Какво е BPFO? Обяснение на честотата на преминаване на топката и външната халка • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори Какво е BPFO? Обяснение на честотата на преминаване на топката и външната халка • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори

Какво е BPFO? Честота на подаване на топката. Обяснение на външната част на пистата.

Публикувано от admin на

Разбиране на BPFO – Честота на подаване на топката Външно състезание

Определение: Какво е BPFO?

БПФО (Честота на подаване на топката, Външна скорост) е един от четирите основни честоти на повреди в лагерите Това показва скоростта, с която търкалящите елементи (сачми или ролки) преминават през дефект, разположен на външната обвивка на търкалящ лагер. Когато на външната обвивка има отчупване, пукнатина, вдлъбнатина или друг дефект, всеки търкалящ елемент удря дефекта, докато преминава, създавайки повтарящ се удар, който генерира вибрация на честотата на BPFO.

BPFO е най-диагностично важната честота на лагерите, тъй като дефектите на външния пръстен са най-често срещаният вид повреда на лагерите, представлявайки приблизително 40% от всички повреди на търкалящи лагери. Откриването на пикове на BPFO във вибрационните спектри позволява ранно идентифициране на проблеми с външния пръстен, преди да възникне повреда на лагера.

Математическо изчисление

Формула

BPFO се изчислява, като се използва геометрията на лагера и скоростта на вала:

  • BPFO = (N × n / 2) × [1 + (Bd/Pd) × cos β]

Променливи

  • N = Брой на търкалящите елементи (сачми или ролки) в лагера
  • n = Честота на въртене на вала (Hz) или скорост (RPM/60)
  • Bd = Диаметър на топката или ролката
  • Пд = Диаметър на стъпката (диаметър на окръжността през центровете на търкалящите елементи)
  • β = Ъгъл на контакт (обикновено 0° за радиални сачмени лагери, 15-40° за ъглов контакт)

Опростено приближение

За лагери с нулев ъгъл на контакт (β = 0°):

  • BPFO ≈ (N × n / 2) × [1 + Bd/Pd]
  • За типични лагери с Bd/Pd ≈ 0.2, това дава BPFO ≈ 0.6 × N × n
  • Емпирично правило: BPFO ≈ 60% от (брой топки × честота на вала)

Типични стойности

  • За лагери с 8-12 търкалящи елемента: BPFO обикновено 3-5× скорост на вала
  • Пример: 10-сачмен лагер при 1800 об/мин (30 Hz) → BPFO ≈ 107 Hz (3,6× скорост на вала)

Физически механизъм

Защо дефектите на външната раса генерират BPFO

Външният ролков лагер е неподвижен в повечето лагери, фиксиран в корпуса:

  1. Дефект (отчупване, вдлъбнатина) съществува на фиксирано място по външната обвивка
  2. Докато клетката се върти, тя носи търкалящи елементи около лагера
  3. Всеки търкалящ се елемент на свой ред преминава над мястото на дефекта
  4. Когато топката удари дефекта, се получава малък удар или “щракване”
  5. При N търкалящи елемента, дефектът се удря N пъти на оборот на клетката
  6. Тъй като клетката се върти с приблизително 0,4× скорост на вала и всяка топка удря веднъж на оборот на клетката, общата честота на удара = N × честота на клетката ≈ BPFO

Характеристики на удара

  • Всеки удар е кратък (микросекунди продължителност)
  • Въздействията са периодични с честота BPFO
  • Енергията на удара възбужда високочестотни резонанси в носещата конструкция
  • Повтарящата се природа създава ясни спектрални пикове

Вибрационен подпис в спектрите

В стандартния FFT спектър

  • Основен пик: На честота BPFO
  • Хармоници: При 2×BPFO, 3×BPFO, 4×BPFO (което показва тежестта на дефекта)
  • Странични ленти: Може да има ±1× странични ленти, ако външната обръчна тръба може да се завърти леко или поради вариация в зоната на натоварване
  • Амплитуда: Увеличава се с разпространението на дефекта

В обвивката на спектъра

  • Пикът на BPFO е много по-ясен и с по-висока амплитуда, отколкото при стандартното FFT
  • Хармоници, ясно показани
  • Възможно е ранно откриване (дефекти, откриваеми месеци по-рано)
  • По-малко смущения от нискочестотни вибрации

Типична амплитудна прогресия

  • Начално: 0,1-0,5 g (плик), едва доловими
  • Рано: 0,5-2 g, ясен BPFO пик с 1-2 хармоници
  • Умерено: 2-10 g, множество хармоници, появяват се странични ленти
  • Разширено: >10 g, множество хармоници, повишен шумов праг

Защо дефектите на външната раса са най-често срещани

Появите на повреди във външната раса преобладават поради няколко причини:

Концентрация на натоварване

  • При типична хоризонтална ориентация на вала, зоната на натоварване е отдолу
  • Външната състезателна тръба в долната част носи по-голямата част от натоварването
  • Постоянното натоварване на една и съща външна секция на ролката ускорява умората
  • Вътрешната секция се върти, разпределяйки натоварването по цялата обиколка

Напрежения при монтаж

  • Външният ринг, притиснат в корпуса, може да претърпи повреди при монтажа
  • Пресечните сглобки създават остатъчни напрежения
  • Неправилният монтаж (несъосност, накланяне) уврежда външната греда

Ефекти от замърсяване

  • Частици попадат в лагера през външната обръч
  • Замърсяването е концентрирано във външната зона на колелото
  • Частици, вградени в по-мек материал на външната обръчна ролка

Диагностично значение

Висока диагностична увереност

BPFO е един от най-надеждните диагностични показатели:

  • Честотата е прецизно изчислима и е уникална за всеки тип лагер
  • Малко вероятно е да се обърка с честотите на други машини
  • Ясен модел на прогресия с влошаване на дефекта
  • Добре разбрана връзка между амплитудата и размера на дефекта

Оценка на тежестта

  • Брой хармоници: Повече хармоници = по-напреднал дефект
  • Пикова амплитуда: По-висока амплитуда = по-голяма площ на дефекта
  • Присъствие на странична лента: Обширните странични ленти показват модулация, често от вариации в зоната на натоварване
  • Шумов праг: Повишеният шумов праг показва широко разпространено влошаване на повърхността

Връзка с други честоти на лагери

BPFO срещу BPFI

  • BPFI (вътрешна ролка) винаги с по-висока честота от BPFO за един и същ лагер
  • Типично съотношение: BPFI/BPFO ≈ 1,6-1,8
  • Ако и двете са налице, това показва множество дефекти (напреднала повреда)
  • BPFO е по-често срещана първоначално; BPFI може да се развие като вторично увреждане

Странични ленти при скорост 1×

  • Докато външната халка е неподвижна, е възможно леко движение
  • Хлабавото прилягане на лагера позволява на външната греда да се плъзга или завърта леко
  • Промяната в зоната на натоварване, докато роторът се върти в орбита, създава амплитудна модулация
  • Резултат от ±1× странични ленти около пика на BPFO

Практическа стратегия за мониторинг

Рутинно наблюдение

  • Месечен или тримесечен анализ на обвивката на всяко местоположение на лагера
  • Автоматично откриване и отчитане на тенденции в BPFO пиковете
  • Алармата е настроена на 2-3× базова амплитуда
  • Трендиране на исторически данни за прогнозиране на времето за повреда

Тестове за потвърждение

Когато се открие BPFO:

  • Проверете дали честотата съвпада с изчислената стойност (в рамките на ±5%)
  • Проверка за хармоници (2×BPFO, 3×BPFO)
  • Потърсете характерен модел на страничната лента
  • Сравнете с други лагери на същата машина (трябва да е уникално за дефектния лагер)
  • Увеличете честотата на мониторинг до седмичен или дневен

Откриването и мониторингът на BPFO представлява едно от най-успешните приложения на вибрационния анализ в прогнозната поддръжка, предотвратявайки повреди на лагери и позволявайки стратегии за подмяна, базирани на състоянието, които оптимизират както надеждността на оборудването, така и разходите за поддръжка.

← Обратно към основния индекс

Категории:
WhatsApp