Blade Pass Frequency (BPF) bij trillingsanalyse

Definitie: Wat is Blade Pass-frequentie?

Blade Pass Frequency (BPF) Een prominente frequentiecomponent in de trillingssignatuur van aerodynamische en hydrodynamische machines zoals ventilatoren, pompen, blowers en compressoren. Het geeft de snelheid weer waarmee de roterende bladen of schoepen van een waaier een stationair punt passeren, zoals een afsnijvin, diffuser of sensorlocatie. Deze interactie creëert een specifieke drukpulsatie voor elke bladpassage, wat resulteert in een trillingssignaal met een voorspelbare frequentie.

Hoe de bladpassfrequentie te berekenen

De BPF is eenvoudig te berekenen en is afhankelijk van de rotatiesnelheid van de machine en het aantal bladen op de waaier of rotor.

De formule is:

BPF = Aantal bladen × Rotatiesnelheid

Een ventilator met 7 bladen die met 1800 toeren per minuut draait, heeft bijvoorbeeld een BPF van:

BPF = 7 messen × 1.800 RPM = 12.600 CPM (cycli per minuut)

Om dit om te rekenen naar Hertz (Hz), deelt u het eenvoudigweg door 60:

BPF = 12.600 CPM / 60 = 210 Hz

Waarom is BPF belangrijk bij machinediagnostiek?

Trillingen bij de bladpassfrequentie zijn een normaal en te verwachten kenmerk van elke machine die lucht of vloeistof verplaatst met behulp van bladen. De *amplitude* van de trillingen bij deze frequentie is echter een cruciale indicator van de mechanische en aerodynamische conditie van de machine. Een significante toename van de BPF-amplitude, of het verschijnen van harmonischen, wijst vaak op zich ontwikkelende problemen.

Veelvoorkomende problemen die worden aangegeven door een hoge BPF-amplitude

Verhoogde trillingen bij 1xBPF of veelvouden daarvan (2xBPF, 3xBPF, enz.) kunnen een symptoom zijn van verschillende problemen:

• Aerodynamische of hydraulische problemen: Ongelijkmatige of turbulente stroming bij de in- of uitlaat van de machine is een belangrijke oorzaak. Dit kan te wijten zijn aan verstoppingen, onjuiste leidingen of een werking van de machine ver buiten het Best Efficiency Point (BEP).
• Rotor- of waaieronevenwicht: Hoewel onbalans zich voornamelijk voordoet bij een rotatiesnelheid van 1x, kan een ongelijkmatige massaverdeling ook leiden tot ongelijkmatige belasting van de bladen en een verhoogde BPF.
• Schade of slijtage van het mes: Een gebarsten, verbogen, afgebroken of geërodeerd blad verstoort de gelijkmatige drukpulsaties, waardoor de BPF-trilling aanzienlijk toeneemt.
• Onjuiste spelingen: Een excentrische positie van de rotor in de behuizing of een onjuiste speling tussen de uiteinden van de bladen en de behuizing kunnen grote drukschommelingen veroorzaken wanneer de bladen het strakste punt passeren.
• Structurele resonantie: Als de BPF of een van zijn harmonischen een natuurlijke frequentie van de constructie, leidingen of fundering van de machine aanspreekt, worden de trillingen sterk versterkt.

Harmonischen van de bladdoorlaatfrequentie (2xBPF, 3xBPF)

De aanwezigheid van sterke harmonischen van de BPF duidt vaak op een ernstiger probleem of een duidelijkere, scherpe pulsatie in de vloeistofstroom. Een sterk gebogen blad of een aanzienlijke obstructie dicht bij de waaier kan bijvoorbeeld een scherpere, minder sinusvormige drukpuls veroorzaken, die zich manifesteert als meerdere harmonischen in het FFT-spectrum.

Analysetechnieken

Het diagnosticeren van BPF-gerelateerde problemen omvat:

1. BPF berekenen: Bepaal eerst de theoretische BPF op basis van het bekende aantal bladen en de snelheid.
2. Spectrumanalyse: Onderzoek het FFT-spectrum om pieken bij 1xBPF en de bijbehorende harmonischen te identificeren.
3. Trending: Vergelijk de huidige BPF-amplitude met historische gegevens. Een plotselinge of geleidelijke toename is een duidelijk teken van verslechtering.
4. Faseanalyse: Met behulp van een dual-channel analyzer kunnen fasemetingen helpen bepalen of het probleem verband houdt met de beweging van de rotor of met een structureel probleem.

Door de Blade Pass Frequency te bewaken, krijgen onderhoudsteams waardevolle inzichten in de gezondheid van hun kritieke roterende apparatuur en kunnen ze potentiële storingen identificeren voordat deze optreden.

← Terug naar hoofdindex