Частота проходу лопаті (ЧПЛ) при аналізі вібрації

Визначення: Що таке частота проходу лопаті?

Частота проходу лопаті (ЧПЛ) – це помітна частотна складова, що виявляється у вібраційній сигнатурі аеродинамічних та гідродинамічних машин, таких як вентилятори, насоси, повітродувки та компресори. Вона відображає швидкість, з якою обертові лопаті або лопаті робочого колеса проходять повз стаціонарну точку, таку як відсікальна лопатка, дифузор або місце розташування датчика. Ця взаємодія створює чітку пульсацію тиску для кожного проходу лопаті, що призводить до вібраційного сигналу з передбачуваною частотою.

Як розрахувати частоту проходу лопаті

Коефіцієнт дефіциту палива (BPF) легко розрахувати, і він залежить від швидкості обертання машини та кількості лопатей на її робочому колесі або роторі.

Формула така:

BPF = Кількість лопатей × Швидкість обертання

Наприклад, вентилятор із 7 лопатями, що обертаються зі швидкістю 1800 об/хв, матиме коефіцієнт потужності двигуна (BPF):

BPF = 7 лопатей × 1800 об/хв = 12 600 циклів за хвилину (CPM)

Щоб перевести це в герци (Гц), просто поділіть на 60:

BPF = 12 600 CPM / 60 = 210 Гц

Чому BPF важливий у діагностиці машин?

Вібрація на частоті проходження лопатей є нормальною та очікуваною характеристикою будь-якої машини, яка переміщує повітря або рідину за допомогою лопатей. Однак *амплітуда* вібрації на цій частоті є критичним показником механічного та аеродинамічного стану машини. Значне збільшення амплітуди BPF або поява його гармонік часто вказує на розвиток проблем.

Поширені проблеми, що вказуються на високу амплітуду BPF

Підвищена вібрація при 1xBPF або його кратних значеннях (2xBPF, 3xBPF тощо) може бути симптомом різних проблем:

• Аеродинамічні або гідравлічні проблеми: Нерівномірний або турбулентний потік на вході або виході машини є основною причиною. Це може бути пов'язано із засміченнями, неправильним підключенням повітроводів або роботою машини далеко від її точки найкращої ефективності (BEP).
• Дисбаланс ротора або робочого колеса: Хоча дисбаланс в основному проявляється при швидкості обертання 1x, нерівномірний розподіл маси також може призвести до нерівномірного навантаження на лопаті та збільшення коефіцієнта обертання двигуна (BPF).
• Пошкодження або знос леза: Тріснуте, зігнуте, відколите або еродоване лезо порушить рівномірні пульсації тиску, що призведе до значного збільшення вібрації BPF.
• Неправильні дозволи: Ексцентричне положення ротора в його корпусі або неправильний зазор між кінчиками лопатей та корпусом може спричинити значні пульсації тиску, коли лопаті проходять найстислішу точку.
• Структурний резонанс: Якщо БПФ або одна з його гармонік збуджує власну частоту конструкції машини, трубопроводу або фундаменту, вібрація буде сильно посилена.

Гармоніки частоти проходження лопаті (2xBPF, 3xBPF)

Наявність сильних гармонік BPF часто вказує на серйознішу проблему або більш чітку, різку пульсацію в потоці рідини. Наприклад, сильно зігнута лопатка або значна перешкода поблизу робочого колеса можуть створювати різкіший, менш синусоїдальний імпульс тиску, який проявлятиметься як кілька гармонік у спектрі FFT.

Методи аналізу

Діагностика проблем, пов'язаних з БНФ, включає:

1. Розрахунок БПФ: Спочатку визначте теоретичний коефіцієнт потужності двигуна (BPF) на основі відомої кількості лопатей та швидкості.
2. Спектральний аналіз: Дослідіть спектр ШПФ, щоб виявити піки на 1xBPF та його гармоніках.
3. Тренди: Порівняйте поточну амплітуду BPF з історичними даними. Раптове або поступове збільшення є явною ознакою погіршення.
4. Фазовий аналіз: За допомогою двоканального аналізатора фазові показники можуть допомогти визначити, чи пов'язана проблема з рухом ротора, чи зі структурною проблемою.

Контролюючи частоту проходу лопатей, команди технічного обслуговування можуть отримати цінну інформацію про стан свого критично важливого обертового обладнання та виявити потенційні несправності до їх виникнення.

← Назад до головного індексу