Kostenloses Ingenieurwerkzeug #035
Lagerfehlerhäufigkeitsrechner
Berechnen Sie BPFO, BPFI, BSF und FTF aus der Lagergeometrie und der Wellendrehzahl. Berücksichtigt 2- und 3-Harmonische für die Schwingungsdiagnostik.
Ergebnisse
Tabelle der Harmonischen
| Frequenz | 1× (Hz) | 1× (Ordnung) | 2× (Hz) | 2× (Ordnung) | 3× (Hz) | 3× (Ordnung) |
|---|
Häufigkeit von Lagerdefekten
Wenn ein Wälzlager einen lokalen Defekt aufweist, erzeugt der wiederholte Stoß charakteristische Frequenzen, die von der Lagergeometrie und der Wellendrehzahl abhängen. Die vier grundlegenden Defektfrequenzen sind:
Käfig-Grundfrequenz (FTF)
Die Rotationsfrequenz des Käfigs. Ein erhöhter FTF-Wert deutet auf Verschleiß oder Beschädigung des Käfigs hin.
Wälzkörperpassfrequenz – Außenring (BPFO)
Die Frequenz, mit der Wälzkörper einen Punkt auf der Außenringlaufbahn passieren. Spitzen nahe BPFO können die Diagnose eines Außenringschadens stützen, ihr Auftreten und ihre Amplitude hängen jedoch von Lastzone, Übertragungsweg, Schlupf und Messposition ab.
Wälzkörperpassfrequenz — Innenring (BPFI)
Die Frequenz, mit der die Wälzkörper einen bestimmten Punkt auf dem Innenring passieren. Fehler am Innenring zeigen typischerweise Seitenbänder bei Wellendrehzahlen um den BPFI-Wert.
Wälzkörperdrehfrequenz (BSF)
Die Rotationsfrequenz eines Wälzkörpers um seine eigene Achse. Wälzkörperdefekte treten häufig bei der doppelten BSF auf, da der Defekt pro Umdrehung beide Laufbahnen berührt.
Hinweis: Diese kinematischen Formeln setzen reines Rollen ohne Schlupf voraus. Tatsächliche Frequenzen können sich durch Last, Lagerluft, Schmierung, Drehzahl und Schlupf verschieben; verwenden Sie die berechneten Werte als Suchmarker und nicht als eindeutigen Schadensnachweis.
Praktisches Beispiel
Gegeben: Z = 9, BD = 7,94 mm, PD = 38,5 mm, α = 0°, U/min = 1500
Wellenfrequenz = 1500/60 = 25 Hz
BD/PD = 0,2062, cos(0°) = 1
FTF = 25/2 × (1 − 0,2062) = 9,92 Hz
BPFO = 9/2 × 25 × (1 − 0,2062) = 89.30 Hz
BPFI = 9/2 × 25 × (1 + 0,2062) = 135.70 Hz
BSF = (38,5/(2×7,94)) × 25 × (1 − 0,2062²) = 58.03 Hz
⚠️ Hinweis: Verwenden Sie für die genaue Lagervariante die Innengeometrie und den Kontaktwinkel des Lagerherstellers. Leiten Sie Kontaktwinkel oder Wälzkörperabmessungen nicht allein aus der Bezeichnung ab.
Wälzlager-Schadensfrequenzen sind charakteristische Schwingungsfrequenzen, die entstehen, wenn ein Wälzlager einen lokalen Defekt aufweist. Jede Lagerkomponente — Außenring, Innenring, Wälzkörper und Käfig — erzeugt ein eindeutiges Frequenzmuster auf Basis der Lagergeometrie und der Wellendrehzahl.
Die vier wichtigsten Frequenzen sind: BPFO (Überrollfrequenz Außenring), BPFI (Überrollfrequenz Innenring), BSF (Wälzkörper-Rotationsfrequenz) und FTF (Käfig-Grundfrequenz).
Ein Außenringdefekt kann Spektralkomponenten nahe der BPFO und ihren Harmonischen erzeugen. FTF- oder andere Seitenbänder können ebenfalls auftreten, da Last, Schlupf und Modulation das Signal beeinflussen.
Eine Frequenzübereinstimmung allein ist kein Beweis. Bestätigen Sie den Befund durch Hüllkurvenanalyse, Trends, Betriebsbedingungen und den Inspektionskontext.
Außenringdefekte werden im Bereich der BPFO untersucht, Innenringdefekte im Bereich der BPFI. Eine Modulation mit der Wellendrehzahl tritt häufig um die BPFI auf, während die BPFO auch FTF- oder andere Seitenbänder zeigen kann.
Interpretieren Sie beide Muster zusammen mit Last, Messposition, Hüllkurvenspektrum und Trends.
Harmonische und Seitenbänder können eine Lagerschadenshypothese stützen, ihre Anzahl allein ist jedoch keine universelle Schweregradskala oder Restlebensdauerberechnung.
Bewerten Sie Amplituden und Trends zusammen mit Hüllkurvenspektren, Grundrauschen, Betriebszustand und ergänzenden Messungen.
Verwenden Sie Geometriedaten des Lagerherstellers oder einer verifizierten Lagerdatenbank für die genaue Bezeichnung und das Nachsetzzeichen der Innenkonstruktion.
Bohrungs- und Außendurchmesser legen Wälzkörperdurchmesser, Teilkreisdurchmesser oder Druckwinkel nicht eindeutig fest. Wenn keine genaue Geometrie vorliegt, geben Sie die berechneten Frequenzen als Schätzwert an und gleichen Sie sie mit gemessenen Spektren ab; stellen Sie abgeleitete Geometrien nicht als Herstellerdaten dar.
Die auf dieser Seite beschriebenen Verfahren wurden vom Vibromera-Team entwickelt und im Praxiseinsatz getestet, unter Verwendung des Balanset-1A, eines tragbaren Zweikanal-Auswuchtgeräts und Schwingungsanalysators für die Vor-Ort-Rotorauswuchtung.
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