תדר מעבר להב (BPF) בניתוח רעידות

הגדרה: מהי תדירות מעבר הלהב?

תדירות מעבר להב (BPF) הוא רכיב תדר בולט המצוי בחתימת הרטט של מכונות אווירודינמיות והידרודינמיות כמו מאווררים, משאבות, מפוחים ומדחסים. הוא מייצג את הקצב שבו הלהבים או הכנפיים המסתובבים של אימפלר עוברים נקודה נייחת, כגון כנף ניתוק, מפזר או מיקום חיישן. אינטראקציה זו יוצרת פעימת לחץ ברורה עבור כל מעבר להב, וכתוצאה מכך נוצר אות רטט בתדר צפוי.

כיצד לחשב את תדירות מעבר הלהב

BPF קל לחישוב והוא פונקציה של מהירות הסיבוב של המכונה ומספר הלהבים על האימפלר או הרוטור שלה.

הנוסחה היא:

BPF = מספר להבים × מהירות סיבוב

לדוגמה, למאוורר עם 7 להבים המסתובבים במהירות של 1,800 סל"ד יהיה BPF של:

BPF = 7 להבים × 1,800 סל"ד = 12,600 מחזורים לדקה (CPM)

כדי להמיר זאת להרץ (Hz), פשוט חלקו ב-60:

BPF = 12,600 CPM / 60 = 210 הרץ

מדוע BPF חשוב באבחון מכונות?

רעידות בתדר מעבר הלהב הן מאפיין נורמלי וצפוי של כל מכונה שמניעה אוויר או נוזל בעזרת להבים. עם זאת, *משרעת* הרעידות בתדר זה היא אינדיקטור קריטי למצבה המכני והאווירודינמי של המכונה. עלייה משמעותית במשרעת BPF, או הופעת ההרמוניות שלה, מצביעה לעתים קרובות על התפתחות בעיות.

בעיות נפוצות המעידות על משרעת BPF גבוהה

רטט מוגבר ב-1xBPF או בכפולות שלו (2xBPF, 3xBPF וכו') יכול להיות סימפטום של בעיות שונות:

• בעיות אווירודינמיות או הידראוליות: זרימה לא אחידה או סוערת בכניסה או ביציאה של המכונה היא סיבה עיקרית. הסיבה יכולה לנבוע מחסימות, צינורות לא תקינים או הפעלת המכונה הרחק מנקודת היעילות הטובה ביותר (BEP) שלה.
• חוסר איזון ברוטור או באימפלר: בעוד שחוסר איזון מופיע בעיקר במהירות סיבוב פי 1, פיזור מסה לא אחיד יכול גם להוביל לעומס לא אחיד על הלהב ולעלייה ב-BPF.
• נזק או בלאי של הלהב: להב סדוק, כפוף, סדוק או נשחק ישבש את פעימות הלחץ האחידות, ויגרום לעלייה משמעותית ברעידות BPF.
• אישורים לא תקינים: מיקום אקסצנטרי של הרוטור בתוך ביתו, או מרווח שגוי בין קצות הלהבים למעטפת, עלולים לגרום לפעימות לחץ גדולות כאשר הלהבים עוברים את הנקודה ההדוקה ביותר.
• תהודה מבנית: אם ה-BPF או אחת ההרמוניות שלו מעוררות תדר טבעי של מבנה המכונה, הצנרת או היסוד, הרטט יוגבר מאוד.

הרמוניות של תדר מעבר הלהב (2xBPF, 3xBPF)

נוכחות של הרמוניות חזקות של BPF מעידה לעיתים קרובות על בעיה חמורה יותר או על פעימה חדה וברורה יותר בזרימת הנוזל. לדוגמה, להב עקום קשות או חסימה משמעותית קרוב לאימפלר יכולים ליצור פעימת לחץ חדה יותר ופחות סינוסואידלית, אשר תתבטא כהרמוניות מרובות בספקטרום FFT.

טכניקות ניתוח

אבחון בעיות הקשורות ל-BPF כרוך ב:

1. חישוב BPF: ראשית, קבע את ה-BPF התאורטי על סמך ספירת הלהבים והמהירות הידועים.
2. ניתוח ספקטרום: בחן את ספקטרום ה-FFT כדי לזהות שיאים ב-1xBPF ואת ההרמוניות שלו.
3. פופולרי: השווה את משרעת ה-BPF הנוכחית לנתונים היסטוריים. עלייה פתאומית או הדרגתית היא סימן ברור להידרדרות.
4. ניתוח פאזות: באמצעות מנתח דו-ערוצי, קריאות פאזה יכולות לסייע בקביעת האם הבעיה קשורה לתנועת הרוטור או לבעיה מבנית.

על ידי ניטור תדירות מעבר הלהבים, צוותי תחזוקה יכולים לקבל תובנות חשובות לגבי תקינות הציוד המסתובב הקריטי שלהם ולזהות כשלים פוטנציאליים לפני שהם מתרחשים.

← חזרה לאינדקס הראשי