FTF-ի հասկացումը. Հիմնական գնացքի հաճախությունը
FTF (Հիմնական գնացքի հաճախությունը, որը նաև կոչվում է շրջանակի հաճախություն կամ պահողի հաճախություն) հիմնական չորսերորդներից մեկն է առանցքակալի թերությունների հաճախություններ. Այն ներկայացնում է առանցքակալի շրջանակի պտտման արագությունը (բաժանարարը կամ պահողը, որը գլորվող տարրերը տեղում է և պահպանում դրանց հավասարաչափ տեղադրումը): Շրջանակը պտտվում է առանցքակալի շուրջ՝ տանելով գլորվող տարրերը իր հետ, և մեկ պտույտ կատարում այն ժամանակահատվածում, որն անհրաժեշտ է ամբողջ գլորվող տարրերի հավաքածուին՝ մեկ անգամ անցնելու գլորման ուղիների շուրջ: FTF-ն առանցքակալի չորս հաճախություններից ամենացածրն է՝ սովորաբար 0.35×-ից մինչև 0.48× լիսեռի արագություն, և հետևաբար միշտ սուբսինխրոն. Չնայած շրջանակի դեֆեկտները ինքնին հազվադեպ են, FTF-ն դիագնոստիկորեն կարևոր է որպես մոդուլյացիայի հաճախություն, որը ստեղծում է կողմնային շերտեր մյուս առանցքակալի հաճախությունների շուրջ, հատկապես BSF.
1. Սահմանում. Ի՞նչ է ներկայացնում FTF-ն
Յուրաքանչյուր գլորման առանցքակալ ունի շրջանակ, որը գնդակները կամ գլորակները թակարդում է ակոսներում և ուղղորդում դրանք ներքին և արտաքին գլորման ուղիների միջև ընկած օղակով: Երբ ներքին գլորման ուղին պտտվում է լիսեռի հետ, այն ձգում է գլորվող տարրերը իր հետ, և շրջանակը շարժվում է դրանց հավաքական ուղեծրային արագությամբ: Քանի որ այդ ուղեծրային արագությունը մոտավորապես անշարժ արտաքին գլորման ուղու (զրո) և պտտվող ներքին գլորման ուղու (լիսեռի արագություն) միջինն է, շրջանակը շրջանառվում է միայն լիսեռի արագության մոտ 40%-ով: Այս ուղեծրային հաճախականությունը Հիմնական գնացքի հաճախությունն է՝ առանցքակալի ամենադանդաղ, ամենաթեթև ռիթմը, բայց այն, որը հիմք է հանդիսանում գլորման տարրերի խանգարումների դիագնոստիկայի համար:
2. Մաթեմատիկական հաշվարկ
Բանաձև
FTF-ն ստացվում է առանցքակալի երկրաչափությունից և լիսեռի արագությունից: Ճիշտ ասած, այն շրջանակի արագությունն է՝ դիտված պտտվող ներքին գլորման ուղուց. անշարժ արտաքին և պտտվող ներքին գլորման ուղիների դեպքում այն հավասար է.
FTF = (n / 2) × [1 − (Bd / Pd) × cos β]
Փոփոխականներ
- n = լիսեռի պտտման հաճախությունը Հց-ով (այսինքն՝ RPM ÷ 60):
- Bd = գնդակի կամ գլորակի տրամագիծը:
- Pd = քայլային տրամագիծը (գլորվող տարրերի կենտրոններով անցնող շրջանագծի տրամագիծը):
- β = շփման անկյունը:
Պարզեցված տեսք
Զրոյական շփման անկյուն ունեցող առանցքակալների համար (β = 0°, cos β = 1).
- FTF ≈ (n / 2) × [1 − Bd / Pd]
- Սովորական առանցքակալի համար, որի Bd/Pd ≈ 0.2, սա տալիս է FTF ≈ 0.4 × n:
- Փորձնական կանոն. FTF-ն մոտավորապես 0.4× լիսեռի արագությունն է՝ լիսեռի հաճախության 40%-ը:
Տիպիկ միջակայք
- FTF-ն սովորաբար ընկած է 0.35×-ի և 0.48× լիսեռի արագության միջև՝ կախված երկրաչափությունից:
- Օրինակ. 1800 RPM (30 Հց) դեպքում FTF ≈ 12 Հց (0.4× լիսեռի արագություն):
- Այն միշտ ենթասինխրոն է (1× աշխատանքային արագությունից ցածր):
- Այն առանցքակալի չորս խանգարման հաճախություններից ամենացածրն է:
Այս հաշվարկները ցանկացած առանցքակալի դեֆեկտների ուսումնասիրության մաս են կազմում. մեկը առանցքակալի դեֆեկտների հաճախությունների հաշվիչ հաշվարկում է FTF-ն BPFO, BPFI և BSF-ի հետ միասին՝ ուղղակիորեն երկրաչափությունից, ինչը շատ ավելի արագ է և քիչ սխալների ենթակա, քան բանաձևը ձեռքով հաշվելը մեքենայի յուրաքանչյուր առանցքակալի համար:
3. Ֆիզիկական նշանակություն
Կեղևի շարժում
Շրջանակի պտույտը որոշվում է այն գլորվող տարրերով, որոնք այն կրում է.
- Գլորվող տարրերը գլորվում են առանց սահելու ներքին և արտաքին գլորման ուղիների միջև:
- Շրջանակը շարժվում է գլորվող տարրերի կենտրոնների միջին արագությամբ:
- Այդ արագությունը մոտավորապես միջնակետն է անշարժ արտաքին գլորման ուղու (0) և պտտվող ներքին գլորման ուղու (լիսեռի արագություն) միջև:
- Հետևաբար շրջանակը շրջանառվում է լիսեռի արագության մոտ 40%-ով:
Մաքուր 0.5× հարաբերակցությունից փոքր շեղումը և այն փաստը, որ իրական շրջանակները կարող են ենթարկվել փոքր սահքի, հենց այն պատճառն է, թե ինչու FTF-ն անհամամասնական է աշխատանքային արագության նկատմամբ և երբեք չի ընկնում կանոնավոր հարմոնիկայի վրա:
Կեղևի ֆունկցիան
- Միջակայք՝ պահպանում է գլորվող տարրերի միջև հավասարաչափ հեռավորությունը:
- Ուղղորդում՝ պահում է յուրաքանչյուր գլորվող տարրը իր ճիշտ ուղեծրային ուղու վրա:
- Քսում. կարող է օգնել քսանյութը բաշխել առանցքակալի միջով:
- Առանձնացում. խոչընդոտում է հարևան գլորվող տարրերի փոխադարձ շփմանը:
4. Ե՞րբ է FTF-ն հայտնվում տատանումների սպեկտրներում
Կեղևի ուղղակի դեֆեկտներ
Հիմնական FTF գագաթը հայտնվում է, երբ շրջանակն ինքնին վնասված է.
- Սպիառված շրջանակ. ճաքած կամ ճաքեր ունեցող շրջանակի կառուցվածք:
- Մաշված ակոսներ. շրջանակի և գլորվող տարրերի միջև չափազանց մեծ բացակ:
- Շրջանակի շփում. շրջանակի շփումը գլորման ուղիների կամ խտանյութերի հետ:
- Հաճախություն ուղղակի FTF գագաթ, հաճախ՝ հարմոնիկաներով:
- Հազվագյուտություն՝ միայն շրջանակի դեֆեկտները հազվադեպ են, կազմելով առանցքակալի ձախողումների մոտ 5%-ից պակաս:
Ինչպես կողմնային թևերի մոդուլյացիա (ավելի տարածված դեր)
Զգալիորեն ավելի հաճախ FTF-ն դրսևորվում է որպես BSF-ի շուրջ կողմնակի շերտերի (sideband) հեռավորություն, այլ ոչ թե որպես սեփական գագաթ.
- Երբ առկա է գլորվող տարրի դեֆեկտ, BSF-ը ակտիվ է.
- Դեֆեկտավոր գնդի ազդեցության ուժգնությունը աճում և նվազում է, երբ այն պտտվում է բեռնվածքի գոտու մեջ և դուրս.
- Այդ տատանումը տեղի է ունենում կաղապարի (cage) ուղեծրային հաճախությամբ — FTF.
- Արդյունքում ստացվում են կողմնակի շերտեր BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, BSF ± 3×FTF և այլն հաճախություններով.
- Այս նախշը հուսալի դիագնոստիկ «մատնահետք» է գլորվող տարրերի դեֆեկտների համար և սրվում է պարուրիչի վերլուծություն.
Առանցքակալի անկայունության դեպքում
- Առանցքակալից առաջացած անկայունության պատճառով ենթա-սինխրոն տատանումները կարող են հայտնվել FTF-ին մոտ.
- Այն կարող է ցույց տալ անբավարար նախաճնշում կամ չափազանց մեծ առանցքակալի բացակ.
- Այն տարբերվում է իսկական կաղապարի դեֆեկտից իր բնույթով — անընդհատ և լայնաշերտ, այլ ոչ թե վնասված կաղապարի առանձին, կրկնվող ազդեցություններ.
5. Կաղապարի դեֆեկտի դիագնոստիկա
Կեղևի խնդիրների ախտանիշներ
- Գագաթ FTF հաճախության վրա տատանումների սպեկտր.
- Հարմոնիկներ 2×FTF, 3×FTF և այլն հաճախություններով.
- Ամպլիտուդ, որը հաճախ անկանոն կամ փոփոխական է, այլ ոչ թե կայուն.
- Լսելի ցայտոց կամ զրնգոց շատ դեպքերում.
- Պարբերական ազդեցություններ, որոնք երբեմն երևում են ժամանակի ալիքաձև.
Կեղևի դեֆեկտների պատճառներ
- Անբավարար քսում. անբավարար քսում, որը հանգեցնում է կաղապարի մաշվածքին.
- Բարձր արագությամբ աշխատանք. կաղապարի վրա չափազանց մեծ կենտրոնախույս ուժ.
- Կեղտոտում՝ մասնիկներ, որոնք վնասում են կաղապարի նյութը կամ դրա գրպանները.
- Գերտաքացում՝ կաղապարի նյութի ջերմային դեֆորմացիա կամ փափկում.
- Գերհոգնածություն՝ բարձր ցիկլային նյութի հոգնածություն կաղապարի բարակ հատվածներում.
- Մոնտաժային վնասվածքներ. կաղապար, որը ծռվել կամ հարվածվել է մոնտաժի ժամանակ.
6. Գործնական նշանակությունը և կապը մյուս առանցքակալային հաճախությունների հետ
FTF-ն որպես դիագնոստիկ նշան
FTF-ի գլխավոր գործնական արժեքը կայանում է կողմնակի շերտերի վրա դրվող հեռավորության մեջ.
- 1× կողմնակի շերտեր. ցույց են տալիս ներքին ուղու դեֆեկտներ (մոդուլյացիա լիսեռի պտտմամբ, երբ դեֆեկտն անցնում է բեռնվածքի գոտով).
- FTF կողմնակի շերտեր. ցույց են տալիս գլորվող տարրերի դեֆեկտներ (մոդուլյացիա կաղապարի ուղեծրային շարժմամբ).
- Նախշերի ճանաչում. կողմնակի շերտերի հեռավորությունը մենակ հաճախ թույլ է տալիս միանգամից ճանաչել դեֆեկտի տեսակը.
- Զարգացած դիագնոստիկա. FTF-ի հասկացումն է, ինչը թույլ է տալիս վերլուծաբանին ճիշտ մեկնաբանել այլապես շփոթեցնող առանցքակալային սպեկտրը.
Ավտոմատացված դիագնոստիկայում
- Ժամանակակից վերլուծիչները ավտոմատ կերպով հաշվարկում են բոլոր չորս առանցքակալային հաճախությունները՝ հիմնվելով առանցքակալի մոդելի վրա.
- Տեղեկատվական համակարգը նշում է գագաթները BPFO, BPFI, BSF և FTF հաճախություններում.
- Կողմնակի շերտերի ավտոմատ հայտնաբերումը օգտագործում է FTF և 1× որպես որոնման քայլեր.
- Ուժգնությունը գնահատվում է գագաթի ամպլիտուդի և հարմոնիկ բովանդակության հիման վրա.
Հաճախությունների հիերարխիա
Չորս առանցքակալային հաճախությունները՝ ըստ մեծության աճման կարգով.
- Ամենացածր՝ FTF (≈ 0.4× լիսեռի պտտաթիվ).
- Ցածր–միջին. BSF (≈ 2–3× լիսեռի պտտաթիվ).
- Միջավայր՝ BPFO (≈ 3–5× լիսեռի պտտաթիվ).
- Ամենաբարձր՝ BPFI (≈ 5–7× լիսեռի պտտաթիվ).
Մաթեմատիկական կապեր
- Բոլոր չորս հաճախությունները բխում են նույն առանցքակալային երկրաչափությունից.
- Մեկ հաճախության և առանցքակալի տեսակի իմացությունը թույլ է տալիս հետհաշվել մյուսները.
- Դրանց միջև հարաբերակցությունները ֆիքսված են տվյալ առանցքակալային մոդելի համար՝ ապահովելով ներկառուցված խաչաձև ստուգում.
- Հատկապես, Z գլորվող տարրեր ունեցող առանցքակալի համար, BPFO + BPFI = Z × լիսեռի պտտաթիվ և BPFO = Z × FTF — օգտակար նույնություններ դիագնոստիկայի ճշտությունը ստուգելու համար.
Գործնականում այս հաճախությունները օգտակար են միայն այն դեպքում, երբ ձեր սարքը կարողանում է դրանք հստակ առանձնացնել մեքենայի իրական աշխատանքային պտտաթվի դեպքում։ Կրելի երկու ալիքով վերլուծիչ, օրինակ՝ Balanset-1A ընդունում է հաճախությունների սպեկտրը և ժամանակային ազդանշանը ուղղակիորեն մեքենայի սեփական առանցքակալներից, այնպես որ դանդաղ FTF ռիթմը և դրանից առաջացած BSF ± FTF կողմնակի շերտերի ընտանիքը կարելի է առանձնացնել տեղում — և, եթե հիմնական խնդիրը պարզվում է լինել անհավասարակշռություն առանցքակալի գերբեռնվածությունը, այլ ոչ թե իսկական կեղևի թերությունը, ուղղվում է անմիջապես։ Սկսելուց առաջ սպեկտրի վրա ամեն մի առանցքակալային տոն նշելու համար մուտքագրեք առանցքակալի երկրաչափությունը առանցքակալի դեֆեկտների հաճախությունների հաշվիչ և վերադրեք կանխատեսված FTF, BSF, BPFO և BPFI գծերը։
FTF-ն, հետևաբար, կարող է լինել առանցքակալային թերությունների հաճախություններից ամենացածրը և ամենաքիչ դիտվողը, բայց այն հեռու է անկարևոր լինելուց։ Դրա դերը որպես գլորման տարրերի թերությունների մոդուլյացիոն հաճախություն և երբեմն իսկական կեղևային խնդիրների ազդանշանումը FTF-ի գործնական հասկացումը դարձնում է անհրաժեշտ առանցքակալի վիճակի ամբողջական և ճշգրիտ գնահատման համար։
