¿Qué es FTF? Frecuencia Fundamental del Tren de Rodamientos • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, mulcheras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores. ¿Qué es FTF? Frecuencia Fundamental del Tren de Rodamientos • Equilibrador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el equilibrado dinámico de trituradoras, ventiladores, mulcheras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores.

¿Qué es la FTF? Frecuencia Fundamental del Tren de Rodamientos

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Comprensión de la FTF: Frecuencia Fundamental del Tren

Definición: ¿Qué es FTF?

FTF La frecuencia fundamental del tren de engranajes (también llamada frecuencia de la jaula o frecuencia de retención) es una de las cuatro frecuencias fundamentales. frecuencias de falla de los cojinetes, que representa la velocidad de rotación de la jaula del rodamiento (también llamada separador o retenedor) que mantiene los elementos rodantes en su posición y mantiene su separación. La jaula orbita alrededor del rodamiento, transportando consigo los elementos rodantes, y completa una revolución en el tiempo que tardan todos los elementos rodantes en dar una vuelta completa al rodamiento.

La FTF es la más baja de las cuatro frecuencias de los rodamientos, generalmente entre 0,35× y 0,48× la velocidad del eje (subsíncrona). Si bien es la menos utilizada para la detección de defectos (los defectos en la jaula son raros), la FTF desempeña un papel importante como frecuencia de modulación que crea bandas laterales en torno a otras frecuencias de fallos de rodamientos, particularmente BSF.

Cálculo matemático

Fórmula

El FTF se calcula utilizando la geometría del rodamiento y la velocidad del eje:

  • FTF = (n / 2) × [1 – (Bd/Pd) × cos β]

Variables

  • n = Frecuencia de rotación del eje (Hz) o velocidad (RPM/60)
  • Bd = Diámetro de la bola o del rodillo
  • Pd = Diámetro de paso (diámetro del círculo que pasa por los centros de los elementos rodantes)
  • β = Ángulo de contacto

Forma simplificada

Para rodamientos con ángulo de contacto cero (β = 0°):

  • FTF ≈ (n / 2) × [1 – Bd/Pd]
  • Para cojinetes típicos con Bd/Pd ≈ 0,2, esto da como resultado FTF ≈ 0,4 × n
  • Regla general: FTF típicamente 0,4× velocidad del eje (40% de frecuencia del eje)

Rango típico

  • El FTF suele ser de 0,35 a 0,48 veces la velocidad del eje, dependiendo de la geometría del rodamiento.
  • Ejemplo: 1800 RPM (30 Hz) → FTF ≈ 12 Hz (0,4× velocidad del eje)
  • Siempre subsincrónico (menos de 1× la velocidad de funcionamiento)
  • La más baja de las cuatro frecuencias de rodamiento

Importancia física

Movimiento de jaula

La rotación de la jaula está determinada por los elementos rodantes:

  • Los elementos rodantes giran (sin deslizamiento) entre las pistas interior y exterior.
  • La jaula se mueve a la velocidad media de los centros de los elementos rodantes.
  • La velocidad es aproximadamente el punto medio entre la pista exterior estacionaria (0) y la pista interior giratoria (velocidad del eje).
  • Por lo tanto, la jaula gira a una velocidad de eje de aproximadamente 40%.

Función de la jaula

  • Espaciado: Mantiene una separación uniforme entre los elementos rodantes
  • Guía: Mantiene los elementos rodantes en la trayectoria orbital correcta
  • Lubricación: Puede ayudar a distribuir el lubricante
  • Evita el contacto: Evita que los elementos rodantes se toquen entre sí.

Cuándo aparece FTF en los espectros de vibración

Defectos directos de la jaula

Los picos FTF primarios aparecen cuando la propia jaula está defectuosa:

  • Jaula rota: Estructura de jaula fracturada o agrietada
  • Bolsillos desgastados: Exceso de espacio libre entre la jaula y los elementos rodantes
  • Frotamiento de la jaula: Jaula que contacta con razas o focas
  • Frecuencia: Pico FTF directo con armónicos
  • Rareza: Los defectos que afectan únicamente a la jaula son poco comunes (< 5% de fallos)

Como modulación de banda lateral (más común)

FTF aparece más comúnmente como un espaciado de banda lateral alrededor de BSF:

  • Cuando existe un defecto en el elemento rodante (BSF activo)
  • La severidad del impacto de la bola defectuosa varía a medida que orbita.
  • La variación se produce en la frecuencia orbital de la jaula (FTF).
  • Crea bandas laterales: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, BSF ± 3×FTF
  • Patrón de diagnóstico para defectos en elementos rodantes

En inestabilidad de cojinetes

  • Pueden producirse vibraciones subsíncronas por inestabilidad inducida por los cojinetes cerca del FTF.
  • Puede indicar una precarga inadecuada o problemas de holgura en los cojinetes.
  • Se distingue de los defectos de jaula por características diferentes (continuas frente a impactantes).

Diagnóstico de defectos en la jaula

Síntomas de problemas en la jaula

  • Pico en la frecuencia FTF en espectro de vibración
  • Armónicos a 2×FTF, 3×FTF, etc.
  • A menudo de amplitud errática o variable
  • Puede ir acompañado de ruidos audibles (chasquidos o traqueteos).
  • A veces visible en la forma de onda temporal como impactos periódicos

Causas de defectos en las jaulas

  • Lubricación inadecuada: Lubricación inadecuada que provoca desgaste de la jaula
  • Operación de alta velocidad: Fuerzas centrífugas excesivas sobre la jaula
  • Contaminación: Partículas que dañan el material de la jaula o los bolsillos
  • Calentamiento excesivo: Deformación térmica o ablandamiento del material de la jaula
  • Fatiga: Fatiga de alto ciclo en secciones delgadas de la jaula
  • Daños durante la instalación: La jaula se dobló o dañó durante el montaje.

Importancia práctica

Como marcador diagnóstico

El principal valor diagnóstico de la FTF es el espaciado de bandas laterales:

  • 1× Bandas laterales: Indicar defectos en la pista interna (modulación por rotación del eje)
  • Bandas laterales FTF: Indicar defectos en los elementos rodantes (modulación por movimiento orbital de la jaula)
  • Reconocimiento de patrones: El espaciado de la banda lateral identifica inmediatamente el tipo de defecto.
  • Diagnóstico avanzado: La comprensión de la FTF permite una correcta interpretación de los espectros de rodamientos complejos.

En diagnósticos automatizados

  • Los analizadores de vibraciones modernos calculan automáticamente las cuatro frecuencias.
  • El software identifica picos en BPFO, BPFI, BSF y FTF.
  • Detección automática de bandas laterales utilizando FTF y 1× como criterios de búsqueda
  • La gravedad se evaluó en función de la amplitud y el contenido armónico.

Relación con otras frecuencias de rodamiento

Jerarquía de frecuencia

Las cuatro frecuencias de rodamiento en orden de magnitud:

  • Más bajo: FTF (0,4× velocidad del eje)
  • Bajo-Medio: BSF (2-3 veces la velocidad del eje)
  • Medio: BPFO (3-5 veces la velocidad del eje)
  • Más alto: BPFI (5-7 veces la velocidad del eje)

Relaciones matemáticas

  • Las cuatro frecuencias están relacionadas a través de la geometría del rodamiento.
  • El conocimiento de una frecuencia y un tipo de rodamiento permite calcular los demás.
  • Las relaciones entre frecuencias permanecen constantes para un modelo de rodamiento dado.
  • Proporciona verificación cruzada del diagnóstico

La FTF, si bien es la frecuencia de falla más baja y la menos observada directamente entre las frecuencias de falla de los rodamientos, desempeña un papel crucial en el diagnóstico de rodamientos. Su función como frecuencia de modulación para defectos en los elementos rodantes y su potencial como indicador de problemas en la jaula hacen que la comprensión de la FTF sea esencial para una evaluación completa y precisa del estado del rodamiento.

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