Laagrivigade sageduste mõistmine
Definitsioon: Mis on laagrite rikete sagedused?
Laagrivigade sagedused (nimetatakse ka laagridefektide sagedusteks või iseloomulikeks sagedusteks) on spetsiifilised vibratsioon sagedused, mis tekivad laagri veerelementide (kuulid või rullid) liikumisel üle defektide, näiteks pragude, killude või aukude laagrivõrudel või veerelementidel endil. Need sagedused on matemaatiliselt ennustatavad laagri geomeetria ja võlli pöörlemiskiiruse põhjal, muutes need hindamatuteks diagnostilisteks näitajateks varajaseks avastamiseks. laagri defektid.
Nende sageduste mõistmine ja tuvastamine läbi vibratsiooni analüüs võimaldab hoolduspersonalil tuvastada laagriprobleeme kuid enne, kui need temperatuuri tõusu, müra või katastroofilise rikke tõttu ilmsiks tulevad, võimaldades planeeritud hooldust ja ennetades kulukaid planeerimata seisakuid.
Neli peamist rikkesagedust
Igal veerelaagril on neli iseloomulikku rikkesagedust, millest igaüks vastab erinevat tüüpi defektile:
1. BPFO – palli söötmise sagedus, välimine võistlus
Kiirus, millega veereelemendid mööduvad välimise ratta fikseeritud punktist:
- Füüsiline tähendus: Kui välimisel rõngal on defekt, põrkab iga veerev element sellele möödudes vastu, tekitades korduva löögi.
- Tüüpiline väärtus: Enamiku laagrite puhul 3–5 × võlli kiirus
- Valem: BPFO = (N × n / 2) × (1 + (Bd/Pd) × cos β)
- Kõige levinumad: Välimise laagrivõru defektid on laagri rikke kõige sagedasem liik.
- Koormustsooni mõju: Statsionaarne välimine rõngas tähendab, et defekt on koormuse suhtes konstantses asendis
2. BPFI – palli söötmise sagedus, sisemine võistlus
Kiirus, millega veereelemendid mööduvad sisemise rõnga fikseeritud punktist:
- Füüsiline tähendus: Sisemine rõngas pöörleb koos võlliga, seega iga veerev element lööb sisemise rõnga defekti, kui nad mööduvad.
- Tüüpiline väärtus: 5–7× võlli kiirus enamiku laagrite puhul
- Valem: BPFI = (N × n / 2) × (1 – (Bd/Pd) × cos β)
- Kõrgem kui BPFO: Sama laagri puhul alati kõrgem sagedus kui BPFO-l
- Külgribad: Peaaegu alati näitab 1× külgribad koormustsooni modulatsiooni tõttu
3. BSF – palli pöörlemissagedus
Oma telje ümber pöörleva veereva elemendi pöörlemissagedus:
- Füüsiline tähendus: Kui veereelemendil on defekt, mõjutab see mõlemat ratta sellel sagedusel
- Tüüpiline väärtus: 1,5–3 × võlli kiirus
- Valem: BSF = (Pd / Bd) × (n / 2) × [1 – (Bd/Pd)² × cos² β]
- Kõige vähem levinud: Veeremielementide defektid esinevad harvemini kui jooksuvead
- Kompleksne muster: Defekt puutub kokku mõlema rassiga, luues keeruka vibratsiooniallkirja
4. FTF – rongiliikluse põhisagedus
Laagripuuri (hoidiku) pöörlemissagedus:
- Füüsiline tähendus: Kiirus, millega puur pöörleb, kandes laagri ümber veerevaid elemente
- Tüüpiline väärtus: 0,35–0,45 × võlli kiirus (subsünkroonne)
- Valem: FTF = (n / 2) × (1 – (Bd/Pd) × cos β)
- Puuri defektid: Kulunud või kahjustatud puurid ergastavad seda sagedust
- Ebastabiilsuse indikaator: Võib ilmneda ka laagrite põhjustatud rootori ebastabiilsuse ajal
Valemi muutujate selgitus
Rikkesageduse valemid kasutavad järgmisi laagri geomeetrilisi parameetreid:
- N = Veerevate elementide (kuulide või rullide) arv
- n = Võlli pöörlemissagedus (Hz) või kiirus (RPM)
- Bd = Palli või rulli läbimõõt
- Osaline = Sammu läbimõõt (ringi läbimõõt läbi veeremielementide keskpunktide)
- β = Kontaktnurk (koormussuuna ja laagri telje vaheline nurk, tavaliselt 0–40°)
Enamik vibratsioonianalüüsi tarkvarasid sisaldab laagrite andmebaase, kus need parameetrid on tuhandete laagrimudelite jaoks eelnevalt arvutatud.
Kuidas rikkesagedused vibratsioonispektrites ilmnevad
Põhiline välimus
Kui laagril tekib defekt:
- Esmane tipp: Rikkesagedus ilmneb selgelt eristuva tipuna sagedusspekter
- Harmoonilised: Defekti süvenedes ilmnevad rikke sageduse mitmed harmoonilised (2×, 3×, 4×)
- Külgribad: Sisemise rõnga ja veereelemendi defektide korral on tavalised 1× külgribad veasageduse ümber.
- Amplituudi kasv: Rikke sageduse amplituud suureneb defekti progresseerumisel
Külgribade mustrid
Külgribad annavad olulist diagnostilist teavet:
- Sisemise rassi defektid: BPFI ±1×, ±2× külgribadega (defekt pöörleb koormustsooni sisse/välja)
- Välise rassi defektid: BPFO-l võib olla 1× külgriba, kui välimine võru saab veidi pöörata
- Veereva elemendi defektid: BSF külgribadega FTF vahekaugusega (puuri sagedusmodulatsioon)
- Külgribade vahe: Tuvastab, milline komponent on defektne
Varajane vs. hiline staadium
- Varajane staadium: Väikesed tipud, mis vaevu ületavad müra piirmäära, võivad vajada ümbriku analüüs tuvastama
- Mõõdukas staadium: Selged harmooniliste ja külgribadega piigid standardses FFT-s
- Edasijõudnud staadium: Väga suur amplituud, arvukalt harmoonilisi, lairiba müra suurenemine
- Hiline staadium: Spekter muutub kaootiliseks, kõrgenenud mürataseme ja arvukate tippudega
Tuvastusmeetodid
Standardne FFT-analüüs
- Arvuta FFT vibratsioonisignaali
- Otsige arvutatud laagrisageduste juures tippe
- Efektiivne mõõdukate kuni kaugelearenenud defektide korral
- Võib märkamata jätta müras peituvaid varajase staadiumi defekte
Ümbrikuanalüüs (kõige efektiivsem)
Ümbriku analüüs (demodulatsioon) on laagridefektide tuvastamise kuldstandard:
- Filtreerib välja madala sagedusega, suure energiaga vibratsiooni (tasakaalustamatusest jne)
- Keskendub laagridefektidest tulenevatele kõrgsageduslikele löökidele
- Suudab rikkeid tuvastada 6–12 kuud varem kui tavaline FFT
- Ümbriku spekter näitab selgelt rikete sagedusi ja mustreid
Ajadomeeni tehnikad
- Šokipulssmeetod (SPM): Tuvastab defektidest tuleneva löögienergia
- Harifaktor: Tipp- ja RMS-väärtuse suhe suureneb löögiga
- Kurtosis: Impulsiivsuse statistiline mõõt, mis on tundlik laagrite varajase kahjustuse suhtes
Praktiline rakendus
Diagnostiline protseduur
- Tuvastage laager: Laagri mudeli ja asukoha määramine
- Arvutage sagedused: Kasutage laagri geomeetriat BPFO, BPFI, BSF ja FTF arvutamiseks (või otsige andmebaasist)
- Vibratsiooniandmete kogumine: Mõõtke laagrikorpuse juurest kiirendusmõõtur
- Analüüsige spektrit: Otsi arvutatud sagedusi FFT- või ümbrikspektrist
- Diagnoosi kinnitamine: Kontrollige defekti tüübile vastavaid harmoonilisi ja külgribasid
- Raskusastme hindamine: Amplituud ja harmooniline sisu näitavad defekti progresseerumise etappi
- Plaani tegevus: Laagri vahetamise ajakava vastavalt olukorra tõsidusele ja seadme kriitilisusele
Näidisdiagnoos
SKF 6308 laagriga mootor, mis töötab kiirusel 1800 p/min (30 Hz):
- Arvutatud sagedused: BPFO = 107 Hz, BPFI = 173 Hz, BSF = 71 Hz, FTF = 12 Hz
- Vaadeldud ümbriku spektris: Tippsagedus 173 Hz, harmoonilised sagedustel 346 Hz ja 519 Hz
- Külgribad: ±30 Hz külgribad umbes 173 Hz tipu juures
- Diagnoos: Sisemise võru defekt kinnitatud (BPFI 1× külgribadega)
- Toiming: Planeeri laagri vahetamine 2-4 nädala jooksul vastavalt amplituudile
Ennustava hoolduse olulisus
- Varajane hoiatus: Avastage defektid 6–24 kuud enne riket
- Spetsiifiline diagnoos: Tuvastage, milline laagrikomponent on kahjustatud
- Trendi jälgimine: Jälgige rikete sageduse amplituude, et ennustada järelejäänud eluiga
- Planeeritud hooldus: Planeeri asendamisi sobiva seisaku ajal
- Vältige teisest kahju: Vahetage laager välja enne, kui katastroofiline rike kahjustab võlli, korpust või muid komponente
- Kulude kokkuhoid: Vältige avariiremonti, tootmiskadusid ja kõrvalkahjusid
Laagri rikete sagedused on vibratsioonianalüüsi ühed võimsamad diagnostikavahendid. Nende matemaatiline ennustatavus koos kaasaegsete ümbrisjoone analüüsi tehnikatega võimaldab laagridefekte usaldusväärselt ja varakult tuvastada, moodustades pöörlevate seadmete tõhusate ennustavate hooldusprogrammide nurgakivi.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 