Mitä ovat laakerivikataajuudet?

Laakerivikataajuudet ovat ominaisia värähtelytaajuuksia, jotka syntyvät, kun vierintälaakerissa on paikallinen vika yhdessä sen komponenteista (ulkorengas, sisärengas, vierintäelementit tai häkki). Jokainen komponentti tuottaa ainutlaatuisen taajuuden, joka perustuu laakerin geometriaan ja akselin nopeuteen.

Miten ulkokehän vika voi näkyä spektrissä?

Ulkokehän vika voi tuottaa komponentteja lähellä BPFO:ta ja sen harmonisia. FTF tai muut sivukaistat voivat myös esiintyä, koska kuormitus, luisto, siirtopolku ja modulaatio vaikuttavat spektriin. Pelkkä taajuusosuma ei todista vikaa; vahvista verhokäyräanalyysillä, trendeillä ja tarkastuskontekstilla.

Mitä eroa on sisä- ja ulkokehän vikaindikaattoreilla?

Ulkokehän vikoja tutkitaan BPFO:n ympäriltä; sisäkehän vikoja BPFI:n ympäriltä. Akselin nopeusmodulaatio on yleistä BPFI:n ympärillä, kun taas BPFO:ssa voi myös esiintyä FTF tai muita sivukaistoja. Tulkitse kuvio yhdessä kuormituksen, mittauspaikan ja verhokäyräspektrin kanssa.

Miksi harmoniset yliaallot ovat tärkeitä laakerianalyysissä?

Harmoniset ja sivukaistat voivat vahvistaa laakerivikahypoteesia, mutta niiden lukumäärä ei ole yleispätevä vakavuusasteikko tai jäljellä olevan käyttöiän laskelma. Arvioi amplitude-trendit, verhokäyräspektrit, kohinataso, käyttöolosuhde ja tukevat mittaukset.

Mistä löydän laakerin geometriatiedot?

Laakerin geometriatiedot (vierintäelementtien lukumäärä, kuulan halkaisija, jakohalkaisija, kosketuskulma) löytyvät valmistajien luetteloista, kuten SKF:ltä, FAG/Schaeffleriltä, NSK:lta, Timkeniltä, NTN:ltä ja muilta. Monet valmistajat tarjoavat myös online-työkaluja ja tietokantoja. Joissakin värähtelyanalyysiohjelmistoissa on sisäänrakennettuja laakeritietokantoja.

Ilmainen suunnittelutyökalu #035

Laakerivikojen esiintymistiheyden laskin

Laske BPFO, BPFI, BSF ja FTF laakerin geometriasta ja akselin nopeudesta. Sisältää 2× ja 3× harmoniset yliaallot värähtelydiagnostiikkaa varten.

BPFO BPFI BSF FTF

Tulokset

BPFO — Ulkorenkaan vikataajuus

—

BPFI — Sisärenkaan vikataajuus

—

BSF — Kuulan pyörimistaajuus

—

FTF — Häkin (junan) taajuus

—

Akselin taajuus

—

Harmonien taulukko

Taajuus	1 × (Hz)	1× (Tilaus)	2 × (Hz)	2× (Tilaus)	3 × (Hz)	3× (Tilaus)

Laakerivikojen taajuudet

Kun vierintälaakeriin kehittyy paikallinen vika, toistuva isku tuottaa ominaisia taajuuksia, jotka riippuvat laakerin geometriasta ja akselin nopeudesta. Neljä perustaajuutta ovat:

Perusvaununtaajuus (FTF)

Häkin pyörimistaajuus. Kohonnut FTF-arvo osoittaa häkin kulumista tai vauriota.

Kuulien ohitustaajuus — ulkorengas (BPFO)

Taajuus, jolla vierintäelimet ohittavat kohdan ulkokehällä. BPFO:n lähellä olevat huiput voivat tukea ulkokehävian diagnoosia, mutta niiden esiintymiseen ja amplitudiin vaikuttavat kuormitusvyöhyke, siirtoreitti, luisto ja mittauspaikka.

Kuulien ohitustaajuus — sisärengas (BPFI)

Nopeus, jolla vierintäelementit ohittavat sisärenkaan pisteen. Sisärenkaan viat osoittavat tyypillisesti sivukaistoja akselin taajuudella BPFI:n ympärillä.

Pallon pyörimistaajuus (BSF)

Vierintäelementin pyörimistaajuus oman akselinsa ympäri. Vierintäelementin vikoja esiintyy usein arvolla 2× BSF, koska vika koskettaa molempia vierintäkehiä kierrosta kohden.

Huom: Nämä kinemaattiset kaavat olettavat puhtaan vierinnän ilman luistoa. Todelliset taajuudet voivat muuttua kuormituksen, välyksen, voitelun, nopeuden ja luiston myötä; käytä laskettuja arvoja hakumerkkeinä, älä vian täsmällisenä todisteena.

Käytännön esimerkki

Laskuesimerkki, annettu geometria, 1500 RPM

Annettu: Z = 9, B_d = 7,94 mm, P_d = 38,5 mm, α = 0°, RPM = 1500

Akselitaajuus = 1500/60 = 25 Hz

B_d/P_d = 0,2062, cos(0°) = 1

FTF = 25/2 × (1 − 0,2062) = 9,92 Hz

BPFO = 9/2 × 25 × (1 - 0,2062) = 89.30 Hz

BPFI = 9/2 × 25 × (1 + 0,2062) = 135.70 Hz

BSF = (38,5/(2 × 7,94)) × 25 × (1 − 0,2062²) = 58.03 Hz

⚠️ Huomautus: Käytä tarkan laakerivariantin yhteydessä laakerivalmistajan sisäistä geometriaa ja kosketuskulmaa. Älä päättele kosketuskulmaa tai vierintäelinten mittoja pelkän tyyppimerkinnän perusteella.

Laakerivikataajuudet ovat ominaisia värähtelytaajuuksia, jotka syntyvät, kun vierintälaakerissa on paikallinen vaurio. Jokainen laakerin osa — ulkokehä, sisäkehä, vierintäelimet ja pidin (häkki) — tuottaa laakerin geometriasta ja akselin pyörimisnopeudesta riippuvan yksilöllisen taajuuskuvion.

Neljä keskeistä taajuutta ovat: BPFO (vierintäelinten ohitustaajuus ulkokehällä), BPFI (ohitustaajuus sisäkehällä), BSF (vierintäelimen pyörimistaajuus) ja FTF (pitimen perustaajuus).

Ulkokehän vaurio voi tuottaa komponentteja BPFO-taajuuden ja sen harmonisten lähelle. Myös FTF- tai muita sivukaistoja voi esiintyä, koska kuormitus, luisto ja modulaatio vaikuttavat vasteeseen.

Pelkkä taajuusyhteensopivuus ei ole todiste. Varmista havainto verhokäyräanalyysillä, trendeillä, käyttöolosuhteilla ja tarkastustiedoilla.

Ulkokehän vikoja tarkastellaan BPFO:n ympärillä ja sisäkehän vikoja BPFI:n ympärillä. Akselin pyörimistaajuuden modulaatio on yleistä BPFI:n ympärillä, kun taas BPFO:ssa voi näkyä FTF-sivukaistoja.

Tulkitse molempia kuvioita yhdessä kuormituksen, mittauspisteen, verhokäyräspektrin ja trendien kanssa.

Harmoniset ja sivukaistat voivat vahvistaa laakerivikaoletusta, mutta niiden lukumäärä ei ole yleispätevä vaurion vakavuusasteikko tai jäljellä olevan käyttöiän laskenta.

Arvioi amplitudit ja trendit yhdessä verhokäyräspektrien, kohinatason, käyttötilanteen ja tukimittausten kanssa.

Käytä laakerivalmistajan ilmoittamaa geometriaa tai varmennettua laakeritietokantaa täsmälliselle laakerimerkinnälle ja sisäisen rakenteen jälkiliitteelle.

Reiän halkaisija ja ulkohalkaisija eivät yksin määritä yksikäsitteisesti vierintäelimen halkaisijaa, jakohalkaisijaa tai kosketuskulmaa. Jos tarkkaa geometriaa ei ole saatavilla, ilmoita lasketut taajuudet arviona ja varmista ne mitatuista spektreistä; älä esitä arvioitua geometriaa valmistajan tietona.

Tällä sivulla kuvatut menetelmät on kehittänyt ja kenttätestannut Vibromera-tiimi Balanset-1A-laitteella, joka on kannettava kaksikanavainen tasapainotuslaite ja tärinäanalysaattori roottoreiden tasapainotukseen paikan päällä.