Frekvencija prolaska lopatice (BPF) u analizi vibracija

Definicija: Što je frekvencija prolaza lopatice?

Frekvencija prolaza lopatice (BPF) je istaknuta frekvencijska komponenta koja se nalazi u vibracijskom potpisu aerodinamičkih i hidrodinamičkih strojeva poput ventilatora, pumpi, puhala i kompresora. Predstavlja brzinu kojom rotirajuće lopatice ili krilca impelera prolaze stacionarnu točku, kao što je lopatica za isključivanje, difuzor ili lokacija senzora. Ova interakcija stvara različito pulsiranje tlaka za svaki prolaz lopatice, što rezultira vibracijskim signalom na predvidljivoj frekvenciji.

Kako izračunati učestalost prolaza lopatice

BPF je jednostavan za izračunati i funkcija je brzine vrtnje stroja i broja lopatica na njegovom impeleru ili rotoru.

Formula je:

BPF = Broj lopatica × Brzina rotacije

Na primjer, ventilator sa 7 lopatica koje se okreću pri 1800 okretaja u minuti imao bi BPF od:

BPF = 7 lopatica × 1800 okretaja u minuti = 12 600 okretaja u minuti (CPM)

Da biste ovo pretvorili u herce (Hz), jednostavno podijelite sa 60:

BPF = 12.600 CPM / 60 = 210 Hz

Zašto je BPF važan u dijagnostici strojeva?

Vibracije na frekvenciji prolaza lopatica normalna su i očekivana karakteristika svakog stroja koji pomiče zrak ili tekućinu pomoću lopatica. Međutim, *amplituda* vibracija na ovoj frekvenciji ključni je pokazatelj mehaničkog i aerodinamičkog stanja stroja. Značajno povećanje amplitude BPF-a ili pojava njegovih harmonika često ukazuje na razvoj problema.

Uobičajeni problemi koje pokazuje visoka amplituda BPF-a

Povišene vibracije na 1xBPF ili njegovim višekratnicima (2xBPF, 3xBPF itd.) mogu biti simptom različitih problema:

• Aerodinamički ili hidraulički problemi: Neravnomjeran ili turbulentan protok na ulazu ili izlazu stroja je primarni uzrok. To može biti zbog blokada, nepravilnih kanala ili rada stroja daleko od njegove točke najbolje učinkovitosti (BEP).
• Neravnoteža rotora ili impelera: Iako se neravnoteža prvenstveno pojavljuje pri brzini rotacije od 1x, neravnomjerna raspodjela mase također može dovesti do neravnomjernog opterećenja lopatica i povećanog BPF-a.
• Oštećenje ili istrošenost oštrice: Napuknuta, savijena, okrnjena ili erodirana oštrica poremetit će jednolike pulsacije tlaka, uzrokujući značajno povećanje vibracija BPF-a.
• Nepravilna odobrenja: Ekscentričan položaj rotora unutar kućišta ili nepravilan razmak između vrhova lopatica i kućišta mogu uzrokovati velike pulsacije tlaka dok lopatice prolaze kroz najuže mjesto.
• Strukturna rezonanca: Ako BPF ili jedan od njegovih harmonika pobudi prirodnu frekvenciju strukture stroja, cjevovoda ili temelja, vibracije će biti znatno pojačane.

Harmonici frekvencije prolaza lopatice (2xBPF, 3xBPF)

Prisutnost jakih harmonika BPF-a često ukazuje na ozbiljniji problem ili izraženije, oštre pulsacije u protoku fluida. Na primjer, jako savijena lopatica ili značajna prepreka blizu impelera može stvoriti oštriji, manje sinusoidni impuls tlaka, koji će se manifestirati kao višestruki harmonici u FFT spektru.

Tehnike analize

Dijagnosticiranje problema povezanih s BPF-om uključuje:

1. Izračun BPF-a: Prvo, odredite teorijski BPF na temelju poznatog broja lopatica i brzine.
2. Analiza spektra: Ispitajte FFT spektar kako biste identificirali vrhove na 1xBPF i njegove harmonike.
3. Trendovi: Usporedite trenutnu amplitudu BPF-a s povijesnim podacima. Nagli ili postupni porast jasan je znak pogoršanja.
4. Fazna analiza: Korištenjem dvokanalnog analizatora, fazna očitanja mogu pomoći u određivanju je li problem povezan s kretanjem rotora ili strukturnim problemom.

Praćenjem učestalosti prolaza lopatica, timovi za održavanje mogu dobiti vrijedne uvide u stanje svoje kritične rotirajuće opreme i identificirati potencijalne kvarove prije nego što se dogode.

← Natrag na glavni indeks