فرکانس‌های خطای یاتاقان چیست؟ تشخیص عیب • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن‌ها، فن‌ها، مالچرها، حلزونی‌ها روی کمباین‌ها، شفت‌ها، سانتریفیوژها، توربین‌ها و بسیاری دیگر از روتورها فرکانس‌های خطای یاتاقان چیست؟ تشخیص عیب • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن‌ها، فن‌ها، مالچرها، حلزونی‌ها روی کمباین‌ها، شفت‌ها، سانتریفیوژها، توربین‌ها و بسیاری دیگر از روتورها

فرکانس‌های خطای یاتاقان چیست؟ تشخیص نقص

منتشر شده توسط admin در

درک فرکانس‌های خطای یاتاقان

تعریف: فرکانس‌های خطای یاتاقان چیست؟

فرکانس‌های خطای یاتاقان (که فرکانس‌های نقص یاتاقان یا فرکانس‌های مشخصه نیز نامیده می‌شوند) خاص هستند لرزش فرکانس‌هایی که هنگام عبور عناصر غلتشی (گوی‌ها یا غلتک‌ها) در یک یاتاقان از روی عیوبی مانند ترک، پوسته پوسته شدن یا حفره روی حلقه‌های یاتاقان یا خود عناصر غلتشی ایجاد می‌شوند. این فرکانس‌ها بر اساس هندسه یاتاقان و سرعت چرخش شفت از نظر ریاضی قابل پیش‌بینی هستند و آنها را به شاخص‌های تشخیصی ارزشمندی برای تشخیص زودهنگام ... تبدیل می‌کنند. عیوب بلبرینگ.

درک و شناسایی این فرکانس‌ها از طریق vibration analysis به پرسنل تعمیر و نگهداری اجازه می‌دهد تا مشکلات یاتاقان را ماه‌ها قبل از آشکار شدن از طریق افزایش دما، سر و صدا یا خرابی فاجعه‌بار تشخیص دهند، که این امر امکان تعمیر و نگهداری برنامه‌ریزی‌شده و جلوگیری از خرابی‌های برنامه‌ریزی نشده و پرهزینه را فراهم می‌کند.

چهار فرکانس خطای اساسی

هر یاتاقان غلتشی چهار فرکانس خطای مشخصه دارد که هر کدام مربوط به نوع متفاوتی از عیب است:

۱. BPFO - فرکانس پاس توپ، مسیر بیرونی

نرخ عبور عناصر غلتشی از یک نقطه ثابت روی حلقه بیرونی:

  • معنای فیزیکی: اگر نقصی در حلقه بیرونی وجود داشته باشد، هر عنصر غلتشی هنگام عبور به آن برخورد می‌کند و یک ضربه تکراری ایجاد می‌کند.
  • مقدار معمول: سرعت شفت ۳-۵ برابر برای اکثر یاتاقان‌ها
  • فرمول: BPFO = (N × n / 2) × (1 + (Bd/Pd) × cos β)
  • رایج‌ترین: نقص‌های حلقه بیرونی شایع‌ترین حالت خرابی یاتاقان هستند
  • اثر ناحیه بار: حلقه بیرونی ثابت به این معنی است که نقص نسبت به بار در موقعیت ثابتی قرار دارد.

۲. BPFI - فراوانی پاس توپ، مسابقه داخلی

نرخ عبور عناصر غلتشی از یک نقطه ثابت روی حلقه داخلی:

  • معنای فیزیکی: حلقه داخلی با شفت می‌چرخد، بنابراین هر عنصر غلتشی هنگام عبور از حلقه داخلی، به نقص آن برخورد می‌کند.
  • مقدار معمول: سرعت شفت ۵-۷× برای اکثر یاتاقان‌ها
  • فرمول: BPFI = (N × n / 2) × (1 - (Bd/Pd) × cos β)
  • بالاتر از BPFO: فرکانس همیشه بالاتر از BPFO برای یاتاقان یکسان
  • باندهای کناری: تقریباً همیشه ۱× را نشان می‌دهد نوارهای کناری به دلیل مدولاسیون ناحیه بار

۳. BSF - فرکانس چرخش توپ

فرکانس چرخش یک عنصر غلتشی که به دور محور خود می‌چرخد:

  • معنای فیزیکی: اگر یک عنصر غلتشی نقصی داشته باشد، در این فرکانس بر هر دو مسابقه تأثیر می‌گذارد.
  • مقدار معمول: سرعت شفت ۱.۵-۳×
  • فرمول: BSF = (Pd / Bd) × (n / 2) × [1 - (Bd/Pd)² × cos² β]
  • کمترین شیوع: عیوب عناصر غلتشی کمتر از عیوب رینگ رخ می‌دهد
  • الگوی پیچیده: نقص با هر دو نژاد تماس پیدا می‌کند و امضای ارتعاشی پیچیده‌ای ایجاد می‌کند

۴. FTF – فرکانس قطار پایه

فرکانس چرخش قفس یاتاقان (نگهدارنده):

  • معنای فیزیکی: سرعت چرخش قفس، که اجزای غلتشی را در اطراف یاتاقان حمل می‌کند
  • مقدار معمول: سرعت شفت ۰.۳۵-۰.۴۵× (زیرسنکرون)
  • فرمول: FTF = (n / 2) × (1 - (Bd/Pd) × cos β)
  • نقص قفس: قفس‌های فرسوده یا آسیب‌دیده این فرکانس را تحریک می‌کنند.
  • شاخص ناپایداری: همچنین می‌تواند در هنگام ناپایداری‌های روتور ناشی از یاتاقان ظاهر شود

متغیرهای فرمولی توضیح داده شده

فرمول‌های فراوانی خطا از این پارامترهای هندسی یاتاقان استفاده می‌کنند:

  • ن = تعداد عناصر غلتشی (گوی‌ها یا غلتک‌ها)
  • n = فرکانس چرخش شفت (هرتز) یا سرعت (RPM)
  • بی دی = قطر گوی یا غلتک
  • پی دی = قطر گام (قطر دایره‌ای که از مراکز اجزای غلتشی می‌گذرد)
  • بتا = زاویه تماس (زاویه بین جهت بار و محور یاتاقان، معمولاً 0 تا 40 درجه)

بیشتر نرم‌افزارهای تحلیل ارتعاش شامل پایگاه‌های داده یاتاقان هستند که این پارامترها را برای هزاران مدل یاتاقان از پیش محاسبه کرده‌اند.

چگونگی نمایش فرکانس‌های خطا در طیف‌های ارتعاشی

ظاهر اولیه

وقتی یاتاقان دچار نقص می‌شود:

  • پیک اولیه: فرکانس خطا به صورت یک پیک مشخص در طیف فرکانسی
  • هارمونیک‌ها: با بدتر شدن عیب، هارمونیک‌های چندگانه (۲×، ۳×، ۴×) از فرکانس خطا ظاهر می‌شوند.
  • باندهای کناری: برای عیوب حلقه داخلی و اجزای غلتشی، باندهای جانبی ۱× در اطراف فرکانس خطا رایج هستند.
  • رشد دامنه: دامنه فرکانس خطا با پیشرفت نقص افزایش می‌یابد

الگوهای باند جانبی

نوارهای جانبی اطلاعات تشخیصی مهمی ارائه می‌دهند:

  • نقص‌های نژاد داخلی: BPFI با باندهای کناری ±1×، ±2× (عیب چرخشی به داخل/خارج از ناحیه بار)
  • نقص‌های لایه بیرونی: اگر حلقه بیرونی بتواند کمی بچرخد، BPFO ممکن است ۱× باند جانبی داشته باشد
  • عیوب المان غلتشی: BSF با باندهای جانبی در فاصله FTF (مدولاسیون فرکانس قفس)
  • فاصله باند کناری: مشخص می‌کند کدام قطعه معیوب است

مرحله اولیه در مقابل مرحله نهایی

  • مرحله اولیه: ممکن است لازم باشد پیک‌های کوچکی که به سختی بالاتر از کف نویز هستند، وجود داشته باشد تحلیل پوششی برای تشخیص
  • مرحله متوسط: پیک‌های واضح با هارمونیک‌ها و باندهای کناری در FFT استاندارد
  • مرحله پیشرفته: دامنه بسیار بالا، هارمونیک‌های متعدد، افزایش نویز پهنای باند
  • مرحله پایانی: طیف با افزایش نویز و پیک‌های متعدد، آشفته می‌شود

تکنیک‌های تشخیص

تحلیل استاندارد FFT

  • محاسبه فورفورتو سیگنال ارتعاش
  • به دنبال پیک‌ها در فرکانس‌های یاتاقان محاسبه‌شده باشید
  • موثر برای نقص‌های متوسط تا پیشرفته
  • ممکن است نقص‌های مراحل اولیه که در نویز پنهان شده‌اند را از دست بدهد.

تحلیل پوششی (موثرترین)

تحلیل پوششی (دمدولاسیون) استاندارد طلایی برای تشخیص عیب یاتاقان است:

  • ارتعاشات با فرکانس پایین و انرژی بالا (ناشی از عدم تعادل و غیره) را فیلتر می‌کند.
  • بر تأثیرات فرکانس بالای ناشی از نقص یاتاقان تمرکز دارد
  • می‌تواند خطاها را ۶ تا ۱۲ ماه زودتر از FFT استاندارد تشخیص دهد
  • طیف پوششی به وضوح فرکانس‌ها و الگوهای خطا را نشان می‌دهد

تکنیک‌های حوزه زمان

  • روش پالس شوک (SPM): انرژی ضربه را از نقص‌ها تشخیص می‌دهد
  • ضریب تاج: نسبت پیک به RMS، با ضربه افزایش می‌یابد
  • کورتوز: معیار آماری تکانشگری، حساس به آسیب زودهنگام یاتاقان

کاربرد عملی

روش تشخیصی

  1. شناسایی بلبرینگ: مدل و محل بلبرینگ را تعیین کنید
  2. محاسبه فرکانس‌ها: استفاده از هندسه یاتاقان برای محاسبه BPFO، BPFI، BSF، FTF (یا جستجو در پایگاه داده)
  3. جمع‌آوری داده‌های ارتعاش: اندازه گیری در محفظه یاتاقان با شتاب سنج
  4. تجزیه و تحلیل طیف: فرکانس‌های محاسبه‌شده را در FFT یا طیف پوششی جستجو کنید
  5. تشخیص را تأیید کنید: هارمونیک‌ها و باندهای جانبی سازگار با نوع نقص را بررسی کنید
  6. ارزیابی شدت: دامنه و محتوای هارمونیک، مرحله پیشرفت نقص را نشان می‌دهند
  7. طرح اقدام: تعویض یاتاقان را بر اساس شدت و حساسیت تجهیزات برنامه‌ریزی کنید

تشخیص مثال

موتور با یاتاقان SKF 6308 که با سرعت ۱۸۰۰ دور در دقیقه (۳۰ هرتز) کار می‌کند:

  • فرکانس‌های محاسبه‌شده: BPFO = 107 هرتز، BPFI = 173 هرتز، BSF = 71 هرتز، FTF = 12 هرتز
  • مشاهده شده در طیف پوششی: اوج در ۱۷۳ هرتز با هارمونیک‌ها در ۳۴۶ هرتز، ۵۱۹ هرتز
  • باندهای کناری: باندهای کناری ±30 هرتز در حدود اوج 173 هرتز
  • تشخیص: نقص حلقه داخلی تأیید شد (BPFI با ۱× باند جانبی)
  • اقدام: بر اساس دامنه نوسان، تعویض یاتاقان را ظرف ۲ تا ۴ هفته برنامه‌ریزی کنید

اهمیت نگهداری و تعمیرات پیش‌بینانه

  • هشدار اولیه: تشخیص نقص‌ها ۶ تا ۲۴ ماه قبل از خرابی
  • تشخیص اختصاصی: مشخص کنید کدام قطعه بلبرینگ آسیب دیده است
  • نظارت بر روند: دامنه فرکانس خطا را برای پیش‌بینی عمر باقیمانده ردیابی کنید
  • تعمیر و نگهداری برنامه‌ریزی‌شده: تعویض‌ها را در زمان‌های از کارافتادگی مناسب برنامه‌ریزی کنید
  • جلوگیری از آسیب ثانویه: بلبرینگ را قبل از اینکه خرابی فاجعه‌بار به شفت، محفظه یا سایر اجزا آسیب برساند، تعویض کنید.
  • صرفه جویی در هزینه: از تعمیرات اضطراری، ضررهای تولید و خسارات جانبی جلوگیری کنید

فرکانس‌های خطای یاتاقان از جمله قدرتمندترین ابزارهای تشخیصی در تحلیل ارتعاشات هستند. قابلیت پیش‌بینی ریاضی آنها در ترکیب با تکنیک‌های مدرن تحلیل پوششی، امکان تشخیص زودهنگام و قابل اعتماد عیوب یاتاقان را فراهم می‌کند و سنگ بنای برنامه‌های مؤثر تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده برای تجهیزات دوار را تشکیل می‌دهد.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories:
واتساپ