Bladpassagefrekvens (BPF) i vibrationsanalyse

Definition: Hvad er bladpassagefrekvens?

Bladpassagefrekvens (BPF) er en fremtrædende frekvenskomponent, der findes i vibrationssignaturen af aerodynamiske og hydrodynamiske maskiner som ventilatorer, pumper, blæsere og kompressorer. Den repræsenterer den hastighed, hvormed de roterende blade eller skovle på et impeller passerer et stationært punkt, såsom en afskæringsving, diffusor eller sensorplacering. Denne interaktion skaber en distinkt trykpulsering for hver bladpassage, hvilket resulterer i et vibrationssignal med en forudsigelig frekvens.

Sådan beregner du bladpassagefrekvensen

BPF er ligetil at beregne og er en funktion af maskinens rotationshastighed og antallet af knive på dens impeller eller rotor.

Formlen er:

BPF = Antal klinger × rotationshastighed

For eksempel ville en ventilator med 7 blade, der roterer med 1.800 omdr./min., have en BPF på:

BPF = 7 blade × 1.800 omdr./min. = 12.600 CPM (cyklusser pr. minut)

For at omregne dette til Hertz (Hz) skal du blot dividere med 60:

BPF = 12.600 CPM / 60 = 210 Hz

Hvorfor er BPF vigtig i maskindiagnostik?

Vibration ved bladpassagefrekvensen er en normal og forventet egenskab for enhver maskine, der bevæger luft eller væske med blade. Vibrationens *amplitude* ved denne frekvens er dog en kritisk indikator for maskinens mekaniske og aerodynamiske tilstand. En betydelig stigning i BPF-amplituden, eller forekomsten af dens harmoniske, peger ofte på udvikling af problemer.

Almindelige problemer indikeret af høj BPF-amplitude

Forhøjede vibrationer ved 1xBPF eller dets multipla (2xBPF, 3xBPF osv.) kan være et symptom på forskellige problemer:

• Aerodynamiske eller hydrauliske problemer: Ujævn eller turbulent strømning ved maskinens indløb eller udløb er en primær årsag. Dette kan skyldes blokeringer, forkert kanalføring eller drift af maskinen langt fra dens bedste effektivitetspunkt (BEP).
• Ubalance i rotor eller impeller: Selvom ubalance primært viser sig ved 1x rotationshastighed, kan en ujævn massefordeling også føre til ujævn bladbelastning og øget BPF.
• Skade eller slid på bladet: Et revnet, bøjet, afskallet eller eroderet blad vil forstyrre de ensartede trykpulseringer, hvilket forårsager en betydelig stigning i BPF-vibrationer.
• Forkerte frihøjder: En excentrisk position af rotoren i huset, eller forkert afstand mellem knivspidserne og huset, kan forårsage store trykpulsationer, når knivene passerer det strammeste punkt.
• Strukturel resonans: Hvis BPF'en eller en af dens harmoniske exciterer en naturlig frekvens i maskinens struktur, rørledninger eller fundament, vil vibrationen blive kraftigt forstærket.

Harmoniske af bladpassagefrekvens (2xBPF, 3xBPF)

Tilstedeværelsen af stærke harmoniske i BPF indikerer ofte et mere alvorligt problem eller en mere tydelig, skarp pulsering i væskestrømmen. For eksempel kan et kraftigt bøjet blad eller en betydelig forhindring tæt på impelleren skabe en skarpere, mindre sinusformet trykpuls, som vil manifestere sig som flere harmoniske i FFT-spektret.

Analyseteknikker

Diagnosticering af BPF-relaterede problemer involverer:

1. Beregning af BPF: Bestem først den teoretiske BPF baseret på det kendte antal blade og hastighed.
2. Spektrumanalyse: Undersøg FFT-spektret for at identificere toppe ved 1xBPF og dets harmoniske.
3. Trending: Sammenlign den aktuelle BPF-amplitude med historiske data. En pludselig eller gradvis stigning er et tydeligt tegn på forværring.
4. Faseanalyse: Ved hjælp af en dobbeltkanalsanalysator kan faseaflæsninger hjælpe med at afgøre, om problemet er relateret til rotorens bevægelse eller et strukturelt problem.

Ved at overvåge bladpassagefrekvensen kan vedligeholdelsesteams få værdifuld indsigt i tilstanden af deres kritiske roterende udstyr og identificere potentielle fejl, før de opstår.

← Tilbage til hovedindekset