × Скорост на въртене

Например, вентилатор със 7 лопатки, въртящи се с 1800 оборота в минута, би имал BPF от:

BPF = 7 остриета × 1800 RPM = 12 600 CPM (цикли в минута)

За да преобразувате това в херци (Hz), просто разделете на 60:

BPF = 12 600 CPM / 60 = 210 Hz

Защо BPF е важен в машинната диагностика?

Вибрацията на честотата на преминаване на лопатките е нормална и очаквана характеристика на всяка машина, която движи въздух или флуид с лопатки. *Амплитудата* на вибрациите на тази честота обаче е критичен индикатор за механичното и аеродинамичното състояние на машината. Значителното увеличение на амплитудата на BPF или появата на нейните хармоници често показва развиващи се проблеми.

Често срещани проблеми, индикирани от висока амплитуда на BPF

Повишената вибрация при 1xBPF или негови кратни стойности (2xBPF, 3xBPF и др.) може да бъде симптом на различни проблеми:

• Аеродинамични или хидравлични проблеми: Неравномерният или турбулентен поток на входа или изхода на машината е основна причина. Това може да се дължи на запушвания, неправилно свързване на въздуховоди или работа на машината далеч от точката ѝ на най-добра ефективност (BEP).
• Дисбаланс на ротора или работното колело: Въпреки че дисбалансът се проявява предимно при 1x скорост на въртене, неравномерното разпределение на масата може също да доведе до неравномерно натоварване на лопатките и увеличен BPF.
• Повреда или износване на острието: Напукано, огънато, отчупено или ерозирало острие ще наруши равномерните пулсации на налягането, причинявайки значително увеличение на вибрациите на BPF.
• Неправилни разрешения: Ексцентричното положение на ротора в корпуса му или неправилната хлабина между върховете на лопатките и корпуса може да причини големи пулсации на налягането, когато лопатките преминават през най-стегнатата точка.
• Структурен резонанс: Ако BPF или един от неговите хармоници възбужда естествена честота на конструкцията, тръбопроводите или фундамента на машината, вибрацията ще бъде силно усилена.

Хармоници на честотата на преминаване на лопатката (2xBPF, 3xBPF)

Наличието на силни хармоници в BPF често показва по-сериозен проблем или по-отчетлива, остра пулсация в потока на флуида. Например, силно огъната лопатка или значително препятствие близо до работното колело може да създаде по-остър, по-малко синусоидален импулс на налягане, който ще се прояви като множество хармоници в FFT спектъра.

Техники за анализ

Диагностицирането на проблеми, свързани с BPF, включва:

1. Изчисляване на BPF: Първо, определете теоретичния BPF въз основа на известния брой и скорост на лопатките.
2. Спектрален анализ: Разгледайте FFT спектъра, за да идентифицирате пикове при 1xBPF и неговите хармоници.
3. Тенденции: Сравнете текущата амплитуда на BPF с историческите данни. Внезапното или постепенно увеличение е ясен знак за влошаване.
4. Фазов анализ: С помощта на двуканален анализатор, фазовите показания могат да помогнат да се определи дали проблемът е свързан с движението на ротора или със структурен проблем.

Чрез наблюдение на честотата на преминаване на лопатките, екипите по поддръжка могат да получат ценна информация за състоянието на своето критично въртящо се оборудване и да идентифицират потенциални повреди, преди да възникнат.

← Обратно към основния индекс