Συχνότητα Διέλευσης Λεπίδας (BPF) στην Ανάλυση Δονήσεων

Ορισμός: Τι είναι η συχνότητα διέλευσης λεπίδας;

Συχνότητα διέλευσης λεπίδας (BPF) είναι μια εξέχουσα συνιστώσα συχνότητας που βρίσκεται στην υπογραφή δόνησης αεροδυναμικών και υδροδυναμικών μηχανών όπως ανεμιστήρες, αντλίες, φυσητήρες και συμπιεστές. Αντιπροσωπεύει τον ρυθμό με τον οποίο οι περιστρεφόμενες λεπίδες ή τα πτερύγια μιας πτερωτής διέρχονται από ένα σταθερό σημείο, όπως ένα πτερύγιο αποκοπής, έναν διαχύτη ή μια θέση αισθητήρα. Αυτή η αλληλεπίδραση δημιουργεί έναν ξεχωριστό παλμό πίεσης για κάθε δίοδο λεπίδας, με αποτέλεσμα ένα σήμα δόνησης σε μια προβλέψιμη συχνότητα.

Πώς να υπολογίσετε τη συχνότητα διέλευσης λεπίδας

Ο συντελεστής στροφορμής (BPF) είναι εύκολος στον υπολογισμό και είναι συνάρτηση της ταχύτητας περιστροφής του μηχανήματος και του αριθμού των λεπίδων στην πτερωτή ή τον ρότορα του.

Ο τύπος είναι:

BPF = Αριθμός λεπίδων × Ταχύτητα περιστροφής

Για παράδειγμα, ένας ανεμιστήρας με 7 πτερύγια που περιστρέφονται στις 1.800 σ.α.λ. θα έχει BPF:

BPF = 7 λεπίδες × 1.800 RPM = 12.600 CPM (Κύκλοι ανά λεπτό)

Για να το μετατρέψετε σε Hertz (Hz), απλώς διαιρέστε με το 60:

BPF = 12.600 CPM / 60 = 210 Hz

Γιατί είναι σημαντικό το BPF στη διάγνωση μηχανημάτων;

Η δόνηση στη συχνότητα διέλευσης λεπίδας είναι ένα φυσιολογικό και αναμενόμενο χαρακτηριστικό οποιασδήποτε μηχανής που κινεί αέρα ή ρευστό με λεπίδες. Ωστόσο, το *πλάτος* της δόνησης σε αυτήν τη συχνότητα είναι ένας κρίσιμος δείκτης της μηχανικής και αεροδυναμικής κατάστασης της μηχανής. Μια σημαντική αύξηση στο πλάτος της BPF ή η εμφάνιση των αρμονικών της, συχνά υποδηλώνει την ανάπτυξη προβλημάτων.

Συνήθη προβλήματα που υποδεικνύονται από υψηλό εύρος BPF

Η αυξημένη δόνηση στο 1xBPF ή στα πολλαπλάσια του (2xBPF, 3xBPF, κ.λπ.) μπορεί να αποτελεί σύμπτωμα διαφόρων προβλημάτων:

• Αεροδυναμικά ή Υδραυλικά Προβλήματα: Η ανομοιόμορφη ή στροβιλώδης ροή στην είσοδο ή την έξοδο του μηχανήματος είναι μια κύρια αιτία. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε μπλοκαρίσματα, ακατάλληλους αγωγούς ή λειτουργία του μηχανήματος μακριά από το σημείο βέλτιστης απόδοσης (BEP).
• Ανισορροπία ρότορα ή πτερωτής: Ενώ η ανισορροπία εμφανίζεται κυρίως σε ταχύτητα περιστροφής 1x, μια μη ομοιόμορφη κατανομή μάζας μπορεί επίσης να οδηγήσει σε ανομοιόμορφη φόρτωση της λεπίδας και αυξημένο BPF.
• Ζημιά ή φθορά της λεπίδας: Μια ραγισμένη, λυγισμένη, σπασμένη ή διαβρωμένη λεπίδα θα διαταράξει τους ομοιόμορφους παλμούς πίεσης, προκαλώντας σημαντική αύξηση των κραδασμών BPF.
• Ακατάλληλες αποστάσεις: Μια εκκεντρική θέση του ρότορα μέσα στο περίβλημά του ή μια λανθασμένη απόσταση μεταξύ των άκρων των λεπίδων και του περιβλήματος μπορεί να προκαλέσει μεγάλους παλμούς πίεσης καθώς οι λεπίδες περνούν από το πιο στενό σημείο.
• Δομικός συντονισμός: Εάν το BPF ή μία από τις αρμονικές του διεγείρει μια φυσική συχνότητα της δομής, των σωληνώσεων ή της θεμελίωσης του μηχανήματος, η δόνηση θα ενισχυθεί σημαντικά.

Αρμονικές Συχνότητας Διέλευσης Λεπίδας (2xBPF, 3xBPF)

Η παρουσία ισχυρών αρμονικών του BPF συχνά υποδηλώνει ένα πιο σοβαρό πρόβλημα ή έναν πιο ευδιάκριτο, έντονο παλμό στη ροή του ρευστού. Για παράδειγμα, μια έντονα λυγισμένη λεπίδα ή ένα σημαντικό εμπόδιο κοντά στην πτερωτή μπορεί να δημιουργήσει έναν πιο έντονο, λιγότερο ημιτονοειδή παλμό πίεσης, ο οποίος θα εκδηλωθεί ως πολλαπλές αρμονικές στο φάσμα FFT.

Τεχνικές Ανάλυσης

Η διάγνωση προβλημάτων που σχετίζονται με το BPF περιλαμβάνει:

1. Υπολογισμός του BPF: Αρχικά, προσδιορίστε το θεωρητικό BPF με βάση τον γνωστό αριθμό λεπίδων και την ταχύτητα.
2. Ανάλυση Φάσματος: Εξετάστε το φάσμα FFT για να εντοπίσετε κορυφές στο 1xBPF και τις αρμονικές του.
3. Τάσεις: Συγκρίνετε το τρέχον πλάτος του BPF με ιστορικά δεδομένα. Μια ξαφνική ή σταδιακή αύξηση αποτελεί σαφές σημάδι επιδείνωσης.
4. Ανάλυση Φάσεων: Χρησιμοποιώντας έναν αναλυτή διπλού καναλιού, οι μετρήσεις φάσης μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό του εάν το πρόβλημα σχετίζεται με την κίνηση του ρότορα ή με κάποιο δομικό πρόβλημα.

Παρακολουθώντας τη Συχνότητα Διέλευσης Λεπίδων, οι ομάδες συντήρησης μπορούν να αποκτήσουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την εύρυθμη λειτουργία του κρίσιμου περιστρεφόμενου εξοπλισμού τους και να εντοπίσουν πιθανές βλάβες πριν αυτές συμβούν.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο