Frekvenca prehoda lopatice (BPF) pri analizi vibracij

Definicija: Kaj je frekvenca prehoda lopatice?

Frekvenca prehoda lopatice (BPF) je pomembna frekvenčna komponenta, ki jo najdemo v vibracijskem podpisu aerodinamičnih in hidrodinamičnih strojev, kot so ventilatorji, črpalke, puhala in kompresorji. Predstavlja hitrost, s katero vrteče se lopatice ali krilca rotorja prečkajo stacionarno točko, kot je na primer izklopna lopatica, difuzor ali lokacija senzorja. Ta interakcija ustvarja izrazito pulziranje tlaka za vsak prehod lopatice, kar povzroči vibracijski signal s predvidljivo frekvenco.

Kako izračunati frekvenco prehoda lopatice

BPF je enostavno izračunati in je odvisen od hitrosti vrtenja stroja in števila lopatic na njegovem rotorju ali rotorju.

Formula je:

BPF = število lopatic × hitrost vrtenja

Na primer, ventilator s 7 lopaticami, ki se vrtijo s 1800 vrt/min, bi imel BPF:

BPF = 7 rezil × 1800 vrt/min = 12.600 vrt/min (ciklov na minuto)

Če želite to pretvoriti v herce (Hz), preprosto delite s 60:

BPF = 12.600 CPM / 60 = 210 Hz

Zakaj je BPF pomemben pri diagnostiki strojev?

Vibracije pri frekvenci prehoda lopatic so normalna in pričakovana značilnost vsakega stroja, ki premika zrak ali tekočino z lopaticami. Vendar pa je *amplituda* vibracij pri tej frekvenci ključni pokazatelj mehanskega in aerodinamičnega stanja stroja. Znatno povečanje amplitude BPF ali pojav njenih harmonikov pogosto kaže na razvoj težav.

Pogoste težave, ki jih kaže visoka amplituda BPF

Povišane vibracije pri 1xBPF ali njegovih večkratnikih (2xBPF, 3xBPF itd.) so lahko simptom različnih težav:

• Aerodinamične ali hidravlične težave: Neenakomeren ali turbulenten pretok na vstopu ali izstopu iz stroja je glavni vzrok. To je lahko posledica blokad, nepravilnih kanalov ali delovanja stroja daleč od njegove točke največje učinkovitosti (BEP).
• Neravnovesje rotorja ali rotorja: Čeprav se neravnovesje kaže predvsem pri 1x hitrosti vrtenja, lahko neenakomerna porazdelitev mase povzroči tudi neenakomerno obremenitev lopatic in povečan BPF.
• Poškodba ali obraba rezila: Razpokano, upognjeno, okrušeno ali erodirano rezilo bo motilo enakomerne pulzacije tlaka, kar bo povzročilo znatno povečanje vibracij BPF.
• Nepravilne razdalje: Ekscentričen položaj rotorja znotraj ohišja ali nepravilna razdalja med konicami lopatic in ohišjem lahko povzroči velike tlačne pulzacije, ko lopatice preidejo najožjo točko.
• Strukturna resonanca: Če BPF ali eden od njegovih harmonikov vzbudi naravno frekvenco konstrukcije, cevovoda ali temeljev stroja, se bodo vibracije močno okrepile.

Harmoniki frekvence prehoda lopatice (2xBPF, 3xBPF)

Prisotnost močnih harmonikov BPF pogosto kaže na resnejšo težavo ali bolj izrazito, ostro pulziranje v pretoku tekočine. Na primer, močno upognjena lopatica ali večja ovira v bližini rotorja lahko ustvari ostrejši, manj sinusoidni tlačni impulz, ki se bo v spektru FFT manifestiral kot več harmonikov.

Tehnike analize

Diagnosticiranje težav, povezanih z BPF, vključuje:

1. Izračun BPF: Najprej določite teoretični BPF na podlagi znanega števila lopatic in hitrosti.
2. Spektralna analiza: Preučite spekter FFT, da prepoznate vrhove pri 1xBPF in njegove harmonike.
3. Trendi: Primerjajte trenutno amplitudo BPF z zgodovinskimi podatki. Nenadno ali postopno povečanje je jasen znak poslabšanja.
4. Fazna analiza: Z dvokanalnim analizatorjem lahko fazne meritve pomagajo ugotoviti, ali je težava povezana z gibanjem rotorja ali s strukturno težavo.

Z nadzorovanjem frekvence prehodov lopatic lahko vzdrževalne ekipe pridobijo dragocen vpogled v stanje svoje kritične rotacijske opreme in prepoznajo morebitne okvare, preden se pojavijo.

← Nazaj na glavno kazalo