Co je BSF? Frekvence otáčení kuliček v diagnostice ložisek • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů Co je BSF? Frekvence otáčení kuliček v diagnostice ložisek • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů

Co je BSF? Frekvence otáčení kuliček v diagnostice ložisek

Publikováno uživatelem admin dne

Pochopení BSF – frekvence rotace míče

Definice: Co je BSF?

BSF (Frekvence otáčení kuličky, nazývaná také frekvence otáčení valivého tělesa) je jednou ze čtyř základních frekvence poruch ložisek která představuje rychlost otáčení valivého tělesa (kuličky nebo válečku) otáčejícího se kolem své vlastní osy. Pokud má valivý těleso povrchovou vadu, jako je odlupování, trhlina nebo vměstek, tato vada dvakrát za otáčku valivého tělesa narazí na vnitřní i vnější kroužek, čímž vznikají periodické rázy s frekvencí BSF.

BSF je nejméně často pozorovaná ze čtyř frekvencí ložisek, protože vady valivých těles jsou relativně vzácné ve srovnání s vadami valivých těles a představují pouze asi 10-15% poruch ložisek. Pokud je však přítomna, BSF vytváří charakteristický a komplexní vibrace podpis, který lze identifikovat pečlivou kontrolou analýza vibrací.

Matematický výpočet

Vzorec

BSF se vypočítá s použitím geometrie ložiska a otáček hřídele:

  • BSF = (Pd / 2×Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)² × cos² β]

Proměnné

  • Pd = Průměr rozteče (průměr kružnice procházející středem valivých těles)
  • Bd = Průměr kuličky nebo válečku
  • n = Frekvence otáčení hřídele (Hz) nebo otáčky (ot./min./60)
  • β = Kontaktní úhel

Zjednodušená forma

Pro ložiska s nulovým kontaktním úhlem (β = 0°):

  • BSF ≈ (Pd / 2×Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)²]
  • Pro typická ložiska s Bd/Pd ≈ 0,2 to dává BSF ≈ 2,4 × n
  • Empirické pravidlo: BSF obvykle 2–3× otáčky hřídele

Typické hodnoty

  • BSF se obvykle pohybuje od 1,5× do 3× otáček hřídele
  • Nižší než oba BPFI a BPFO
  • Vyšší než Ztracený bojovník (frekvence klece)
  • Příklad: Ložisko při 1800 ot./min (30 Hz) → BSF ≈ 71 Hz (2,4× otáčky hřídele)

Fyzikální mechanismus

Rotace valivého tělesa

Pochopení BSF vyžaduje vizualizaci pohybu valivého tělesa:

  1. Valivý element obíhá kolem ložiska s klecovou frekvencí (~0,4× otáčky hřídele)
  2. Současně se otáčí kolem své vlastní osy v BSF
  3. Rychlost rotace závisí na poměru průměru rozteče k průměru kuličky
  4. Každá kompletní rotace přivede defekt do kontaktu s oběma závody

Dvojitý úder na otáčku

Vada na valivém tělese vytváří jedinečný vzor:

  • První dopad: Závada postihuje vnitřní kroužek
  • Půl revoluce později: Stejná vada (nyní otočená o 180°) zasahuje vnější kroužek
  • Výsledek: Dva nárazy na otáčku kuličky = 2×BSF
  • Skutečná pozorovaná frekvence: Často se vyskytují vrcholy jak na BSF, tak na 2×BSF

Modulace frekvencí klece

Další složitost vyplývá z orbitálního pohybu valivého tělesa:

  • Defektní koule prochází zátěžovou zónou jednou za otáčku klece
  • Závažnost nárazu modulovaná zatížením (vysoká v zóně zatížení, nízká jinde)
  • Vytváří postranní pásma na Ztracený bojovník (frekvenční rozteč klece)
  • Postranní pásmový diagram: BSF ± n×FTF, kde n = 1, 2, 3…

Vibrační podpis

Spektrální charakteristiky

  • Primární vrchol: Na frekvenci BSF nebo 2×BSF
  • Postranní pásma FTF: Rozmístěno v intervalech klece s frekvencí (na rozdíl od 1× postranních pásem BPFI)
  • Více harmonických: 2×BSF, často přítomno 3×BSF
  • Složitý vzor: Složitější než vzorce rasových vad
  • Proměnná amplituda: Může se mezi měřeními výrazně lišit, protože se mění poloha defektní koule v zóně zatížení

Obálkové spektrum

Analýza obálky je obzvláště důležité pro detekci BSF:

  • Vrcholy BSF jsou v obálce často jasnější než u standardní FFT
  • Struktura postranního pásma FTF je viditelnější
  • Včasná detekce možná předtím, než jsou vrcholy viditelné ve standardním spektru

Proč jsou vady valivých těles méně časté

Několik faktorů způsobuje, že vady valivých těles jsou relativně vzácné:

Rozložení zatížení

  • Valivé elementy se otáčejí, rozkládají zatížení a opotřebení po celém povrchu
  • Závody (zejména vnější závod) mají koncentrované zóny zatížení
  • Rovnoměrnější rozložení napětí zpomaluje únavu valivých těles

Kvalita výroby

  • Kuličky a válečky obvykle procházejí nejvyšší kontrolou kvality
  • Tvrdší materiál a lepší povrchová úprava než kroužky v mnoha ložiskách
  • Menší pravděpodobnost materiálových vad

Stresové vzorce

  • Valivé kontaktní napětí rozložené po povrchu
  • Rasy zažívají vyšší maximální Hertzovy kontaktní napětí
  • Hrany a rohy závodů náchylnější ke koncentraci stresu

Diagnostické výzvy

Složitost

  • Podpis BSF je složitější než defekty rasy kvůli postranním pásmům FTF
  • Může být zaměněno s frekvencemi jiných strojů
  • Proměnná amplituda ztěžuje sledování trendů
  • Více defektních koulí vytváří překrývající se podpisy

Obtížnost detekce

  • Vrcholy BSF někdy mají nižší amplitudu než vrcholy defektů rasy pro podobné velikosti defektů
  • Frekvence se může pohybovat v rozmezí s jinými strojními součástmi
  • Vyžaduje zkušenosti k rozlišení vzorců BSF od rasových vad

Praktická diagnostika

Kroky potvrzení

  1. Vypočítejte BSF: Ze specifikací ložisek
  2. Hledejte vrchol BSF: Spektrum obálky vyhledávání na vypočítané frekvenci
  3. Zkontrolujte 2×BSF: Často silnější než základní BSF
  4. Ověření postranních pásem FTF: Hledejte postranní pásma s roztečí klecových frekvencí (NE roztečí 1×)
  5. Variabilita amplitudy: Amplituda BSF se může mezi měřeními lišit (charakteristika defektů koule)
  6. Odstranění: Před uzavřením BSF vyloučit BPFI a BPFO

Když se více míčků odchýlí

  • Více defektních koulí vytváří složité překrývající se vzory
  • Vrcholy BSF se mohou rozšiřovat nebo vykazovat více blízkých frekvencí
  • Indikuje pokročilé opotřebení ložiska
  • Doporučuje se okamžitá výměna

Příčiny a prevence

Časté příčiny vad valivých těles

  • Obsah materiálu: Vnitřní dutiny nebo cizí materiál v kuličce/válečku
  • Poškození při instalaci: Brinelling způsobený nárazy během manipulace
  • Kontaminace: Tvrdé částice zapíchnuté do povrchu koule nebo poškozené
  • Elektrické poškození: Elektrický proud procházející ložiskem vytváří důlky
  • Falešný Brinelling: Trápení vibracemi při stání
  • Koroze: Vlhkost nebo chemické napadení vytvářející povrchové důlky

Preventivní strategie

  • Používejte vysoce kvalitní ložiska od renomovaných výrobců
  • Pečlivé zacházení během instalace
  • Efektivní kontrola kontaminace (těsnění, čisté prostředí)
  • Správné mazání zabraňuje korozi
  • Elektrická izolace pro motory s frekvenčními měniči
  • Izolace vibrací během skladování a přepravy

I když se BSF vyskytuje méně často než BPFO nebo BPFI, pochopení jeho charakteristik umožňuje kompletní diagnostiku ložisek. Charakteristický vzorec postranního pásma FTF a potenciál rychlého postupu po detekci činí z BSF důležitou součást komplexních programů monitorování stavu ložisek.

← Zpět na hlavní index

Kategorie:
WhatsApp