Apa itu Frekuensi Kesalahan Bearing? Deteksi Cacat • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Frekuensi Kesalahan Bearing? Deteksi Cacat • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Frekuensi Kesalahan Bearing? Deteksi Cacat

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Frekuensi Kesalahan Bearing

Definisi: Apa itu Frekuensi Kesalahan Bearing?

Frekuensi kesalahan bantalan (juga disebut frekuensi cacat bantalan atau frekuensi karakteristik) bersifat spesifik getaran Frekuensi yang dihasilkan ketika elemen gelinding (bola atau rol) pada bantalan melewati cacat seperti retak, pecah, atau lubang pada lintasan bantalan atau elemen gelinding itu sendiri. Frekuensi ini dapat diprediksi secara matematis berdasarkan geometri bantalan dan kecepatan putar poros, menjadikannya indikator diagnostik yang sangat berharga untuk deteksi dini cacat bantalan.

Memahami dan mengidentifikasi frekuensi ini melalui analisis getaran memungkinkan personel pemeliharaan mendeteksi masalah bantalan beberapa bulan sebelum masalah tersebut terlihat jelas akibat kenaikan suhu, kebisingan, atau kegagalan besar, sehingga memungkinkan pemeliharaan terencana dan mencegah waktu henti yang tidak direncanakan dan mahal.

Empat Frekuensi Kesalahan Fundamental

Setiap bantalan elemen gelinding memiliki empat frekuensi kesalahan karakteristik, yang masing-masing sesuai dengan jenis cacat yang berbeda:

1. BPFO – Frekuensi Umpan Bola, Balapan Luar

Kecepatan elemen yang bergulir melewati suatu titik tetap pada lintasan luar:

  • Arti Fisik: Jika terdapat cacat pada lintasan luar, setiap elemen bergulir akan menghantamnya saat melewati lintasan tersebut, sehingga menciptakan dampak berulang
  • Nilai Khas: Kecepatan poros 3-5× untuk sebagian besar bantalan
  • Rumus: BPFO = (N × n / 2) × (1 + (Bd/Pd) × cos β)
  • Paling Umum: Cacat balapan luar adalah mode kegagalan bantalan yang paling sering terjadi
  • Efek Zona Beban: Balapan luar stasioner berarti cacat berada pada posisi konstan relatif terhadap beban

2. BPFI – Frekuensi Umpan Bola, Inner Race

Kecepatan elemen yang bergulir melewati suatu titik tetap pada lintasan bagian dalam:

  • Arti Fisik: Balapan bagian dalam berputar bersama poros, sehingga cacat pada balapan bagian dalam akan terkena setiap elemen yang bergulir saat melewatinya
  • Nilai Khas: Kecepatan poros 5-7× untuk sebagian besar bantalan
  • Rumus: BPFI = (N × n / 2) × (1 – (Bd/Pd) × cos β)
  • Lebih Tinggi Dari BPFO: Frekuensi selalu lebih tinggi daripada BPFO untuk bantalan yang sama
  • Pita samping: Hampir selalu menunjukkan 1× pita samping karena modulasi zona beban

3. BSF – Frekuensi Putaran Bola

Frekuensi putaran elemen bergulir yang berputar pada porosnya sendiri:

  • Arti Fisik: Jika elemen bergulir memiliki cacat, hal ini akan berdampak pada kedua lintasan pada frekuensi ini
  • Nilai Khas: Kecepatan poros 1,5-3×
  • Rumus: BSF = (Pd / Bd) × (n / 2) × [1 – (Bd/Pd)² × cos² β]
  • Paling Tidak Umum: Cacat elemen gelinding lebih jarang terjadi dibandingkan cacat balap
  • Pola Kompleks: Cacat menghubungi kedua ras, menciptakan tanda getaran yang kompleks

4. FTF – Frekuensi Kereta Fundamental

Frekuensi putaran sangkar bantalan (retainer):

  • Arti Fisik: Kecepatan putaran sangkar, membawa elemen bergulir di sekitar bantalan
  • Nilai Khas: Kecepatan poros 0,35-0,45× (sub-sinkron)
  • Rumus: FTF = (n / 2) × (1 – (Bd/Pd) × cos β)
  • Cacat Kandang: Kandang yang aus atau rusak membangkitkan frekuensi ini
  • Indikator Ketidakstabilan: Dapat juga muncul selama ketidakstabilan rotor yang disebabkan oleh bantalan

Variabel Rumus Dijelaskan

Rumus frekuensi kesalahan menggunakan parameter geometri bantalan berikut:

  • N = Jumlah elemen bergulir (bola atau rol)
  • n = Frekuensi putaran poros (Hz) atau kecepatan (RPM)
  • Bd = Diameter bola atau rol
  • Pd = Diameter pitch (diameter lingkaran melalui pusat elemen bergulir)
  • β = Sudut kontak (sudut antara arah beban dan sumbu bantalan, biasanya 0-40°)

Sebagian besar perangkat lunak analisis getaran menyertakan basis data bantalan dengan parameter yang telah dihitung sebelumnya untuk ribuan model bantalan.

Bagaimana Frekuensi Kesalahan Muncul dalam Spektrum Getaran

Penampilan Dasar

Ketika bantalan mengalami kerusakan:

  • Puncak Primer: Frekuensi kesalahan muncul sebagai puncak yang jelas di spektrum frekuensi
  • Harmonik: Beberapa harmonik (2×, 3×, 4×) dari frekuensi kesalahan muncul seiring dengan memburuknya kerusakan
  • Pita samping: Untuk cacat pada bagian dalam balapan dan elemen bergulir, sideband 1× di sekitar frekuensi kesalahan adalah hal yang umum
  • Pertumbuhan Amplitudo: Amplitudo frekuensi kesalahan meningkat seiring dengan perkembangan kerusakan

Pola Pita Samping

Sideband menyediakan informasi diagnostik yang penting:

  • Cacat Balapan Dalam: BPFI dengan sideband ±1×, ±2× (cacat berputar masuk/keluar zona beban)
  • Cacat Balapan Luar: BPFO mungkin memiliki sideband 1× jika lintasan luar dapat berputar sedikit
  • Cacat Elemen Bergulir: BSF dengan sideband pada jarak FTF (modulasi frekuensi sangkar)
  • Jarak Pita Samping: Mengidentifikasi komponen mana yang rusak

Tahap Awal vs. Tahap Akhir

  • Tahap Awal: Puncak kecil yang sedikit di atas tingkat kebisingan, mungkin memerlukan analisis amplop untuk mendeteksi
  • Tahap Sedang: Puncak yang jelas dengan harmonik dan sideband dalam FFT standar
  • Tahap Lanjutan: Amplitudo sangat tinggi, banyak harmonik, peningkatan kebisingan pita lebar
  • Tahap Akhir: Spektrum menjadi kacau dengan tingkat kebisingan yang meningkat dan banyak puncak

Teknik Deteksi

Analisis FFT Standar

  • Menghitung FFT sinyal getaran
  • Carilah puncak pada frekuensi bantalan yang dihitung
  • Efektif untuk cacat sedang hingga lanjut
  • Mungkin melewatkan cacat tahap awal yang terkubur dalam kebisingan

Analisis Amplop (Paling Efektif)

Analisis amplop (demodulasi) adalah standar emas untuk deteksi cacat bantalan:

  • Menyaring getaran frekuensi rendah dan berenergi tinggi (dari ketidakseimbangan, dll.)
  • Berfokus pada dampak frekuensi tinggi dari cacat bantalan
  • Dapat mendeteksi kesalahan 6-12 bulan lebih awal dari FFT standar
  • Spektrum amplop dengan jelas menunjukkan frekuensi dan pola kesalahan

Teknik Domain Waktu

Aplikasi Praktis

Prosedur Diagnostik

  1. Identifikasi Bearing: Tentukan model dan lokasi bantalan
  2. Hitung Frekuensi: Gunakan geometri bantalan untuk menghitung BPFO, BPFI, BSF, FTF (atau cari di database)
  3. Kumpulkan Data Getaran: Ukur pada rumah bantalan dengan akselerometer
  4. Analisis Spektrum: Cari frekuensi terhitung dalam FFT atau spektrum amplop
  5. Konfirmasi Diagnosis: Periksa harmonik dan sideband yang konsisten dengan jenis cacat
  6. Menilai Tingkat Keparahan: Amplitudo dan konten harmonik menunjukkan tahap perkembangan cacat
  7. Rencanakan Tindakan: Jadwalkan penggantian bantalan berdasarkan tingkat keparahan dan kekritisan peralatan

Contoh Diagnosis

Motor dengan bantalan SKF 6308 yang berjalan pada 1800 RPM (30 Hz):

  • Frekuensi Terhitung: BPFO = 107 Hz, BPFI = 173 Hz, BSF = 71 Hz, FTF = 12 Hz
  • Diamati dalam Spektrum Amplop: Puncak pada 173 Hz dengan harmonik pada 346 Hz, 519 Hz
  • Pita samping: ±30 Hz sidebands sekitar puncak 173 Hz
  • Diagnosa: Cacat balapan dalam terkonfirmasi (BPFI dengan sideband 1×)
  • Tindakan: Jadwalkan penggantian bantalan dalam 2-4 minggu berdasarkan amplitudo

Pentingnya Pemeliharaan Prediktif

  • Peringatan Dini: Mendeteksi cacat 6-24 bulan sebelum kegagalan
  • Diagnosis Spesifik: Identifikasi komponen bearing mana yang rusak
  • Pemantauan Tren: Melacak amplitudo frekuensi kesalahan untuk memprediksi sisa umur
  • Pemeliharaan Terencana: Jadwalkan penggantian selama waktu henti yang nyaman
  • Mencegah Kerusakan Sekunder: Ganti bantalan sebelum kerusakan fatal merusak poros, rumah, atau komponen lainnya
  • Penghematan Biaya: Hindari perbaikan darurat, kerugian produksi, dan kerusakan tambahan

Frekuensi kerusakan bearing merupakan salah satu alat diagnostik paling ampuh dalam analisis getaran. Prediktabilitas matematisnya, dikombinasikan dengan teknik analisis selubung modern, memungkinkan deteksi dini kerusakan bearing yang andal, sehingga menjadi landasan program perawatan prediktif yang efektif untuk peralatan berputar.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp