Što su frekvencije oštećenja ležajeva?

Frekvencije defekata ležaja karakteristične su frekvencije vibracija koje se generiraju kada kotrljajući ležaj ima lokalizirani defekt na jednoj od svojih komponenti (vanjski prsten, unutarnji prsten, kotrljajući elementi ili kavez). Svaka komponenta proizvodi jedinstvenu frekvenciju na temelju geometrije ležaja i brzine osovine.

Kako se oštećenje vanjskog prstena može pojaviti u spektru?

Kvar vanjskog prstena može stvoriti komponente blizu BPFO i njegovih harmonika. FTF ili druge bočne trake također se mogu pojaviti jer opterećenje, klizanje, put prijenosa i modulacija utječu na spektar. Sama podudarnost frekvencije ne dokazuje kvar; potvrdite analizom ovojnice, trendovima i kontekstom pregleda.

Koja je razlika između pokazatelja unutarnjeg i vanjskog prstena?

Kvarovi vanjskog prstena istražuju se oko BPFO; kvarovi unutarnjeg prstena oko BPFI. Modulacija brzine vratila česta je oko BPFI, dok BPFO također može pokazati FTF ili druge bočne trake. Tumačite obrazac zajedno s opterećenjem, položajem mjerenja i spektrom ovojnice.

Zašto su harmonici važni u analizi ležajeva?

Harmonici i bočne trake mogu ojačati hipotezu o kvaru ležaja, ali njihov broj nije univerzalna ljestvica ozbiljnosti niti izračun preostalog vijeka trajanja. Procijenite trendove amplitude, spektre ovojnice, razinu šuma, radno stanje i potvrdna mjerenja.

Gdje mogu pronaći geometrijske podatke ležaja?

Podaci o geometriji ležaja (broj kotrljajućih elemenata, promjer kuglice, promjer koraka, kontaktni kut) mogu se pronaći u katalozima proizvođača SKF-a, FAG/Schaefflera, NSK-a, Timkena, NTN-a i drugih. Mnogi proizvođači također nude online alate i baze podataka. Neki softveri za analizu vibracija uključuju ugrađene baze podataka o ležajevima.

Besplatni inženjerski alat #035

Kalkulator učestalosti kvarova ležajeva

Izračunajte BPFO, BPFI, BSF i FTF iz geometrije ležaja i brzine osovine. Uključuje 2× i 3× harmonike za dijagnostiku vibracija.

BPFO BPFI BSF FTF

Rezultati

BPFO — Frekvencija kvara vanjskog prstena

—

BPFI — Frekvencija kvara unutarnjeg prstena

—

BSF — Frekvencija vrtnje kuglice

—

FTF — Frekvencija kaveza

—

Frekvencija osovine

—

Tablica harmonika

Frekvencija	1× (Hz)	1× (red)	2× (Hz)	2× (red)	3× (Hz)	3× (red)

Frekvencije kvarova ležaja

Kada se na kotrljajućem ležaju pojavi lokalizirani defekt, ponavljajući udar generira karakteristične frekvencije koje ovise o geometriji ležaja i brzini osovine. Četiri temeljne frekvencije defekta su:

Osnovna frekvencija kaveza (FTF)

Frekvencija rotacije kaveza. Povišena FTF ukazuje na istrošenost ili oštećenje kaveza.

Frekvencija prolaza kuglica preko vanjskog prstena (BPFO)

Frekvencija kojom kotrljajući elementi prolaze pored točke na vanjskom prstenu. Vrhovi blizu BPFO mogu poduprijeti dijagnozu kvara vanjskog prstena, ali njihova pojava i amplituda ovise o zoni opterećenja, putu prijenosa, proklizavanju i položaju mjerenja.

Frekvencija prolaza kuglica preko unutarnjeg prstena (BPFI)

Brzina kojom kotrljajući elementi prolaze točku na unutarnjem kolutu. Greške unutarnjeg koluta obično pokazuju bočne pojaseve pri brzini osovine oko BPFI.

Frekvencija rotacije loptice (BSF)

Frekvencija rotacije kotrljajućeg elementa oko vlastite osi. Nedostaci kotrljajućeg elementa često se pojavljuju pri 2× BSF jer nedostatak dodiruje oba prstena po okretu.

Bilješka: Te kinematičke formule pretpostavljaju čisto kotrljanje bez proklizavanja. Stvarne frekvencije mogu se promijeniti s opterećenjem, zazorom, podmazivanjem, brzinom i proklizavanjem; izračunate vrijednosti upotrebljavajte kao oznake za pretraživanje, a ne kao točnu potvrdu kvara.

Praktični primjer

Primjer s proračunom — navedena geometrija, 1500 RPM

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

Frekvencija osovine = 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

⚠️ Napomena: Za točnu varijantu ležaja upotrijebite unutarnju geometriju i kontaktni kut proizvođača ležaja. Ne zaključujte o kontaktnom kutu ni dimenzijama kotrljajućih elemenata samo na temelju oznake.

Frekvencije oštećenja ležaja karakteristične su frekvencije vibracija koje nastaju kada ležaj s kotrljajućim tijelima ima lokalno oštećenje. Svaka komponenta ležaja — vanjska staza, unutarnja staza, kotrljajuća tijela i kavez — stvara poseban frekvencijski obrazac koji ovisi o geometriji ležaja i brzini vratila.

Četiri ključne frekvencije su: BPFO (frekvencija prolaska kuglica po vanjskoj stazi), BPFI (frekvencija prolaska kuglica po unutarnjoj stazi), BSF (frekvencija vrtnje kuglice) i FTF (osnovna frekvencija sklopa kotrljajućih tijela/kaveza).

Oštećenje vanjskog prstena može proizvesti komponente blizu BPFO-a i njegovih harmonika. FTF ili drugi bočni pojasevi također mogu biti prisutni jer opterećenje, klizanje i modulacija utječu na odziv.

Samo podudaranje frekvencije nije dokaz. Potvrdite analizom ovojnice, trendovima, radnim stanjem i kontekstom pregleda.

Oštećenja vanjske staze istražuju se oko BPFO; oštećenja unutarnje staze oko BPFI. Modulacija frekvencijom vrtnje vratila uobičajena je oko BPFI, dok BPFO također može pokazivati FTF ili druge bočne pojaseve.

Oba obrasca tumačite zajedno s opterećenjem, položajem mjerenja, spektrom ovojnice i trendovima.

Harmonici i bočni pojasevi mogu ojačati pretpostavku o kvaru ležaja, ali njihov broj nije univerzalna ljestvica ozbiljnosti ni proračun preostalog vijeka.

Procijenite amplitude i trendove zajedno sa spektrima ovojnice, razinom pozadinskog šuma, radnim uvjetima i mjerenjima koja potkrepljuju zaključak.

Koristite geometrijske podatke koje je dostavio proizvođač ležaja ili podatke iz provjerene baze ležajeva za točnu oznaku i sufiks unutarnje izvedbe.

Promjer provrta i vanjski promjer ne određuju jednoznačno promjer kotrljajućeg tijela, diobeni promjer ni kontaktni kut. Ako točna geometrija nije dostupna, navedite izračunate frekvencije kao procjenu i provjerite ih usporedbom s izmjerenim spektrima; nemojte predstavljati pretpostavljenu geometriju kao podatke proizvođača.

Postupke opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prijenosni dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na terenu.