BPFO چیست؟ توضیح در مورد فرکانس عبور توپ، حلقه بیرونی • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر BPFO چیست؟ توضیح در مورد فرکانس عبور توپ، حلقه بیرونی • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر

BPFO چیست؟ فرکانس عبور توپ، نژاد بیرونی توضیح داده شده است

منتشر شده توسط admin در

درک BPFO - فرکانس عبور توپ از خط بیرونی

تعریف: BPFO چیست؟

بی پی اف او (فرکانس پاس توپ، نژاد بیرونی) یکی از چهار اصل اساسی است فرکانس‌های خطای یاتاقان این نشان دهنده سرعت عبور عناصر غلتشی (گوی‌ها یا غلتک‌ها) از روی نقصی است که در حلقه بیرونی یاتاقان غلتشی قرار دارد. هنگامی که پوسته، ترک، گودال یا نقص دیگری در حلقه بیرونی وجود دارد، هر عنصر غلتشی هنگام عبور به نقص برخورد می‌کند و یک ضربه تکراری ایجاد می‌کند که باعث ایجاد ... لرزش در فرکانس BPFO.

BPFO از نظر تشخیصی مهمترین فرکانس یاتاقان است زیرا نقص‌های حلقه بیرونی رایج‌ترین نوع خرابی یاتاقان هستند و تقریباً 40% از کل خرابی‌های یاتاقان‌های غلتشی را تشکیل می‌دهند. تشخیص پیک‌های BPFO در طیف‌های ارتعاشی امکان شناسایی زودهنگام مشکلات حلقه بیرونی را قبل از وقوع خرابی یاتاقان فراهم می‌کند.

محاسبات ریاضی

فرمول

BPFO با استفاده از هندسه یاتاقان و سرعت شفت محاسبه می‌شود:

  • BPFO = (N × n / 2) × [1 + (Bd/Pd) × cos β]

متغیرها

  • ن = تعداد اجزای غلتشی (گوی‌ها یا غلتک‌ها) در یاتاقان
  • n = فرکانس چرخش شفت (هرتز) یا سرعت (RPM/60)
  • بی دی = قطر گوی یا غلتک
  • پی دی = قطر گام (قطر دایره عبوری از مراکز المان غلتشی)
  • بتا = زاویه تماس (معمولاً 0 درجه برای بلبرینگ‌های شعاعی، 15-40 درجه برای تماس زاویه‌ای)

تقریب ساده‌شده

برای یاتاقان‌های با زاویه تماس صفر (β = 0°):

  • BPFO ≈ (N × n / 2) × [1 + Bd/Pd]
  • برای یاتاقان‌های معمولی با نسبت Bd/Pd ≈ 0.2، این رابطه BPFO ≈ 0.6 × N × n را می‌دهد.
  • قاعده کلی: BPFO ≈ 60% از (تعداد ساچمه‌ها × فرکانس شفت)

مقادیر معمول

  • برای یاتاقان‌هایی با ۸ تا ۱۲ عنصر غلتشی: BPFO معمولاً ۳ تا ۵ برابر سرعت شفت
  • مثال: بلبرینگ ۱۰ ساچمه‌ای در ۱۸۰۰ دور در دقیقه (۳۰ هرتز) → BPFO ≈ ۱۰۷ هرتز (۳.۶× سرعت شفت)

مکانیسم فیزیکی

چرا نقص‌های لایه بیرونی باعث ایجاد BPFO می‌شوند؟

حلقه بیرونی در بیشتر یاتاقان‌ها ثابت است و در محفظه ثابت شده است:

  1. یک نقص (پوسته پوسته شدن، حفره) در یک مکان ثابت روی حلقه بیرونی وجود دارد
  2. با چرخش قفس، عناصر غلتشی در اطراف یاتاقان حرکت می‌کنند.
  3. هر عنصر غلتشی به نوبه خود از روی محل عیب عبور می‌کند.
  4. وقتی یک توپ به محل نقص برخورد می‌کند، یک ضربه کوچک یا صدای "کلیک" ایجاد می‌شود.
  5. با N عنصر غلتشی، در هر دور چرخش قفس، N بار به نقص ضربه وارد می‌شود.
  6. از آنجایی که قفس تقریباً با سرعت شفت ۰.۴ برابر می‌چرخد و هر گوی در هر دور قفس یک بار برخورد می‌کند، نرخ ضربه کل = N × فرکانس قفس ≈ BPFO

ویژگی‌های ضربه

  • هر ضربه کوتاه است (مدت زمان میکروثانیه)
  • اثرات با فرکانس BPFO دوره‌ای هستند
  • انرژی ضربه، رزونانس‌های فرکانس بالا را در ساختار یاتاقان تحریک می‌کند
  • طبیعت تکرارشونده، پیک‌های طیفی واضحی ایجاد می‌کند

امضای ارتعاش در طیف‌ها

در طیف استاندارد FFT

  • پیک اولیه: در فرکانس BPFO
  • هارمونیک‌ها: در ۲×BPFO، ۳×BPFO، ۴×BPFO (نشانگر شدت نقص)
  • باندهای کناری: اگر حلقه بیرونی بتواند کمی بچرخد یا به دلیل تغییر ناحیه بار، ممکن است ±1× نوارهای جانبی داشته باشد
  • دامنه: با گسترش نقص، افزایش می‌یابد

در طیف پوششی

  • پیک BPFO بسیار واضح‌تر و دامنه آن بالاتر از FFT استاندارد است.
  • هارمونیک‌ها به طور برجسته نمایش داده می‌شوند
  • تشخیص زودهنگام امکان‌پذیر است (عیوب ماه‌ها زودتر قابل تشخیص هستند)
  • تداخل کمتر ناشی از ارتعاشات فرکانس پایین

پیشرفت دامنه معمولی

  • آغازین: ۰.۱-۰.۵ گرم (در پاکت)، به سختی قابل تشخیص
  • اوایل: ۰.۵-۲ گرم، پیک BPFO واضح با ۱-۲ هارمونیک
  • متوسط: ۲-۱۰ گرم، هارمونیک‌های چندگانه، نوارهای کناری ظاهر می‌شوند
  • پیشرفته: >10 گرم، هارمونیک‌های متعدد، سطح نویز بالا

چرا نقص‌های نژاد بیرونی رایج‌تر هستند؟

شکست‌های نژاد بیرونی به چند دلیل غالب هستند:

غلظت بار

  • در جهت‌گیری افقی معمول شفت، ناحیه بار در پایین قرار دارد.
  • حلقه بیرونی در پایین، بیشتر بار را تحمل می‌کند.
  • بارگذاری مداوم یک بخش بیرونی رینگ، خستگی را تسریع می‌کند.
  • حلقه داخلی می‌چرخد و بار را در کل محیط توزیع می‌کند

تنش‌های نصب

  • حلقه بیرونی که به داخل محفظه فشرده شده است، می‌تواند باعث آسیب در نصب شود.
  • اتصالات تداخلی باعث ایجاد تنش‌های پسماند می‌شوند
  • نصب نادرست (عدم هم‌ترازی، کوک کردن) به حلقه بیرونی آسیب می‌رساند

اثرات آلودگی

  • ذرات در حلقه بیرونی وارد یاتاقان می‌شوند
  • آلودگی در منطقه مسابقه بیرونی متمرکز شده است
  • ذرات در ماده نرم‌ترِ لایه بیرونی فرو می‌روند

اهمیت تشخیصی

اعتماد به نفس تشخیصی بالا

BPFO یکی از قابل اعتمادترین شاخص‌های تشخیصی است:

  • فرکانس دقیقاً قابل محاسبه و برای هر نوع یاتاقان منحصر به فرد است
  • بعید است که با فرکانس‌های دیگر ماشین‌آلات اشتباه گرفته شود
  • الگوی پیشرفت واضح با بدتر شدن نقص
  • رابطه‌ی کاملاً شناخته‌شده بین دامنه و اندازه‌ی نقص

ارزیابی شدت

  • تعداد هارمونیک‌ها: هارمونیک‌های بیشتر = نقص پیشرفته‌تر
  • دامنه اوج: دامنه بالاتر = ناحیه نقص بزرگتر
  • حضور باند جانبی: باندهای کناری گسترده، مدولاسیون را نشان می‌دهند که اغلب از تغییر ناحیه بار ناشی می‌شود.
  • سطح نویز: کف سر و صدای بلند نشان دهنده تخریب گسترده سطح است

ارتباط با سایر فرکانس‌های یاتاقان

BPFO در مقابل BPFI

  • فرکانس BPFI (رشته داخلی) همیشه بالاتر از BPFO برای یاتاقان یکسان است
  • نسبت معمول: BPFI/BPFO ≈ ۱.۶-۱.۸
  • اگر هر دو وجود داشته باشند، نشان دهنده نقص‌های متعدد (خرابی پیشرفته) است.
  • BPFO در ابتدا شایع‌تر است؛ BPFI ممکن است به عنوان آسیب ثانویه ایجاد شود

باندهای کناری با سرعت ۱x

  • در حالی که نژاد بیرونی ثابت است، حرکت جزئی ممکن است
  • شل بودن بلبرینگ باعث می‌شود حلقه بیرونی کمی خزش کند یا بچرخد
  • تغییر ناحیه بار با چرخش روتور، مدولاسیون دامنه ایجاد می‌کند
  • نتایج در باندهای جانبی ±1× در اطراف پیک BPFO

استراتژی نظارت عملی

نظارت روتین

  • تحلیل پوشش ماهانه یا فصلی در هر محل یاتاقان
  • تشخیص خودکار پیک BPFO و روند آن
  • تنظیم آلارم روی دامنه خط پایه ۲-۳ برابر
  • روند داده‌های تاریخی برای پیش‌بینی زمان شکست

آزمایش‌های تأیید

وقتی BPFO تشخیص داده شد:

  • تأیید کنید که فرکانس با مقدار محاسبه شده مطابقت دارد (در محدوده ±5%)
  • بررسی هارمونیک‌ها (۲×BPFO، ۳×BPFO)
  • به دنبال الگوی باند جانبی مشخص باشید
  • با سایر یاتاقان‌های همان دستگاه مقایسه کنید (باید منحصر به یاتاقان معیوب باشد)
  • افزایش دفعات نظارت به هفتگی یا روزانه

تشخیص و نظارت بر BPFO یکی از موفق‌ترین کاربردهای آنالیز ارتعاش در نگهداری و تعمیرات پیش‌بینی‌کننده است که از خرابی یاتاقان‌ها جلوگیری کرده و استراتژی‌های جایگزینی مبتنی بر شرایط را امکان‌پذیر می‌سازد که هم قابلیت اطمینان تجهیزات و هم هزینه‌های نگهداری را بهینه می‌کند.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories:
واتساپ