Ašmenų praėjimo dažnis (BPF) vibracijos analizėje
Ašmenų praėjimo dažnis (BPF) yra ryškus dažnio komponentas, randamas aerodynaminių ir hidrodinaminių mašinų, tokių kaip fans, siurbliai, pūstuvų ir kompresorių vibracijos spektre. Jis atspindi greitį, kuriuo besisukančios mentės arba sparneliai prasilenkia su fiksuotu tašku – nutraukimo (arba vandens nutraukimo) sparneliu, difuzoriumi ar jutiklio vieta. Kiekvienas mentės perėjimas sukelia atskirą slėgio impulsą, o visų impulsų suma sukuria aiškų, nuspėjamą vibracijos smailę, kurią analitikas gali iš anksto apskaičiuoti ir stebėti laikui bėgant. Kadangi LPD yra tiesiogiai susijęs su darbinis greitis ir menčių skaičiumi, jis yra vienas naudingiausių diagnostikos požymių vibracijos spektras bet kurios mentelės mašinos.
1. Apibrėžimas: kas yra menčių perėjimo dažnis?
LPD atsiranda dėl iš esmės aerodynaminės arba hidraulinės sąveikos, o ne dėl mechaninio defekto. Kai kiekviena mentė praslenka pro stacionarų kliuvinį – dažniausiai siurblio spiralinės korpuso atkirtos arba ventiliatoriaus korpuso liežuvio – ji momentiškai suspaudžia ir po to atleidžia skystį, siųsdama slėgio impulsą į korpusą ir aplinkinę konstrukciją. Pakartokite tai kiekvienai mentei, kiekvienam apsisukimui, ir rezultatas yra stabilus tonas dažniu, kurį lemia tik menčių skaičius ir sukimosi greitis. Dėl to LPD kartais vadinamas vardo perėjimo dažniu siurbliuose: fizika yra identiška, nesvarbu, ar su mentėmis elementas yra ventiliatoriaus rotorius, ar siurblio krumpliaratis. Jis priklauso aerodinaminės jėgos ir hidraulinės jėgos šeimai, kuri sužadina mašiną įprastos eksploatacijos metu.
2. Kaip apskaičiuoti menčių praėjimo dažnį
BPF apskaičiuoti nesudėtinga; tai tiesiog mašinos sukimosi greičio ir menčių arba laisvalaikiuose esančių svirplių skaičiaus sandauga:
BPF = peilių skaičius × sukimosi greitis
Pavyzdžiui, ventiliatorius su 7 mentėmis, besisukantis 1 800 RPM greičiu, turi tokį BPF:
BPF = 7 blades × 1,800 RPM = 12,600 CPM (cycles per minute)
Norėdami tai konvertuoti į hercus (Hz), padalinkite iš 60:
BPF = 12,600 CPM ÷ 60 = 210 Hz
Vienas niuansas, kurį verta atsiminti: kai menčių skaičius ir nejudančių kliūčių skaičius turi bendrą daliklį, efektyvus pulsacijos modelis keičiasi, todėl kai kurie konstrukciniai sprendimai tyčia naudoja pirminį skaičių gardelių prieš vieną nukreipiantįjį elementą, kad BPF išliktų aiškus, izoliuotas smailys. Jei nenorite kiekvienos mašinos aritmetikos atlikti rankiniu būdu maršruto metu, mūsų nemokamas Blade Pass dažnio skaičiuoklė konvertuoja menčių skaičių ir greitį tiesiogiai į BPF, o Harmoninio dažnio skaičiuoklė parodo einamojo greičio eilutes, kad galėtumėte nustatyti, kur BPF ir jo harmonikos bus kitų komponentų atžvilgiu.
3. Kodėl BPF svarbus mašinų diagnostikoje?
Vibracija menčių praėjimo dažniu yra normali ir tikėtina bet kurios mašinos, judančios oru ar skysčiu su mentėmis, savybė — vien jos buvimas nėra gedimas. Diagnostiniu požiūriu svarbi yra amplitudė tuo dažniu, kuri yra jautrus mašinos mechaninės ir aerodinaminės būklės rodiklis. Reikšmingas BPF amplitudės padidėjimas arba staigus stiprių harmonikų atsiradimas dažnai signalizuoja apie besivystančią problemą dar gerokai prieš gedimą. Štai kodėl BPF amplitudė yra pirmaeilė kandidatė į įprastą tendencija a būklės stebėjimas programa.
4. Bendriausi Aukšto BPF Amplitudės Nurodomi Defektai
Padidėjusi vibracija ties 1×BPF arba jos kartotiniais (2×BPF, 3×BPF ir t. t.) gali būti kelių skirtingų problemų simptomas:
- Aerodinaminės arba hidraulinės problemos: netolygus arba turbulentinis srautas įtekėjimo arba ištekėjimo vietoje yra pagrindinė priežastis, atsirandanti dėl užsikimšimų, netinkamo kanalų įrengimo arba eksploatavimo toli nuo geriausio efektyvumo taško (BEP). Siurbliuose tai gali pereiti į kavitacija arba recirkuliacija kai eksploatacinis taškas pernelyg nukrypsta.
- Rotoriaus arba darbo rato disbalansas: although disbalansas pasireiškia daugiausia ties 1× sukimosi dažniu, tačiau netolygus masės pasiskirstymas taip pat gali sukelti netolygų menčių apkrovimą, dėl kurio padidėja BPF.
- Menčių pažeidimas arba nusidėvėjimas: įskilusi, sulenkta, skaldyta arba nudilusi mentė trikdo vienodas slėgio pulsacijas, sukeldama ryškų BPF vibracijos padidėjimą — tai dažna pasekmė rotoriaus defektai.
- Netinkami tarpai: ekscentriška rotoriaus padėtis korpuse arba netinkamas tarpas tarp menčių galų ir apvalkalo sukelia didelius slėgio impulsus, kai mentės prasilenkia su tamsiausiu tašku. Tai glaudžiai susiję su ekscentriškumas rotoriaus ir korpuso geometrijoje.
- Struktūrinis rezonansas: jei BPF arba viena iš jo harmonikų sutampa su savasis dažnis mašinos, jos vamzdyno ar pagrindo rezonansine dažnine, vibracija dramatiškai sustiprėja per struktūrinis rezonansas.
5. Menčių praėjimo dažnio harmonikos (2×BPF, 3×BPF)
Stiprių BPF harmonikų buvimas paprastai rodo rimtesnę problemą arba aštresnį, mažiau sinusinį slėgio impulsą sraute. Stipriai sulenkta mentė arba reikšminga kliūtis, esanti šalia sparnuotės, sukuria impulsą, kuris nukrypsta nuo gryno sinuso; dažnių srityje tai atsispindi kelių harmonikų kilimu virš triukšmo. Todėl lyginant 1×BPF, 2×BPF ir 3×BPF santykinius aukščius, analitikas gali įvertinti, kiek “smailus” ir kiek rimtas tapo pagrindinis sutrikimas.
6. Analizės metodai
BPF susijusių problemų diagnostika atliekama aiškia seka:
- Apskaičiuoti BPF: pirmiausia nustatykite teorinę reikšmę pagal žinomą menčių skaičių ir greitį, kad žinotumėte tiksliai, kur ieškoti.
- Spektro analizė: examine the FFT spektrą, siekiant nustatyti pikus ties 1×BPF ir jo harmonikomis bei įvertinti, kaip jie išsiskiria plačiajuosčio triukšmo fone.
- Tendencijos: palyginti dabartinę BPF amplitudę su istoriniais pradinė vertė duomenimis; staigus ar laipsniškas augimas yra aiškus blogėjimo požymis.
- Fazių analizė: naudojant dviejų kanalų analizatorių, fazė rodmenys padeda atskirti problemą, susijusią su rotoriaus judėjimu, nuo tos, kuri kyla iš konstrukcijos.
Paskutinis žingsnis yra ten, kur tikras dviejų kanalų prietaisas lauke parodo savo tikrąją vertę. Nešiojamasis analizatorius ir balansavimo prietaisas, toks kaip Balanset-1A fiksuoja amplitudę ir fazę vienu metu dviem kanalais, esant darbiniam greičiui, leidžiant inžinieriui patvirtinti, ar padidėjęs pikas šalia BPF yra tikrai aerodinaminis, ar iš tikrųjų tai yra 1× disbalansas kurį galima ištaisyti balansavimas rotorių vietoje. Sistemingai stebint menčių praėjimo dažnį, techninės priežiūros komandos gauna vertingos informacijos apie savo svarbios besisukančios įrangos būklę ir gali nustatyti galimas gedimus gerokai prieš jiems įvykstant.
