Comprendre la FTF – Fréquence fondamentale des trains

Dispositifs

Equilibreur portable et analyseur de vibrations Balanset-1A

$2,344.68 Le prix initial était : $2,344.68.$2,018.20Le prix actuel est : $2,018.20.

Pièces détachées

Capteur de vibration

$106.85 Le prix initial était : $106.85.$83.10Le prix actuel est : $83.10.

Pièces détachées

Capteur optique (tachymètre laser)

$147.21 Le prix initial était : $147.21.$106.85Le prix actuel est : $106.85.

Dispositifs

Balanset-4

$8,076.37

Pièces détachées

Taille du support magnétique-60-kgf

$54.61

Pièces détachées

Bande réfléchissante

$11.87

Dispositifs

Equilibreur dynamique "Balanset-1A" OEM

$2,059.75 Le prix initial était : $2,059.75.$1,780.77Le prix actuel est : $1,780.77.

Définition : Qu'est-ce que le FTF ?

FTF La fréquence fondamentale du train (également appelée fréquence de cage ou fréquence de retenue) est l'une des quatre fréquences fondamentales. fréquences de défaut des roulements, représente la vitesse de rotation de la cage du roulement (également appelée séparateur ou cage) qui maintient les éléments roulants en place et assure leur espacement. La cage orbite autour du roulement, entraînant les éléments roulants avec elle, et effectue une révolution complète pendant le temps nécessaire à l'ensemble des éléments roulants pour faire le tour du roulement.

La fréquence FTF est la plus basse des quatre fréquences de palier, généralement comprise entre 0,35 et 0,48 fois la vitesse de l'arbre (sous-synchrone). Bien qu'elle soit la moins fréquemment utilisée pour la détection des défauts (les défauts de cage étant rares), la fréquence FTF joue un rôle important en tant que fréquence de modulation qui crée bandes latérales autour d'autres fréquences de défauts de roulement, en particulier BSF.

calcul mathématique

Formule

Le FTF est calculé à partir de la géométrie des roulements et de la vitesse de l'arbre :

• FTF = (n / 2) × [1 – (Bd/Pd) × cos β]

Variables

• n = Fréquence de rotation de l'arbre (Hz) ou vitesse (RPM/60)
• Bd = Diamètre de la bille ou du rouleau
• Pd = Diamètre primitif (diamètre du cercle passant par les centres des éléments roulants)
• β = Angle de contact

Formulaire simplifié

Pour les roulements à angle de contact nul (β = 0°) :

• FTF ≈ (n / 2) × [1 – Bd/Pd]
• Pour les roulements typiques avec Bd/Pd ≈ 0,2, cela donne FTF ≈ 0,4 × n
• Règle générale : FTF généralement 0,4× vitesse de l'arbre (40% de fréquence de l'arbre)

Plage typique

• Le FTF est généralement de 0,35 à 0,48 fois la vitesse de l'arbre, selon la géométrie du roulement.
• Exemple : 1800 tr/min (30 Hz) → FTF ≈ 12 Hz (0,4 × vitesse de l'arbre)
• Toujours sous-synchrone (moins de 1× la vitesse de fonctionnement)
• La plus basse des quatre fréquences de roulement

Importance physique

Mouvement de cage

La rotation de la cage est déterminée par les éléments roulants :

• Les éléments roulants roulent (sans glissement) entre les bagues intérieure et extérieure.
• La cage se déplace à la vitesse moyenne des centres des éléments roulants.
• La vitesse est approximativement le point médian entre la bague extérieure fixe (0) et la bague intérieure en rotation (vitesse de l'arbre).
• La cage tourne donc à environ 40% de la vitesse de l'arbre.

Fonction de la cage

• Espacement: Maintient un espacement régulier entre les éléments roulants
• Conseils: Maintient les éléments roulants sur leur trajectoire orbitale correcte
• Lubrification: Peut contribuer à la distribution du lubrifiant
• Empêche le contact : Empêche les éléments roulants de se toucher.

Quand FTF apparaît dans les spectres de vibration

Défauts directs de la cage

Les pics FTF primaires apparaissent lorsque la cage elle-même est défectueuse :

• Cage brisée : Structure de cage fracturée ou fissurée
• Poches usées : Jeu excessif entre la cage et les éléments roulants
• Frottement de cage : Cage contactant des races ou des phoques
• Fréquence: Pic FTF direct avec harmoniques
• Rareté: Les défauts affectant uniquement la cage sont rares (< 5% de défaillances)

Modulation par bande latérale (plus courante)

Le FTF apparaît plus fréquemment sous forme d'espacement de bande latérale autour du BSF :

• En cas de défaut de roulement (BSF actif)
• La gravité de l'impact d'une bille défectueuse varie au cours de sa trajectoire.
• Une variation se produit à la fréquence orbitale de la cage (FTF)
• Génère des bandes latérales : BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, BSF ± 3×FTF
• Modèle de diagnostic des défauts des éléments roulants

Instabilité des roulements

• Des vibrations sous-synchrones dues à une instabilité induite par les paliers peuvent se produire à proximité du point de fonctionnement.
• Peut indiquer des problèmes de précharge ou de jeu de roulement insuffisants.
• Se distingue des défauts de cage par des caractéristiques différentes (continus vs. impactants)

Diagnostic des défauts de cage

Symptômes des problèmes de cage

• Pic à la fréquence FTF dans spectre de vibrations
• Harmoniques à 2×FTF, 3×FTF, etc.
• Amplitude souvent erratique ou variable
• Peut s'accompagner d'un bruit audible (cliquetis ou cliquetis).
• Parfois visibles dans la forme d'onde temporelle sous forme d'impacts périodiques

Causes des défauts de cage

• Lubrification inadéquate : Lubrification insuffisante provoquant l'usure de la cage
• Fonctionnement à grande vitesse : Forces centrifuges excessives sur la cage
• Contamination: Particules endommageant le matériau de la cage ou les poches
• Surchauffe: Déformation thermique ou ramollissement du matériau de la cage
• Fatigue: Fatigue à grand nombre de cycles dans les sections de cage minces
• Dommages causés par l'installation : Cage tordue ou endommagée lors du montage

Importance pratique

En tant que marqueur diagnostique

La principale valeur diagnostique de la FTF réside dans l'espacement des bandes latérales :

• 1× Bandes latérales : Indiquer les défauts de la bague intérieure (modulation par rotation de l'arbre)
• Bandes latérales FTF : Indiquer les défauts des éléments roulants (modulation par le mouvement orbital de la cage)
• Reconnaissance de formes : L'espacement des bandes latérales permet d'identifier immédiatement le type de défaut.
• Diagnostic avancé : La compréhension du FTF permet une interprétation correcte des spectres de roulement complexes.

Dans le domaine du diagnostic automatisé

• Les analyseurs de vibrations modernes calculent automatiquement les quatre fréquences.
• Le logiciel identifie les pics à BPFO, BPFI, BSF et FTF.
• Détection automatique des bandes latérales à l'aide de FTF et 1× comme critères de recherche
• La gravité est évaluée en fonction de l'amplitude et du contenu harmonique.

Relation avec d'autres fréquences de roulement

Hiérarchie des fréquences

Les quatre fréquences de roulement, par ordre de grandeur :

• Le plus bas: FTF (0,4× vitesse de l'arbre)
• Faible à moyen : BSF (2 à 3 fois la vitesse de l'arbre)
• Moyen: BPFO (3 à 5 fois la vitesse de l'arbre)
• Le plus élevé : BPFI (5 à 7 fois la vitesse de l'arbre)

Relations mathématiques

• Les quatre fréquences sont liées par la géométrie des paliers.
• La connaissance d'une fréquence et d'un type de relèvement permet de calculer les autres.
• Les rapports entre les fréquences restent constants pour un modèle de roulement donné.
• Permet une vérification croisée du diagnostic

La FTF, bien que la plus basse et la moins souvent observée directement parmi les fréquences de défauts des roulements, joue un rôle crucial dans leur diagnostic. Son rôle de fréquence de modulation des défauts des éléments roulants et son potentiel indicateur de problèmes de cage rendent la compréhension de la FTF essentielle à une évaluation complète et précise de l'état des roulements.

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