Κατανόηση του BSF – Συχνότητα περιστροφής μπάλας

Συσκευές

Φορητή ζυγαριά και αναλυτής κραδασμών Balanset-1A

$2,358.31

Ανταλλακτικά

Αισθητήρας δόνησης

$107.47

Ανταλλακτικά

Οπτικός αισθητήρας (στροφόμετρο λέιζερ)

$148.07

Συσκευές

Balanset-4

$8,123.32

Ανταλλακτικά

Μαγνητική βάση μεγέθους 60-kgf

$54.93

Ανταλλακτικά

Αντανακλαστική ταινία

$11.94

Συσκευές

Δυναμικός εξισορροπιστής "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Ορισμός: Τι είναι το BSF;

BSF (Η συχνότητα περιστροφής της μπάλας, που ονομάζεται επίσης συχνότητα περιστροφής του κυλιόμενου στοιχείου) είναι μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις συχνότητες σφάλματος ρουλεμάν που αντιπροσωπεύει την ταχύτητα περιστροφής ενός κυλιόμενου στοιχείου (σφαίρας ή κυλίνδρου) που περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του. Όταν ένα κυλιόμενο στοιχείο έχει ένα επιφανειακό ελάττωμα, όπως θρυμματισμό, ρωγμή ή εγκλεισμό, το ελάττωμα επηρεάζει τόσο τον εσωτερικό όσο και τον εξωτερικό δακτύλιο δύο φορές ανά περιστροφή του κυλιόμενου στοιχείου, δημιουργώντας περιοδικές κρούσεις στη συχνότητα BSF.

Η BSF είναι η λιγότερο συχνά παρατηρούμενη από τις τέσσερις συχνότητες ρουλεμάν, επειδή τα ελαττώματα των στοιχείων κύλισης είναι σχετικά σπάνια σε σύγκριση με τα ελαττώματα του κυλινδρικού ρουλεμάν, αντιπροσωπεύοντας μόνο περίπου 10-15% αστοχιών ρουλεμάν. Ωστόσο, όταν υπάρχει, η BSF παράγει μια διακριτική και πολύπλοκη δόνηση υπογραφή που μπορεί να αναγνωριστεί με προσεκτική ανάλυση κραδασμών.

Μαθηματικός Υπολογισμός

Τύπος

Το BSF υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τη γεωμετρία του ρουλεμάν και την ταχύτητα του άξονα:

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

Μεταβλητές

• Πδ = Διάμετρος βήματος (διάμετρος κύκλου που διέρχεται από τα κέντρα των κυλιόμενων στοιχείων)
• Bd = Διάμετρος μπάλας ή κυλίνδρου
• n = Συχνότητα περιστροφής άξονα (Hz) ή ταχύτητα (RPM/60)
• β = Γωνία επαφής

Απλοποιημένη Μορφή

Για ρουλεμάν μηδενικής γωνίας επαφής (β = 0°):

• BSF ≈ (Pd / 2×Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)²]
• Για τυπικά ρουλεμάν με Bd/Pd ≈ 0,2, αυτό δίνει BSF ≈ 2,4 × n
• Κανόνας εμπειρικής εφαρμογής: BSF συνήθως 2-3 × ταχύτητα άξονα

Τυπικές τιμές

• Η BSF συνήθως κυμαίνεται από 1,5× έως 3× ταχύτητα άξονα
• Χαμηλότερο και από τα δύο BPFI και BPFO
• Υψηλότερο από FTF (συχνότητα κλουβιού)
• Παράδειγμα: Ρουλεμάν στις 1800 σ.α.λ. (30 Hz) → BSF ≈ 71 Hz (2,4× ταχύτητα άξονα)

Φυσικός Μηχανισμός

Περιστροφή στοιχείου κύλισης

Η κατανόηση του BSF απαιτεί την οπτικοποίηση της κίνησης του κυλιόμενου στοιχείου:

1. Το κυλινδρικό στοιχείο περιστρέφεται γύρω από το ρουλεμάν με συχνότητα κλωβού (~0,4× ταχύτητα άξονα)
2. Ταυτόχρονα, περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του στο BSF
3. Ο ρυθμός περιστροφής εξαρτάται από την αναλογία της διαμέτρου του βήματος προς τη διάμετρο της μπάλας
4. Κάθε πλήρης περιστροφή φέρνει το ελάττωμα σε επαφή και με τις δύο φυλές

Διπλή κρούση ανά περιστροφή

Ένα ελάττωμα σε ένα κυλιόμενο στοιχείο δημιουργεί ένα μοναδικό μοτίβο:

• Πρώτη Επίδραση: Το ελάττωμα πλήττει την εσωτερική φυλή
• Μισή Επανάσταση Αργότερα: Το ίδιο ελάττωμα (τώρα περιστραφμένο κατά 180°) επηρεάζει τον εξωτερικό δακτύλιο
• Αποτέλεσμα: Δύο κρούσεις ανά περιστροφή της μπάλας = 2×BSF
• Πραγματική παρατηρούμενη συχνότητα: Συχνά βλέπουμε κορυφές τόσο στο BSF όσο και στο 2×BSF

Διαμόρφωση με συχνότητα κλουβιού

Πρόσθετη πολυπλοκότητα προκύπτει από την τροχιακή κίνηση του κυλιόμενου στοιχείου:

• Η ελαττωματική μπάλα περνάει από τη ζώνη φόρτωσης μία φορά ανά περιστροφή του κλωβού
• Η σοβαρότητα της πρόσκρουσης διαμορφώνεται από τη φόρτιση (υψηλή στη ζώνη φόρτισης, χαμηλή αλλού)
• Δημιουργεί πλευρικές ζώνες σε FTF (συχνότητα κλουβιού) απόσταση
• Διάγραμμα πλευρικής ζώνης: BSF ± n×FTF, όπου n = 1, 2, 3…

Υπογραφή δόνησης

Χαρακτηριστικά φάσματος

• Κύρια Κορυφή: Σε συχνότητα BSF ή 2×BSF
• Πλευρικές ζώνες FTF: Σε διαστήματα συχνότητας κλουβιού (σε αντίθεση με τις πλευρικές ζώνες 1× του BPFI)
• Πολλαπλές Αρμονικές: 2×BSF, 3×BSF συχνά παρόντα
• Σύνθετο μοτίβο: Πιο περίπλοκο από τα μοτίβα φυλετικών ελαττωμάτων
• Μεταβλητό πλάτος: Μπορεί να διαφέρει σημαντικά μεταξύ των μετρήσεων καθώς αλλάζει η θέση της ελαττωματικής μπάλας στη ζώνη φόρτωσης

Φάσμα Φακέλου

Ανάλυση φακέλου είναι ιδιαίτερα σημαντικό για την ανίχνευση BSF:

• Οι κορυφές BSF είναι συχνά πιο καθαρές στην περιβάλλουσα από το τυπικό FFT.
• Η δομή πλευρικής ζώνης FTF είναι πιο ορατή
• Πρώιμη ανίχνευση δυνατή πριν από τις ορατές κορυφές στο τυπικό φάσμα

Γιατί τα ελαττώματα των στοιχείων κύλισης είναι λιγότερο συνηθισμένα

Αρκετοί παράγοντες καθιστούν τα ελαττώματα των στοιχείων κύλισης σχετικά σπάνια:

Κατανομή φορτίου

• Τα κυλιόμενα στοιχεία περιστρέφονται, κατανέμοντας το φορτίο και τη φθορά σε ολόκληρη την επιφάνεια
• Οι αγώνες (ειδικά οι εξωτερικοί αγώνες) έχουν συγκεντρωμένες ζώνες φορτίου
• Η πιο ομοιόμορφη κατανομή τάσεων καθυστερεί την κόπωση στα κυλιόμενα στοιχεία

Ποιότητα κατασκευής

• Οι μπάλες και οι κύλινδροι συνήθως λαμβάνουν τον υψηλότερο ποιοτικό έλεγχο
• Σκληρότερο υλικό και καλύτερο φινίρισμα επιφάνειας από τους δακτυλίους σε πολλά ρουλεμάν
• Λιγότερο πιθανό να έχουν ελαττώματα υλικού

Πρότυπα άγχους

• Κατανεμημένη τάση επαφής κύλισης στην επιφάνεια
• Οι φυλές βιώνουν υψηλότερες μέγιστες ερτζιανές τάσεις επαφής
• Οι άκρες και οι γωνίες των φυλών είναι πιο επιρρεπείς στη συγκέντρωση στρες

Διαγνωστικές Προκλήσεις

Περίπλοκο

• Η υπογραφή BSF είναι πιο περίπλοκη από τα ελαττώματα φυλής λόγω πλευρικών ζωνών FTF
• Μπορεί να συγχέεται με άλλες συχνότητες μηχανημάτων
• Το μεταβλητό πλάτος καθιστά την τάση πιο δύσκολη
• Πολλαπλές ελαττωματικές μπάλες δημιουργούν επικαλυπτόμενες υπογραφές

Δυσκολία ανίχνευσης

• Οι κορυφές BSF μερικές φορές έχουν μικρότερο πλάτος από τις κορυφές ελαττωμάτων φυλής για παρόμοια μεγέθη ελαττωμάτων.
• Η συχνότητα μπορεί να μειωθεί στο εύρος με άλλα εξαρτήματα μηχανημάτων
• Απαιτείται εμπειρία για τη διάκριση των μοτίβων BSF από τα ελαττώματα της φυλής

Πρακτική Διάγνωση

Βήματα επιβεβαίωσης

1. Υπολογίστε το BSF: Από τις προδιαγραφές των ρουλεμάν
2. Αναζητήστε την κορυφή BSF: Αναζήτηση φάσματος περιβλήματος στην υπολογισμένη συχνότητα
3. Ελέγξτε για 2×BSF: Συχνά ισχυρότερο από το θεμελιώδες BSF
4. Επαλήθευση πλευρικών ζωνών FTF: Αναζητήστε πλευρικές ζώνες σε απόσταση συχνότητας κλουβιού (ΟΧΙ απόσταση 1×)
5. Μεταβλητότητα πλάτους: Το πλάτος του BSF μπορεί να διαφέρει μεταξύ των μετρήσεων (χαρακτηριστικό των ελαττωμάτων της μπάλας)
6. Εξάλειψη: Αποκλείστε το BPFI και το BPFO πριν ολοκληρώσετε το BSF

Όταν Πολλαπλές Μπάλες Αποτυγχάνουν

• Πολλαπλές ελαττωματικές μπάλες δημιουργούν πολύπλοκα επικαλυπτόμενα μοτίβα
• Οι κορυφές BSF ενδέχεται να διευρυνθούν ή να εμφανίσουν πολλαπλές κοντινές συχνότητες.
• Υποδεικνύει προχωρημένη φθορά των ρουλεμάν
• Συνιστάται άμεση αντικατάσταση

Αιτίες και Πρόληψη

Συνήθεις αιτίες ελαττωμάτων στοιχείων κύλισης

• Περιλαμβάνονται υλικά: Εσωτερικά κενά ή ξένα υλικά σε μπάλα/κύλινδρο
• Ζημιά εγκατάστασης: Σμίκρυνση από κρούσεις κατά τον χειρισμό
• Μόλυνση: Σκληρά σωματίδια που ενσωματώνονται στην επιφάνεια της μπάλας ή καταστρέφουν την επιφάνεια
• Ηλεκτρική ζημιά: Ηλεκτρικό ρεύμα που σχηματίζει τόξο μέσω ρουλεμάν δημιουργώντας κοιλότητες
• Ψευδής Μπρινελίωση: Τραυματισμός από κραδασμούς ενώ είστε ακίνητοι
• Διάβρωση: Επίθεση υγρασίας ή χημικών ουσιών που δημιουργούν επιφανειακές κοιλότητες

Στρατηγικές πρόληψης

• Χρησιμοποιήστε ρουλεμάν υψηλής ποιότητας από αξιόπιστους κατασκευαστές
• Προσεκτικός χειρισμός κατά την εγκατάσταση
• Αποτελεσματικός έλεγχος μόλυνσης (σφραγίδες, καθαρό περιβάλλον)
• Η σωστή λίπανση αποτρέπει τη διάβρωση
• Ηλεκτρική μόνωση για κινητήρες με μονάδες VFD
• Απομόνωση κραδασμών κατά την αποθήκευση και την αποστολή

Ενώ το BSF συναντάται λιγότερο συχνά από το BPFO ή το BPFI, η κατανόηση των χαρακτηριστικών του επιτρέπει την πλήρη διάγνωση των ρουλεμάν. Το διακριτικό μοτίβο πλευρικής ζώνης FTF και η δυνατότητα ταχείας εξέλιξης μόλις ανιχνευθεί καθιστούν το BSF σημαντικό μέρος των ολοκληρωμένων προγραμμάτων παρακολούθησης της κατάστασης των ρουλεμάν.

---

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο