Što je BPFO? Objašnjenje vanjskog kruga frekvencije prolaska kugle • Prijenosni balanser, analizator vibracija "Balanset" za dinamičko balansiranje drobilica, ventilatora, malčera, puževa na kombajnima, osovina, centrifuga, turbina i mnogih drugih rotora Što je BPFO? Objašnjenje vanjskog kruga frekvencije prolaska kugle • Prijenosni balanser, analizator vibracija "Balanset" za dinamičko balansiranje drobilica, ventilatora, malčera, puževa na kombajnima, osovina, centrifuga, turbina i mnogih drugih rotora

Što je BPFO? Učestalost dodavanja lopte Objašnjenje vanjskog trka

Objavio/la admin na

Razumijevanje BPFO-a – Vanjski trk frekvencije dodavanja lopte

Definicija: Što je BPFO?

BPFO (Frekvencija dodavanja lopte, Vanjski trk) je jedan od četiri temeljna frekvencije kvarova ležajeva koji označava brzinu kojom kotrljajući elementi (kuglice ili valjci) prelaze preko defekta koji se nalazi na vanjskom prstenu kotrljajućeg ležaja. Kada na vanjskom prstenu postoji odlomljivanje, pukotina, rupa ili neki drugi defekt, svaki kotrljajući element udara u defekt dok prolazi, stvarajući ponavljajući udar koji generira vibracija na frekvenciji BPFO-a.

BPFO je dijagnostički najvažnija frekvencija ležaja jer su defekti vanjskog prstena najčešći tip kvara ležaja, čineći otprilike 40% svih kvarova kotrljajućih ležajeva. Detekcija vrhova BPFO-a u spektrima vibracija omogućuje ranu identifikaciju problema vanjskog prstena prije nego što dođe do kvara ležaja.

Matematički izračun

Formula

BPFO se izračunava korištenjem geometrije ležaja i brzine osovine:

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

Varijable

  • N = Broj kotrljajućih elemenata (kuglica ili valjaka) u ležaju
  • n = Frekvencija rotacije osovine (Hz) ili brzina (o/min/60)
  • Bd = Promjer kuglice ili valjka
  • Pd = Promjer koraka (promjer kružnice kroz središta kotrljajućih elemenata)
  • β = Kut kontakta (obično 0° za radijalne kuglične ležajeve, 15-40° za kutni kontakt)

Pojednostavljena aproksimacija

Za ležajeve s nultim kontaktnim kutom (β = 0°):

  • BPFO ≈ (N × n / 2) × [1 + Bd/Pd]
  • Za tipične ležajeve s Bd/Pd ≈ 0,2, to daje BPFO ≈ 0,6 × N × n
  • Pravilo: BPFO ≈ 60% od (broj kuglica × frekvencija osovine)

Tipične vrijednosti

  • Za ležajeve s 8-12 kotrljajućih elemenata: BPFO obično 3-5× brzina osovine
  • Primjer: 10-kuglični ležaj pri 1800 okretaja u minuti (30 Hz) → BPFO ≈ 107 Hz (3,6 × brzina osovine)

Fizički mehanizam

Zašto defekti vanjskog trka generiraju BPFO

Vanjski prsten je u većini ležajeva nepomičan, fiksiran u kućištu:

  1. Defekt (odlomak, rupa) postoji na fiksnom mjestu na vanjskom kolutu.
  2. Kako se kavez okreće, on nosi kotrljajuće elemente oko ležaja
  3. Svaki kotrljajući element redom prelazi preko mjesta defekta
  4. Kada lopta udari u defekt, dolazi do malog udara ili "klika"
  5. S N kotrljajućih elemenata, defekt se pojavi N puta po okretu kaveza.
  6. Budući da se kavez okreće brzinom od približno 0,4 × brzine osovine, a svaka kuglica udari jednom po okretu kaveza, ukupna brzina udara = N × frekvencija kaveza ≈ BPFO

Karakteristike utjecaja

  • Svaki udar je kratak (traje nekoliko mikrosekundi)
  • Utjecaji su periodični na BPFO frekvenciji
  • Energija udara pobuđuje visokofrekventne rezonancije u nosivoj konstrukciji
  • Ponavljajuća priroda stvara jasne spektralne vrhove

Vibracijski potpis u spektrima

U standardnom FFT spektru

  • Primarni vrh: Na frekvenciji BPFO-a
  • Harmonici: Pri 2×BPFO, 3×BPFO, 4×BPFO (što ukazuje na težinu defekta)
  • Bočni pojasevi: Može imati ±1× bočne pojaseve ako se vanjski prsten može malo rotirati ili zbog varijacije zone opterećenja
  • Amplituda: Povećava se kako se defekt širi

U spektru omotnice

  • Vrh BPFO-a je mnogo jasniji i veće amplitude nego u standardnom FFT-u
  • Harmonici istaknuto prikazani
  • Moguće rano otkrivanje (nedostatci se mogu otkriti mjesecima ranije)
  • Manje smetnji od niskofrekventnih vibracija

Tipična progresija amplitude

  • Početni: 0,1-0,5 g (omotnica), jedva primjetno
  • Rano: 0,5-2 g, jasan BPFO vrh s 1-2 harmonika
  • Umjereno: 2-10 g, više harmonika, pojavljivanje bočnih pojaseva
  • Napredno: >10 g, brojni harmonici, povišeni prag šuma

Zašto su defekti vanjskog trkališta najčešći

Kvarovi vanjskog trkališta prevladavaju iz nekoliko razloga:

Koncentracija opterećenja

  • U tipičnoj horizontalnoj orijentaciji osovine, zona opterećenja je na dnu
  • Vanjski prsten na dnu nosi većinu opterećenja
  • Stalno opterećenje istog dijela vanjskog koluta ubrzava umor
  • Unutarnji kolut se okreće, raspoređujući opterećenje po cijelom opsegu

Naprezanja pri ugradnji

  • Vanjski prsten utisnut u kućište može pretrpjeti oštećenja prilikom ugradnje
  • Interferentni spojevi stvaraju zaostala naprezanja
  • Nepravilna ugradnja (neusklađenost, napinjanje) oštećuje vanjski prsten

Učinci kontaminacije

  • Čestice ulaze u ležaj na vanjskom prstenu
  • Kontaminacija koncentrirana u području vanjskog trka
  • Čestice ugrađene u mekši materijal vanjskog koluta

Dijagnostički značaj

Visoka dijagnostička pouzdanost

BPFO je jedan od najpouzdanijih dijagnostičkih pokazatelja:

  • Frekvencija se precizno izračunava i jedinstvena je za svaki tip ležaja
  • Malo je vjerojatno da će se zamijeniti s frekvencijama drugih strojeva
  • Jasan obrazac progresije kako se defekt pogoršava
  • Dobro shvaćen odnos između amplitude i veličine defekta

Procjena ozbiljnosti

  • Broj harmonika: Više harmonika = napredniji defekt
  • Vršna amplituda: Veća amplituda = veća površina defekta
  • Prisutnost bočnog pojasa: Opsežni bočni pojasevi ukazuju na modulaciju, često zbog varijacije zone opterećenja
  • Prag buke: Povišena razina buke ukazuje na rašireno propadanje površine

Odnos prema drugim frekvencijama ležaja

BPFO u odnosu na BPFI

  • BPFI (unutarnji prsten) uvijek veće frekvencije od BPFO za isti ležaj
  • Tipičan omjer: BPFI/BPFO ≈ 1,6-1,8
  • Ako su oba prisutna, to ukazuje na višestruke nedostatke (napredovali kvar)
  • BPFO je češći u početku; BPFI se može razviti kao sekundarno oštećenje

Bočni pojasevi pri brzini od 1×

  • Dok je vanjski prsten nepomičan, moguće je lagano kretanje
  • Labavi položaj ležaja omogućuje lagano puzanje ili rotaciju vanjskog prstena
  • Varijacija zone opterećenja dok rotor kruži stvara modulaciju amplitude
  • Rezultati u ±1× bočnim pojasevima oko vrha BPFO-a

Praktična strategija praćenja

Rutinsko praćenje

  • Mjesečna ili tromjesečna analiza ovojnice na svakoj lokaciji ležaja
  • Automatsko otkrivanje i praćenje trendova BPFO vrhova
  • Alarm postavljen na 2-3× amplitudu osnovne linije
  • Trend povijesnih podataka za predviđanje vremena kvara

Potvrdni testovi

Kada se otkrije BPFO:

  • Provjerite odgovara li frekvencija izračunatoj vrijednosti (unutar ±5%)
  • Provjerite harmonike (2×BPFO, 3×BPFO)
  • Potražite karakterističan uzorak bočnog pojasa
  • Usporedite s drugim ležajevima na istom stroju (treba biti jedinstveno za neispravan ležaj)
  • Povećajte učestalost praćenja na tjedno ili dnevno

Detekcija i praćenje BPFO-a predstavlja jednu od najuspješnijih primjena analize vibracija u prediktivnom održavanju, sprječavajući kvarove ležajeva i omogućujući strategije zamjene temeljene na stanju koje optimiziraju pouzdanost opreme i troškove održavanja.

← Natrag na glavni indeks

Kategorije:
WhatsApp