FTF-i başa düşmək — Əsas qatar tezliyi
FTF (Əsas tren tezliyi — həmçinin qəfəs tezliyi və ya saxlayıcı tezliyi adlanır) dörd əsasdan biridir rulmanların nasazlıq tezlikləri. Bu, rulman qəfəsinin (yuvarlanma elementlərini yerində saxlayan və onları bərabər məsafədə tutan ayırıcı və ya saxlayıcı) fırlanma sürətini göstərir. Qafes yuvarlanma elementlərini daşıyaraq rulman ətrafında fırlanır və bütün yuvarlanma elementlərinin yuvarlanma yolları boyunca bir dəfə dolaşması üçün lazım olan vaxtda bir dövr tamamlayır. FTF dörd rulman tezliyindən ən aşağısıdır — adətən şaft sürətinin 0,35×-dən 0,48×-ə qədər, və buna görə də həmişə subsinxron. Həbsxana qüsurları öz-özlüyündə nadir olsa da, FTF diaqnostik baxımdan vacibdir, çünki o, yaradan modulyasiya tezliyidir yan bantlar Digər daşıma tezlikləri ətrafında, xüsusilə BSF.
1. Tərif: FTF nəyi ifadə edir
Hər bir yuvarlanma elementli rulman, topları və ya rulonları ciblərdə saxlayan və onları daxili və xarici halqalar arasındakı annulus boyunca hərəkət etdirən qəfəsə malikdir. Daxili halqa mil ilə birlikdə fırlandıqca sürüşən elementləri də özü ilə aparır və qəfəs onların orta orbital sürəti ilə hərəkət edir. Bu orbital sürət təxminən sabit xarici halqa (sıfır) və fırlanan daxili halqa (mil sürəti) sürətlərinin ortalaması olduğundan, qəfəs mil sürətinin cəmi təxminən 40%-i ilə dövr edir. Bu orbital sürət Fundamental Tren Tezliyidir — rulman içindəki ən yavaş, ən yumşaq ritm, lakin yuvarlanma elementlərinin qüsurlarının diaqnostikası üçün əsas rol oynayır.
2. Riyazi Hesablama
Formula
FTF rulman geometiyasından və mil sürətindən əldə edilir. Dəqiq desək, bu, sabit xarici halqa və fırlanan daxili halqa olduqda, fırlanan daxili halqadan müşahidə olunan qəfəs sürətidir:
FTF = (n / 2) × [1 − (Bd / Pd) × cos β]
Dəyişənlər
- n = milin fırlanma tezliyi Hz-də (yəni RPM ÷ 60).
- Bd = topun və ya rulmanın diametri.
- Pd = diş aralığı diametri (yuvarlanma elementlərinin mərkəzlərindən keçən dairənin diametri).
- β = kontakt bucağı.
Sadələşdirilmiş forma
Sıfır kontakt bucağı olan rulmanlar üçün (β = 0°, cos β = 1):
- FTF ≈ (n / 2) × [1 − Bd / Pd]
- Tipik Bd/Pd ≈ 0.2 olan bir rulman üçün bu, FTF ≈ 0.4 × n verir.
- Təxmini qayda: FTF təxminən 0,4× şaft sürəti — yəni şaft tezliyinin 40%-si.
Tipik Aralıq
- FTF adətən geometriyadan asılı olaraq mil sürətinin 0,35× ilə 0,48× arasında düşür.
- Məsələn: 1800 RPM-də (30 Hz), FTF ≈ 12 Hz (şaft sürətinin 0,4-ü).
- O, həmişə sub-sinkronikdir (1× işləmə sürətindən aşağı).
- Bu, dörd daşıma qüsur tezliyindən ən aşağıdır.
Bu hesablamalar hər hansı rulman qüsuru tədqiqatının bir hissəsidir; a Daşıyıcı qüsurlarının tezlik kalkulyatoru Geometriyadan birbaşa FTF-i BPFO, BPFI və BSF ilə birlikdə hesablayır ki, bu da maşındakı hər bir istiqamət üçün formulu əllə tətbiq etməklə müqayisədə xeyli sürətli və az səhvə meyllidir.
3. Fiziki əhəmiyyət
Qəfəs Hərəkəti
Həbs qutusunun fırlanması daşıdığı yuvarlanan elementlər tərəfindən müəyyən edilir:
- Yuvarlanan elementlər daxili və xarici yuvaların arasında sürüşmədən yuvarlanır.
- Hücrə yuvarlanan elementlərin mərkəzlərinin orta sürəti ilə hərəkət edir.
- Bu sürət təxminən sabit xarici halqa (0) ilə fırlanan daxili halqa (mil sürəti) arasındakı orta nöqtədir.
- Beləliklə, qəfəs mili sürətinin təxminən 40% dəyərində dövr edir.
Təmiz 0.5× nisbətindən kiçik sapma — və real qəfəsələrin kiçik sürüşmə yaşaya bilməsi — məhz buna görə FTF-in qaçış sürəti ilə münasibətdə məntiqsiz olması və heç vaxt səliqəli harmonik nöqtəyə düşməməsidir.
Qəfəsin funksiyası
- Aralıq: Yuvarlanma elementləri arasında bərabər məsafəni qoruyur.
- Rəhbərlik: Hər bir yuvarlanan elementi onun düzgün orbital trayektoriyasında saxlayır.
- Yağlama: Yataq boyunca sürtkü yağı yaymağa kömək edə bilər.
- Ayrılıq: Yanaşı yerləşən yuvarlanan elementlərin bir-birinə sürtünməsinin qarşısını alır.
4. Titreşim spektrlərində FTF göründükdə
Birbaşa qəfəs qüsurları
Birincil FTF zirvəsi qəfəsin özü zədələndikdə görünür:
- Sındırılmış qəfəslə: qırıqlanmış və ya çatlamış qəfəs strukturu.
- Yeyilmiş ciblər: Hücum qabı ilə yuvarlanma elementləri arasında həddindən artıq boşluq.
- Qəfəs sürtmə: Hücumun yarışlarla və ya möhürlərlə təmasda olması.
- Tezlik: Birbaşa FTF zirvəsi, tez-tez harmonikalarla.
- Nadirlik: Yalnız qəfəs qüsurları nadirdir və daşıyıcı nasazlıqlarının təxminən 5%-dən azını təşkil edir.
Yan zolaq modulyasiyası (daha çox yayılmış rol)
Çox daha tez-tez FTF özü zirvə kimi yox, BSF ətrafındakı yan zolaq boşluğu kimi özünü göstərir:
- Yuvarlanan elementdə qüsur olduqda BSF aktiv olur.
- Qüsurlu topun zərbə şiddəti yük zonasına daxil olub-çıxdıqca artır və azalır.
- Bu variasiya qəfəsin orbital tezliyində — FTF-də baş verir.
- Nəticə BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, BSF ± 3×FTF və s. yan zolaqlardır.
- Bu naxış yuvarlanan element qüsurları üçün etibarlı diaqnostik barmaq izidir və kəskinləşdirilir zərf təhlili.
Rulmanların Qeyri-sabitliyində
- Rulman mənşəli qeyri-sabitlikdən yaranan sub-sinkron vibrasiya FTF-ə yaxın görünə bilər.
- Bu kifayət qədər olmamasına işarə edə bilər. öncədən yüklə və ya həddindən artıq rulman boşluğu.
- Bu, həqiqi qəfəs defektindən xarakterinə görə fərqlənir — zədələnmiş qəfəsin ayrı-ayrı, təkrarlanan zərbələri əvəzinə fasiləsiz və geniş spektrli olur.
5. Qəfəs defektinin diaqnostikası
Qəfəs problemlərinin simptomları
- FTF tezliyində zirvəyə baxış vibrasiya spektri.
- 2×FTF, 3×FTF və ondan yuxarı harmonikalar.
- Gərginlik çox vaxt sabit olmaq əvəzinə qeyri-sabit və ya dəyişkəndir.
- Çox hallarda eşidilən klikləmə və ya cırıldama səsi.
- Dövrü təsirlər bəzən görünən zaman dalğa forması.
Qəfəs qüsurlarının səbəbləri
- Nusğalı yağlama: Yetersiz yağlama qəfəsin aşınmasına səbəb olur.
- Yüksək sürətli əməliyyat: Hüceyrə qoruyucusuna həddindən artıq mərkəzdənqaçma qüvvəsi.
- Çirklənmə: Hüceyrə materialına və ya onun ciblərinə zərər verən hissəciklər.
- Həddindən artıq istiləşmə: qafes materialının termal deformasiyası və ya yumşalması.
- Yorğunluq: yüksək dövrəli yorğunluq nazik qəfəs bölmələrində.
- Quraşdırma zamanı yaranan zərər: Quraşdırma zamanı əyilmiş və ya zədələnmiş qəfəs.
6. Praktiki əhəmiyyət və digər daşıma tezlikləri ilə əlaqə
FTF diaqnostik marker kimi
FTF-in əsas praktik dəyəri yan zolaqlara tətbiq etdiyi məsafələşdirmədədir:
- 1× yan zolaqlar: daxili yarış qüsurlarına işarə edir (qüsur yük zonasından keçərkən şaftın fırlanması ilə modulyasiya).
- FTF yan zolaqları: Rol elementinin qüsurlarına işarə edir (qafesin orbital hərəkəti ilə modulyasiya).
- Nümunə tanıma: Yalnız yan zolaq aralığı çox vaxt qüsur növünü bir baxışda müəyyən etməyə imkan verir.
- Qabaqcıl diaqnostika: FTF-i başa düşmək analitikin əks halda çaşdırıcı olan istiqamət spektrini düzgün şərh etməsinə imkan verir.
Avtomatlaşdırılmış Diaqnostikada
- Müasir analizatorlar daşıyıcı modelindən bütün dörd daşıyıcı tezliyini avtomatik olaraq hesablayır.
- Proqram BPFO, BPFI, BSF və FTF-də zirvələri işarələyir.
- Avtomatik yan zolaq aşkarlanması axtarış aralıqları kimi FTF və 1×-dən istifadə edir.
- Ciddilik pik amplitüdə və harmonik tərkibə görə qiymətləndirilir.
Tezlik iyerarxiyası
Dörd daşıma tezliyi, artan ölçü sırasına görə:
- Ən aşağı: FTF (≈ 0,4× şaft sürəti).
- Aşağı–orta: BSF (≈ 2–3× şaft sürəti).
- Orta: BPFO (≈ 3–5× şaft sürəti).
- Ən yüksək: BPFI (≈ 5–7× şaft sürəti).
Riyazi Əlaqələr
- Dörd tezlikin hamısı eyni daşıyıcı geometiyasından irəli gəlir.
- Bir tezliki və istiqamət növünü bilmək digərlərini geri hesablamaga imkan verir.
- Onların nisbətləri müəyyən bir rulman modeli üçün sabitdir və daxili çarpaz yoxlamanı təmin edir.
- Qeyd etmək lazımdır ki, Z yuvarlanma elementinə malik rulman üçün BPFO + BPFI = Z × mil sürəti və BPFO = Z × FTF — diaqnozu yoxlamaq üçün faydalı identikliklərdir.
Sahədə bu tezliklər yalnız alətiniz maşının faktiki işləmə sürətində onları təmiz şəkildə ayırd edə bildikdə faydalıdır. Məsələn, daşına bilən iki kanallı analizator kimi Balanset-1A Spektri və zaman dalğasını birbaşa maşının öz rulmanlarında tutur, beləliklə yavaş FTF ritmi və yaratdığı BSF ± FTF yan zolaq ailəsi yerində asanlıqla seçilə bilir — və əsas problem həddindən artıq olduğu hallarda balanssızlıq Həqiqi qəfəs qüsuru deyil, rulman yüklənməsi səhvi olduğu düzəldildi və elə orada aradan qaldırıldı. Hər bir rulman tonunu başlamazdan əvvəl spektrə xəritələşdirmək üçün rulman geometiyasını birinə daxil edin Daşıyıcı qüsurlarının tezlik kalkulyatoru və proqnozlaşdırılmış FTF, BSF, BPFO və BPFI xətlərini üst-üstə qoyun.
FTF, yəni daşıyıcı rulman qüsurlarının tezlikləri arasında ən aşağısı və ən nadir müşahidə olunanı ola bilər, lakin o, heç də önəmsiz deyil. Onun yuvarlanma elementlərinin qüsurları üçün modulyasiya tezliyi kimi rolu və bəzən qəfəsin real problemlərini siqnallaşdırması FTF-i tam və dəqiq rulman vəziyyətinin qiymətləndirilməsi üçün əsaslı şəkildə başa düşməyi zəruri edir.
