Разбиране на FTF — основна честота на сепаратора
чуждестранен тероризъм (Основна честота на сепаратора — наричана още честота на клетката или честота на държача) е една от четирите основни честоти на дефектите в лагерите. Тя представлява честотата на въртене на сепаратора на лагера (разделителя или държача, който задържа търкалящите се елементи на място и ги поддържа равномерно разположени). Сепараторът обикаля около лагера заедно с търкалящите се елементи и извършва едно завъртане за времето, необходимо на целия комплект търкалящи елементи да обиколи веднъж каналите. FTF е най-ниската от четирите лагерни честоти — обикновено 0,35× до 0,48× скоростта на вала, и следователно винаги субсинхронен. Въпреки че дефектите на самия сепаратор са редки, FTF е важна за диагностиката като честота на модулация, която създава странични ленти около останалите честоти на лагерите, по-специално ЧСФ.
1. Определение: Какво означава FTF
Всеки лагер с търкалящи се елементи има клетка, която задържа сачмите или ролките в джобове и ги направлява по пръстеновидното пространство между вътрешната и външната пътека. Когато вътрешната пътека се върти заедно с вала, тя увлича търкалящите се елементи, а клетката се движи с тяхната обща орбитална скорост. Тъй като тази орбитална скорост е приблизително средната стойност между неподвижната външна пътека (нула) и въртящата се вътрешна пътека (скоростта на вала), клетката се движи само с около 40% от скоростта на вала. Тази орбитална скорост е основната честота на сепаратора — най-бавният и плавен ритъм в лагера, но именно той е в основата на диагностиката на дефектите при търкалящите лагери.
2. Математически изчисления
Формула
FTF се изчислява въз основа на геометрията на лагера и скоростта на вала. Строго погледнато, това е скоростта на клетката, наблюдавана от гледна точка на въртящата се вътрешна пръстенна повърхност; при неподвижна външна пръстенна повърхност и въртяща се вътрешна пръстенна повърхност тя е:
FTF = (n / 2) × [1 − (Bd / Pd) × cos β]
Променливи
- n = честота на въртене на вала в херци (т.е. об./мин. ÷ 60).
- Bd = диаметър на топката или ролката.
- Пд = диаметър на стъпката (диаметърът на окръжността, минаваща през центровете на търкалящите се елементи).
- β = ъгъл на смачкване.
Опростена форма
За лагери с ъгъл на контакт, равен на нула (β = 0°, cos β = 1):
- FTF ≈ (n / 2) × [1 − Bd / Pd]
- За типичен лагер с Bd/Pd ≈ 0,2 това дава FTF ≈ 0,4 × n.
- Общоприето правило: FTF е около 0,4× скоростта на вала — 40% от честотата на вала.
Типичен диапазон
- FTF обикновено варира между 0,35× и 0,48× от скоростта на вала, в зависимост от геометрията.
- Пример: при 1800 об./мин (30 Hz), FTF ≈ 12 Hz (0,4× скоростта на вала).
- Тя винаги работи в субсинхронен режим (под 1× работна скорост).
- Това е най-ниската от четирите честоти на лагерните повреди.
Тези изчисления са част от всяко проучване на дефекти в лагерите; а калкулатор за честотата на дефектите в лагерите изчислява FTF заедно с BPFO, BPFI и BSF директно въз основа на геометрията, което е значително по-бързо и по-малко податливо на грешки, отколкото ръчното изчисляване на формулата за всеки лагер на машината.
3. Физическо значение
Движение на клетката
Въртенето на сачмената клетка се определя от ролковите елементи, които тя съдържа:
- Ролковите елементи се въртят без да се плъзгат между вътрешния и външния пръстен.
- Клетката се движи със средната скорост на центровете на търкалящите се елементи.
- Тази скорост е приблизително средната стойност между неподвижния външен пръстен (0) и въртящия се вътрешен пръстен (скоростта на вала).
- Следователно клетката се върти с около 40 % от скоростта на вала.
Именно това леко отклонение от идеалното съотношение 0,5× — както и фактът, че при реалните клетки може да възникне леко приплъзване — е причината FTF да е нерационално спрямо скоростта на движение и никога да не достига точна хармоника.
Функция на клетката
- Разстояние: поддържа равномерно разстояние между търкалящите се елементи.
- Водене: поддържа всеки ролков елемент в правилната му орбитална траектория.
- Смазване: може да спомогне за разпределянето на смазката в лагера.
- Разделяне: предотвратява триенето на съседните търкалящи се елементи един срещу друг.
4. Когато FTF се появява във вибрационните спектри
Директни дефекти на клетката
Основен FTF-връх се появява, когато самата клетка е повредена:
- Счупена клетка: счупена или напукана конструкция на клетката.
- Worn pockets: прекалено голям зазор между сачмената клетка и търкалящите се елементи.
- Триене на клетката: клетката, която е в контакт с пръстените или уплътненията.
- Честота: пряк FTF пик, често придружен от хармоници.
- Рядкост: Дефектите, свързани единствено с клетката, са рядкост и съставляват по-малко от около 5 % от повредите на лагерите.
Като странична лентова модулация (по-често срещаната роля)
Много по-често FTF се проявява като разстояние между страничните ленти около BSF, а не като самостоятелен пик:
- При наличие на дефект в ролковия елемент функцията BSF се активира.
- Силата на удара на дефектната топка се увеличава и намалява, докато тя се движи в и извън зоната на натоварване.
- Тази вариация се проявява при орбиталната честота на клетката — FTF.
- В резултат се получават странични ленти при BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, BSF ± 3×FTF и т.н.
- Този модел представлява надежден диагностичен белег за дефекти в ролковите елементи и се изяснява чрез анализ на обвивката.
При нестабилност на лагера
- В близост до FTF могат да възникнат субсинхронни вибрации, причинени от нестабилност на лагерите.
- Това може да сочи към недостатъчност preload or excessive хлабина на лагера.
- Той се различава от истински дефект на клетката по своя характер — той е непрекъснат и широколентов, а не се проявява като дискретни, повтарящи се удари при увредена клетка.
5. Диагностика на дефекти в клетките
Симптоми на проблеми с клетката
- Върхът на честотата на FTF в вибрационен спектър.
- Хармоници при 2×FTF, 3×FTF и по-високи честоти.
- Амплитуда, която често е неравномерна или променлива, а не постоянна.
- В много случаи се чува ясно щракване или тракане.
- Периодични въздействия, които понякога се забелязват в времева форма на сигнала.
Причини за дефекти в клетката
- Неправилно смазване: недостатъчно смазване, което води до износване на сачмената клетка.
- Работа при висока скорост: прекомерна центробежна сила върху клетките.
- Замърсяване: частици, които увреждат материала на клетката или нейните джобове.
- Прегряване: термично деформиране или омекване на материала, от който е изработена клетката.
- Умора: high-cycle умора в тънките части на клетката.
- Повреда при монтажа: клетка, която се е изкривила или ударила по време на монтажа.
6. Практическо значение и връзка с останалите честоти на лагерите
FTF като диагностичен маркер
Основната практическа полза от FTF се състои в разстоянието, което налага между страничните ленти:
- 1× sidebands: посочват дефекти във вътрешността на вала (модулация чрез въртене на вала при преминаване на дефекта през зоната на натоварване).
- FTF sidebands: посочват дефекти в ролковите елементи (модулация, причинена от орбиталното движение на каретката).
- Разпознаване на образи: Само разстоянието между страничните ленти често позволява да се определи типа на дефекта с един поглед.
- Разширена диагностика: Разбирането на FTF е това, което позволява на анализатора правилно да интерпретира иначе объркващия лагерен спектър.
В Автоматизирана диагностика
- Съвременните анализатори изчисляват автоматично и четирите честоти на лагера въз основа на модела на лагера.
- Софтуерът отбелязва пикове при BPFO, BPFI, BSF и FTF.
- При автоматичното откриване на странични ленти се използват FTF и 1× като интервали на търсене.
- Степента на сериозност се определя въз основа на пиковата амплитуда и хармоничното съдържание.
Честотна йерархия
Четирите честоти на лагерите, подредени по възходящ ред на величина:
- Най-ниска: FTF (≈ 0,4× скоростта на вала).
- Low–medium: ЧСФ (≈ 2–3 пъти скоростта на вала).
- Среден: БПФО (≈ 3–5 пъти скоростта на вала).
- Най-висока: БПФИ (≈ 5–7 пъти скоростта на вала).
Математически зависимости
- И четирите честоти произтичат от една и съща геометрия на лагера.
- Ако знаете една честота и типа на антената, можете да изчислите останалите.
- Съотношенията между тях са фиксирани за даден модел лагер, което осигурява вградена кръстосана проверка.
- Забележително е, че при лагер с Z търкалящи се елементи, BPFO + BPFI = Z × скоростта на вала и BPFO = Z × FTF — това са полезни равенства за проверка на верността на диагнозата.
На място тези честоти са полезни само ако вашият уред може да ги отчете ясно при действителната работна скорост на машината. Преносим двуканален анализатор като Balanset-1A записва спектъра и времевата крива директно в самите лагери на машината, така че бавният FTF ритъм и генерираното от него семейство странични ленти BSF ± FTF могат да бъдат разпознати на място — и когато основният проблем се окаже прекомерно дисбаланс претоварване на лагера, а не истински дефект на клетката, това може да бъде коригирано веднага на място. калкулатор за честотата на дефектите в лагерите и насложете прогнозните линии за FTF, BSF, BPFO и BPFI.
Следователно FTF може и да е най-ниската и най-рядко наблюдаваната честота при лагерите, но това съвсем не означава, че е маловажна. Ролята ѝ като честота на модулация за дефекти в търкалящите се елементи, както и фактът, че понякога сигнализира за реални проблеми с клетката, правят доброто познаване на FTF от съществено значение за пълна и точна оценка на състоянието на лагера.
