A BSF megértése – Labdapörgési gyakoriság
Definíció: Mi a BSF?
BSF (a golyó forgási frekvenciája, más néven gördülőelem forgási frekvenciája) a négy alapvető frekvencia egyike. csapágyhiba-frekvenciák Ez a gördülőelem (golyó vagy görgő) saját tengelye körül forgó forgási sebességét jelenti. Amikor egy gördülőelem felületi hibával, például lepattogzással, repedéssel vagy zárvánnyal rendelkezik, a hiba a gördülőelem fordulatánként kétszer hat mind a belső, mind a külső futópályára, periodikus ütéseket hozva létre a BSF frekvencián.
A négy csapágygyakoriság közül a gördülőelem-hiba a legritkábban megfigyelhető, mivel a gördülőelem-hibák viszonylag ritkák a futófelület-hibákhoz képest, és a csapágymeghibásodásoknak csak körülbelül 10-151 TP3T-jét teszik ki. Azonban, ha jelen van, a BSF jellegzetes és összetett hibát hoz létre. rezgés gondos vizsgálattal azonosítható aláírás rezgéselemzés.
Matematikai számítás
Képlet
A BSF-et a csapágygeometria és a tengelysebesség alapján számítják ki:
- BSF = (Pd / 2 × Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)² × cos² β]
Változók
- Részidős = Osztásátmérő (a gördülőelemek középpontjain áthaladó kör átmérője)
- Bd = Gömb vagy görgő átmérője
- n = Tengely forgási frekvenciája (Hz) vagy sebessége (RPM/60)
- β = Érintkezési szög
Egyszerűsített űrlap
Nulla érintkezési szögű csapágyak esetén (β = 0°):
- BSF ≈ (Pd / 2×Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)²]
- Tipikus Bd/Pd ≈ 0,2 értékű csapágyak esetén ez BSF ≈ 2,4 × n értéket eredményez.
- Ökölszabály: A BSF jellemzően 2-3× tengelysebesség
Tipikus értékek
- A BSF jellemzően 1,5× és 3× tengelysebesség között mozog
- Alacsonyabb, mint mindkettő BPFI és BPFO
- Magasabb, mint FTF (ketreces gyakoriság)
- Példa: Csapágy 1800 RPM-en (30 Hz) → BSF ≈ 71 Hz (2,4× tengelyfordulatszám)
Fizikai mechanizmus
Gördülő elem forgása
A BSF megértéséhez a gördülő elem mozgásának vizualizálása szükséges:
- A gördülőelem a csapágy körül kering a kosárfrekvencián (~0,4× tengelysebesség)
- Ezzel egyidejűleg a saját tengelye körül forog a BSF-nél.
- A forgási sebesség a pálya átmérőjének és a golyó átmérőjének arányától függ.
- Minden teljes pörgetés mindkét gyűrűvel érintkezésbe hozza a hibát.
Dupla ütés fordulatonként
A gördülőelem hibája egyedi mintázatot hoz létre:
- Első hatás: A hiba belső fajt sújt
- Fél forradalom később: Ugyanez a hiba (most 180°-kal elforgatva) érinti a külső gyűrűt
- Eredmény: Két ütés labdafordulatonként = 2×BSF
- Tényleges megfigyelt gyakoriság: Gyakran láthatók csúcsok mind a BSF, mind a 2×BSF értékeknél
Moduláció ketrecfrekvenciával
További bonyolultság adódik a gördülő elem orbitális mozgásából:
- A hibás golyó a kosár minden fordulata után egyszer áthalad a terhelési zónán.
- A terheléstől függően változó hatáserősség (a terhelési zónában magas, máshol alacsony)
- Oldalsávokat hoz létre a következő helyen: FTF (ketrec gyakorisága) távolság
- Oldalsáv-mintázat: BSF ± n×FTF, ahol n = 1, 2, 3…
Rezgésjel
Spektrum jellemzői
- Elsődleges csúcs: BSF vagy 2×BSF frekvencián
- FTF oldalsávok: Ketrecfrekvencia-intervallumokban elhelyezve (ellentétben a BPFI 1× oldalsávjaival)
- Többszörös felharmonikusok: 2×BSF, 3×BSF gyakran jelen van
- Komplex minta: Bonyolultabb, mint a faji hibaminták
- Változó amplitúdó: Jelentősen eltérhet a mérések között, mivel a hibás labda helyzete a terhelési zónában változik
Burkológörbe spektrum
Burkológörbe-elemzés különösen fontos a BSF kimutatása szempontjából:
- A BSF csúcsok gyakran tisztábbak a burkológörbében, mint a standard FFT
- Az FTF oldalsáv-szerkezete jobban látható
- Korai detektálás lehetséges, mielőtt a csúcsok láthatóvá válnának a standard spektrumban
Miért ritkábbak a gördülőelemek hibái?
Számos tényező teszi viszonylag ritkavá a gördülőelemek hibáit:
Terhelés-elosztás
- A gördülőelemek forognak, elosztva a terhelést és a kopást a teljes felületen
- A versenyek (különösen a külső versenyek) koncentrált terhelési zónákkal rendelkeznek.
- Az egyenletesebb feszültségeloszlás késlelteti a gördülőelemek kifáradását
Gyártási minőség
- A golyók és görgők jellemzően a legmagasabb minőségellenőrzésen esnek át.
- Keményebb anyag és jobb felületkezelés, mint a csapágyaknál a futógyűrűknél
- Kevésbé valószínű az anyaghibák előfordulása
Stresszminták
- Gördülő érintkezési feszültség eloszlik a felületen
- A fajok magasabb maximális Hertzi érintkezési feszültségeket tapasztalnak
- A versenyek szélei és sarkai hajlamosabbak a stresszkoncentrációra
Diagnosztikai kihívások
Bonyolultság
- A BSF aláírás összetettebb, mint a versenyhibák az FTF oldalsávok miatt
- Összetéveszthető más gépi frekvenciákkal
- A változó amplitúdó megnehezíti a trendek rögzítését
- Többszörösen kipattanó golyók átfedő aláírásokat hoznak létre
Észlelési nehézség
- A BSF csúcsok néha alacsonyabb amplitúdóval rendelkeznek, mint a versenyhiba csúcsok hasonló hibaméretek esetén
- A frekvencia a többi gépalkatrész tartományába eshet
- Tapasztalat szükséges a BSF mintázatok és a rasszhibák megkülönböztetéséhez
Gyakorlati diagnózis
Megerősítési lépések
- BSF kiszámítása: A csapágyspecifikációkból
- Keresd a BSF csúcsot: Keresési burkológörbe spektrum a számított frekvencián
- 2×BSF ellenőrzése: Gyakran erősebb, mint az alapvető BSF
- FTF oldalsávok ellenőrzése: Keresse az oldalsávokat a ketrec frekvenciatávolságánál (NEM 1×-es távolságnál)
- Amplitúdó változékonysága: A BSF amplitúdója mérések között változhat (a golyóhibák jellemzője)
- Elimináció: A BSF megkötése előtt zárja ki a BPFI-t és a BPFO-t
Amikor több golyó hibás
- Többszörösen kipattanó golyók összetett, átfedő mintázatokat hoznak létre
- A BSF csúcsok kiszélesedhetnek vagy több közeli frekvenciát mutathatnak
- Előrehaladott csapágykopást jelez
- Azonnali csere ajánlott
Okok és megelőzés
A gördülőelemek hibáinak gyakori okai
- Anyagbefoglalatok: Belső üregek vagy idegen anyag a golyóban/görgőben
- Telepítési sérülés: Brinelling az ütésektől a kezelés során
- Szennyeződés: Kemény részecskék beágyazódnak a labda felületébe vagy károsítják azt
- Elektromos kár: Elektromos áram íve áthalad a csapágyon, gödröket hozva létre
- Hamis Brinelling: Álló helyzetben rezgés okozta aggodalom
- Korrózió: Nedvesség vagy kémiai támadás okoz felszíni gödröket
Megelőzési stratégiák
- Használjon jó minőségű, megbízható gyártóktól származó csapágyakat
- Óvatos kezelés a telepítés során
- Hatékony szennyeződés-szabályozás (tömítések, tiszta környezet)
- Megfelelő kenés a korrózió megelőzése érdekében
- VFD hajtású motorok elektromos szigetelése
- Rezgésszigetelés tárolás és szállítás közben
Bár a BSF ritkábban fordul elő, mint a BPFO vagy a BPFI, jellemzőinek megértése lehetővé teszi a teljes csapágydiagnosztikát. A jellegzetes FTF oldalsáv-mintázat és a gyors progresszió lehetősége az észlelés után a BSF-et az átfogó csapágyállapot-felügyeleti programok fontos részévé teszi.