Tần số vượt qua của lưỡi dao (BPF) trong phân tích rung động

Định nghĩa: Tần số chuyển động của lưỡi dao là gì?

Tần số vượt qua của lưỡi dao (BPF) là một thành phần tần số nổi bật được tìm thấy trong đặc tính rung động của các máy móc khí động học và thủy động lực học như quạt, máy bơm, máy thổi và máy nén. Nó biểu thị tốc độ mà các cánh hoặc cánh quạt quay của cánh quạt đi qua một điểm cố định, chẳng hạn như cánh cắt, bộ khuếch tán hoặc vị trí cảm biến. Sự tương tác này tạo ra một xung áp suất riêng biệt cho mỗi cánh quạt đi qua, tạo ra tín hiệu rung động ở tần số có thể dự đoán được.

Cách tính tần suất vượt qua của lưỡi dao

BPF rất dễ tính toán và là một hàm số của tốc độ quay của máy và số cánh trên cánh quạt hoặc rôto.

Công thức là:

BPF = Số lượng cánh quạt × Tốc độ quay

Ví dụ, một chiếc quạt có 7 cánh quay với tốc độ 1.800 vòng/phút sẽ có BPF là:

BPF = 7 lưỡi dao × 1.800 vòng/phút = 12.600 CPM (Chu kỳ mỗi phút)

Để chuyển đổi giá trị này sang Hertz (Hz), chỉ cần chia cho 60:

BPF = 12.600 CPM / 60 = 210 Hz

Tại sao BPF lại quan trọng trong chẩn đoán máy móc?

Rung động tại Tần số Chuyển động Cánh là một đặc tính bình thường và được dự đoán trước của bất kỳ máy móc nào sử dụng cánh để di chuyển không khí hoặc chất lỏng. Tuy nhiên, *biên độ* rung động tại tần số này là một chỉ báo quan trọng về tình trạng cơ học và khí động học của máy. Sự gia tăng đáng kể biên độ BPF, hoặc sự xuất hiện của sóng hài, thường báo hiệu các vấn đề đang phát triển.

Các vấn đề thường gặp được chỉ ra bởi biên độ BPF cao

Độ rung tăng cao ở mức 1xBPF hoặc nhiều lần (2xBPF, 3xBPF, v.v.) có thể là triệu chứng của nhiều vấn đề khác nhau:

• Các vấn đề về khí động học hoặc thủy lực: Nguyên nhân chính là dòng chảy không đều hoặc hỗn loạn ở đầu vào hoặc đầu ra của máy. Điều này có thể do tắc nghẽn, ống dẫn không đúng cách hoặc vận hành máy xa Điểm Hiệu suất Tốt nhất (BEP).
• Sự mất cân bằng của rotor hoặc cánh quạt: Mặc dù mất cân bằng chủ yếu xuất hiện ở tốc độ quay 1x, nhưng phân bổ khối lượng không đồng đều cũng có thể dẫn đến tải lưỡi dao không đều và tăng BPF.
• Lưỡi dao bị hư hỏng hoặc mòn: Lưỡi dao bị nứt, cong, sứt mẻ hoặc bị xói mòn sẽ làm gián đoạn xung áp suất đồng đều, khiến độ rung BPF tăng đáng kể.
• Khoảng cách không phù hợp: Vị trí lệch tâm của rôto trong vỏ hoặc khoảng cách không chính xác giữa đầu cánh và vỏ có thể gây ra xung áp suất lớn khi cánh đi qua điểm chặt nhất.
• Structural Resonance: Nếu BPF hoặc một trong những sóng hài của nó kích thích tần số tự nhiên của cấu trúc, đường ống hoặc nền móng của máy, độ rung sẽ được khuếch đại đáng kể.

Sóng hài của tần số vượt qua cánh (2xBPF, 3xBPF)

Sự hiện diện của sóng hài mạnh trong BPF thường chỉ ra một vấn đề nghiêm trọng hơn hoặc một xung động rõ ràng, sắc nét hơn trong dòng chảy chất lỏng. Ví dụ, một cánh quạt bị cong nghiêm trọng hoặc một vật cản đáng kể gần cánh quạt có thể tạo ra xung áp suất sắc nét hơn, ít hình sin hơn, biểu hiện dưới dạng nhiều sóng hài trong phổ FFT.

Kỹ thuật phân tích

Chẩn đoán các vấn đề liên quan đến BPF bao gồm:

1. Tính toán BPF: Đầu tiên, xác định BPF lý thuyết dựa trên số lượng cánh quạt và tốc độ đã biết.
2. Phân tích quang phổ: Kiểm tra phổ FFT để xác định các đỉnh ở 1xBPF và sóng hài của nó.
3. Xu hướng: So sánh biên độ BPF hiện tại với dữ liệu lịch sử. Sự gia tăng đột ngột hoặc dần dần là dấu hiệu rõ ràng của sự suy giảm.
4. Phân tích pha: Khi sử dụng máy phân tích kênh đôi, các phép đo pha có thể giúp xác định xem vấn đề có liên quan đến chuyển động của rôto hay vấn đề về cấu trúc hay không.

Bằng cách theo dõi Tần suất chuyển động của cánh quạt, các nhóm bảo trì có thể có được thông tin chi tiết có giá trị về tình trạng hoạt động của thiết bị quay quan trọng và xác định các hỏng hóc tiềm ẩn trước khi chúng xảy ra.

← Quay lại Mục lục chính