Bladpasseringsfrekvens (BPF) i vibrationsanalys

Definition: Vad är bladpasseringsfrekvens?

Bladpasseringsfrekvens (BPF) är en framträdande frekvenskomponent som finns i vibrationssignaturen hos aerodynamiska och hydrodynamiska maskiner som fläktar, pumpar, blåsmaskiner och kompressorer. Den representerar den hastighet med vilken de roterande bladen eller vingarna på ett impeller passerar en stationär punkt, såsom en avstängningsvinge, diffusor eller sensorplats. Denna interaktion skapar en distinkt tryckpulsering för varje bladpassage, vilket resulterar i en vibrationssignal med en förutsägbar frekvens.

Hur man beräknar bladpassagefrekvensen

BPF är enkel att beräkna och är en funktion av maskinens rotationshastighet och antalet blad på dess pumphjul eller rotor.

Formeln är:

BPF = Antal blad × Rotationshastighet

Till exempel skulle en fläkt med 7 blad som roterar med 1 800 varv/min ha en BPF på:

BPF = 7 blad × 1 800 varv/min = 12 600 cykler per minut (CPM)

För att omvandla detta till Hertz (Hz), dividera helt enkelt med 60:

BPF = 12 600 CPM / 60 = 210 Hz

Varför är BPF viktigt vid maskindiagnostik?

Vibrationer vid bladets passfrekvens är en normal och förväntad egenskap hos alla maskiner som rör luft eller vätska med blad. Vibrationens *amplitud* vid denna frekvens är dock en kritisk indikator på maskinens mekaniska och aerodynamiska tillstånd. En betydande ökning av BPF-amplituden, eller uppkomsten av dess övertoner, pekar ofta på att problem utvecklas.

Vanliga problem som indikeras av hög BPF-amplitud

Förhöjda vibrationer vid 1xBPF eller dess multiplar (2xBPF, 3xBPF, etc.) kan vara ett symptom på olika problem:

• Aerodynamiska eller hydrauliska problem: Ojämnt eller turbulent flöde vid maskinens inlopp eller utlopp är en primär orsak. Detta kan bero på blockeringar, felaktig kanaldragning eller att maskinen används långt från dess bästa effektivitetspunkt (BEP).
• Obalans i rotor eller impeller: Medan obalans främst uppträder vid 1x rotationshastighet, kan en ojämn massfördelning också leda till ojämn bladbelastning och ökat BPF.
• Skada eller slitage på bladet: Ett sprucket, böjt, flisat eller eroderat blad kommer att störa de enhetliga tryckpulsationerna, vilket orsakar en betydande ökning av BPF-vibrationerna.
• Felaktiga avstånd: En excentrisk position hos rotorn i sitt hölje, eller felaktigt spel mellan knivspetsarna och höljet, kan orsaka stora tryckpulsationer när knivarna passerar den trängsta punkten.
• Strukturell resonans: Om BPF eller någon av dess övertoner exciterar en egenfrekvens i maskinens struktur, rörledningar eller fundament, kommer vibrationen att förstärkas kraftigt.

Övertoner för bladpassfrekvens (2xBPF, 3xBPF)

Närvaron av starka övertoner i BPF indikerar ofta ett allvarligare problem eller en mer distinkt, skarp pulsering i vätskeflödet. Till exempel kan ett kraftigt böjt blad eller ett betydande hinder nära impellern skapa en skarpare, mindre sinusformad tryckpuls, som kommer att manifestera sig som flera övertoner i FFT-spektrumet.

Analystekniker

Att diagnostisera BPF-relaterade problem innebär:

1. Beräkning av BPF: Bestäm först den teoretiska BPF baserat på det kända antalet blad och hastigheten.
2. Spektrumanalys: Undersök FFT-spektrumet för att identifiera toppar vid 1xBPF och dess övertoner.
3. Trendigt: Jämför den aktuella BPF-amplituden med historiska data. En plötslig eller gradvis ökning är ett tydligt tecken på försämring.
4. Fasanalys: Med hjälp av en tvåkanalsanalysator kan fasavläsningar hjälpa till att avgöra om problemet är relaterat till rotorns rörelse eller ett strukturellt problem.

Genom att övervaka bladets passeringsfrekvens kan underhållsteam få värdefulla insikter i tillståndet hos sin kritiska roterande utrustning och identifiera potentiella fel innan de inträffar.

← Tillbaka till huvudmenyn