درک FTF - فرکانس قطار اساسی
تعریف: FTF چیست؟
اف تی اف (فرکانس قطار بنیادی، که فرکانس قفس یا فرکانس نگهدارنده نیز نامیده میشود) یکی از چهار فرکانس بنیادی است فرکانسهای خطای یاتاقان, ، نشان دهنده سرعت چرخش قفس یاتاقان (که جداکننده یا نگهدارنده نیز نامیده میشود) است که عناصر غلتشی را در موقعیت خود نگه میدارد و فاصله آنها را حفظ میکند. قفس به دور یاتاقان میچرخد و عناصر غلتشی را با خود حمل میکند و در زمانی که طول میکشد تا تمام عناصر غلتشی یک بار به دور یاتاقان بچرخند، یک دور کامل را طی میکند.
FTF کمترین فرکانس از بین چهار فرکانس یاتاقان است که معمولاً از 0.35× تا 0.48× سرعت شفت (زیرسنکرون) متغیر است. در حالی که کمترین کاربرد را برای تشخیص عیب دارد (عیوب قفس نادر هستند)، FTF نقش مهمی به عنوان فرکانس مدولاسیون ایجاد میکند. نوارهای کناری در اطراف سایر فرکانسهای خطای یاتاقان، به ویژه بی اس اف.
محاسبات ریاضی
فرمول
FTF با استفاده از هندسه یاتاقان و سرعت شفت محاسبه میشود:
- FTF = (n / 2) × [1 - (Bd/Pd) × cos β]
متغیرها
- 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
فرم ساده شده
برای یاتاقانهای با زاویه تماس صفر (β = 0°):
- FTF ≈ (n / 2) × [1 – Bd/Pd]
- برای یاتاقانهای معمولی با نسبت Bd/Pd ≈ 0.2، این به FTF ≈ 0.4 × n منجر میشود.
- قاعده کلی: FTF معمولاً 0.4× سرعت شفت (40% فرکانس شفت)
محدوده معمول
- FTF معمولاً 0.35-0.48x سرعت شفت بسته به هندسه یاتاقان
- مثال: ۱۸۰۰ دور در دقیقه (۳۰ هرتز) → FTF ≈ ۱۲ هرتز (۰.۴× سرعت شفت)
- همیشه زیر سنکرون (کمتر از ۱ برابر سرعت حرکت)
- کمترین فرکانس از بین چهار فرکانس یاتاقان
اهمیت فیزیکی
حرکت قفسی
چرخش قفس توسط عناصر غلتشی تعیین میشود:
- عناصر غلتشی بین حلقههای داخلی و خارجی میغلتند (بدون لغزش)
- قفس با سرعت متوسط مراکز عنصر غلتشی حرکت میکند
- سرعت تقریباً نقطه میانی بین حلقه بیرونی ثابت (0) و حلقه داخلی چرخان (سرعت شفت) است.
- از این رو قفس با سرعت تقریبی ۴۰۱TP3T شفت میچرخد.
عملکرد قفس
- فاصله گذاری: فاصله یکنواخت بین عناصر غلتشی را حفظ میکند
- راهنمایی: عناصر غلتشی را در مسیر مداری مناسب نگه میدارد
- روغن کاری: ممکن است به توزیع روان کننده کمک کند
- از تماس جلوگیری میکند: از تماس عناصر غلتشی با یکدیگر جلوگیری میکند
وقتی FTF در طیفهای ارتعاشی ظاهر میشود
نقصهای مستقیم قفس
پیکهای اولیه FTF زمانی ظاهر میشوند که خود قفس معیوب باشد:
- قفس شکسته: ساختار قفس شکسته یا ترک خورده
- جیبهای فرسوده: فاصله زیاد بین قفس و اجزای غلتشی
- مالش قفس: نژادها یا آببندهای تماسی با قفس
- فرکانس: پیک FTF مستقیم با هارمونیکها
- نادر بودن: نقصهای فقط قفسی غیرمعمول هستند (<5% از خرابیها)
به عنوان مدولاسیون باند جانبی (رایجتر)
FTF معمولاً به صورت فاصلهگذاری باند کناری در اطراف BSF ظاهر میشود:
- وقتی نقص در المان غلتشی وجود دارد (BSF فعال است)
- شدت ضربه توپ معیوب با چرخش آن تغییر میکند
- تغییر در فرکانس مداری قفس (FTF) رخ میدهد
- باندهای کناری ایجاد میکند: BSF ± FTF، BSF ± 2×FTF، BSF ± 3×FTF
- الگوی تشخیصی برای عیوب عناصر غلتشی
در ناپایداری یاتاقان
- ارتعاش زیرسنکرون ناشی از ناپایداری ناشی از یاتاقان ممکن است در نزدیکی FTF رخ دهد.
- میتواند نشاندهندهی پیشبار ناکافی یا مشکلات لقی یاتاقان باشد.
- با ویژگیهای مختلف (پیوسته در مقابل ضربهای) از نقصهای قفس قابل تشخیص است.
تشخیص نقص قفس
علائم مشکلات قفس
- پیک در فرکانس FTF در طیف ارتعاش
- هارمونیکها در ۲×FTF، ۳×FTF و غیره.
- اغلب دامنه نامنظم یا متغیر
- ممکن است با صدای قابل شنیدن (کلیک یا تق تق) همراه باشد
- گاهی اوقات در شکل موج زمانی به عنوان ضربات دورهای قابل مشاهده است
علل نقص قفس
- روغن کاری نامناسب: روانکاری ناکافی باعث سایش قفس میشود
- عملیات با سرعت بالا: نیروهای گریز از مرکز بیش از حد روی قفس
- آلودگی: ذراتی که به مواد قفس یا حفرههای آن آسیب میرسانند
- گرمای بیش از حد: اعوجاج حرارتی یا نرم شدن مواد قفس
- خستگی: خستگی پرچرخه در مقاطع نازک قفس
- آسیب نصب: خم شدن یا آسیب دیدن قفس در حین نصب
اهمیت عملی
به عنوان نشانگر تشخیصی
ارزش تشخیصی اولیه FTF به صورت فاصلهگذاری باند کناری است:
- ۱× باندهای کناری: عیوب حلقه داخلی را نشان دهید (تغییرات با چرخش شفت)
- باندهای کناری FTF: عیوب المان غلتشی را نشان دهید (تعدیل توسط حرکت مداری قفس)
- تشخیص الگو: فاصلهگذاری باند جانبی بلافاصله نوع نقص را مشخص میکند
- تشخیص پیشرفته: درک FTF تفسیر مناسب طیفهای پیچیده یاتاقان را ممکن میسازد.
در تشخیص خودکار
- آنالایزرهای ارتعاش مدرن هر چهار فرکانس را به طور خودکار محاسبه میکنند.
- نرمافزار، نقاط اوج را در BPFO، BPFI، BSF و FTF شناسایی میکند.
- تشخیص خودکار باند جانبی با استفاده از FTF و 1× به عنوان معیارهای جستجو
- شدت بر اساس دامنه و محتوای هارمونیک ارزیابی میشود
ارتباط با سایر فرکانسهای یاتاقان
سلسله مراتب فرکانس
چهار فرکانس یاتاقان به ترتیب بزرگی:
- کمترین: FTF (سرعت شفت ۰.۴x)
- کم-متوسط: بی اس اف (۲-۳ برابر سرعت شفت)
- متوسط: بی پی اف او (سرعت شفت ۳-۵ برابر)
- بالاترین: بی پی اف آی (سرعت شفت ۵-۷×)
روابط ریاضی
- هر چهار فرکانس از طریق هندسه یاتاقان به هم مرتبط هستند
- دانستن یک فرکانس و نوع یاتاقان، امکان محاسبه سایر فرکانسها را فراهم میکند.
- نسبتهای بین فرکانسها برای یک مدل یاتاقان مشخص ثابت میمانند
- تأیید متقابل تشخیص را فراهم میکند
FTF، اگرچه کمترین و کمترین فرکانس مشاهدهشدهی مستقیم از بین فرکانسهای خطای یاتاقان است، اما نقش مهمی در تشخیص یاتاقان ایفا میکند. عملکرد آن به عنوان فرکانس مدولاسیون برای عیوب اجزای غلتشی و نشانگر بالقوهی آن از مشکلات قفس، درک FTF را برای ارزیابی کامل و دقیق وضعیت یاتاقان ضروری میکند.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									