Apa itu BPFI? Penjelasan Ball Pass Frequency Inner Race • Balancer portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk crusher, kipas, mulcher, auger penyeimbang dinamis pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu BPFI? Penjelasan Ball Pass Frequency Inner Race • Balancer portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk crusher, kipas, mulcher, auger penyeimbang dinamis pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu BPFI? Penjelasan Frekuensi Umpan Bola dan Inner Race

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami BPFI – Ball Pass Frequency Inner Race

Definisi: Apa itu BPFI?

BPFI (Ball Pass Frequency, Inner Race) merupakan salah satu dari empat fundamental frekuensi kesalahan bantalan yang menunjukkan laju elemen gelinding melewati cacat pada lintasan dalam bantalan elemen gelinding. Ketika terjadi spall, retakan, atau lubang pada lintasan dalam yang berputar, elemen gelinding yang diam akan berulang kali membentur cacat tersebut saat berputar melewatinya, menciptakan benturan berkala yang menghasilkan getaran pada frekuensi BPFI.

BPFI ditandai dengan frekuensi yang lebih tinggi dibandingkan BPFO (frekuensi balapan luar) dan hampir selalu menunjukkan ±1× yang khas pita samping akibat modulasi amplitudo saat cacat berputar masuk dan keluar dari zona beban bantalan. Pita samping ini merupakan penanda diagnostik utama yang membedakan cacat lintasan dalam dari masalah bantalan lainnya.

Perhitungan Matematika

Rumus

BPFI dihitung menggunakan geometri bantalan dan kecepatan poros:

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

Variabel

  • N = Jumlah elemen gelinding pada bantalan
  • n = Frekuensi putaran poros (Hz) atau kecepatan (RPM/60)
  • Bd = Diameter bola atau rol
  • Pd = Diameter pitch (diameter lingkaran melalui pusat elemen bergulir)
  • β = Sudut kontak

Mengapa BPFI > BPFO

BPFI selalu lebih tinggi daripada BPFO untuk bantalan yang sama karena:

  • Balapan bagian dalam berputar bersama poros sementara elemen yang bergulir mengorbit pada kecepatan sangkar (~0,4×)
  • Kecepatan relatif antara balapan bagian dalam dan elemen bergulir lebih tinggi
  • Rumus menunjukkan BPFI = (N × n / 2) × [1 – Bd/Pd] sedangkan BPFO = (N × n / 2) × [1 + Bd/Pd]
  • Tanda minus di BPFI membuatnya lebih besar (mengurangi pecahan dari 1)
  • Rasio tipikal: BPFI/BPFO ≈ 1,6-1,8

Nilai-nilai Khas

  • Untuk bantalan umum: BPFI biasanya 5-7× kecepatan poros
  • Contoh: bantalan 10 bola pada 1800 RPM (30 Hz) → BPFI ≈ 173 Hz (5,8× kecepatan poros)

Mekanisme Fisik dan Modulasi Zona Beban

Cacat Berputar

Cacat balapan dalam menciptakan situasi yang unik:

  1. Cacat ada pada putaran dalam balapan
  2. Saat lintasan dalam berputar, cacat bergerak di sekitar lingkar bantalan
  3. Setiap elemen bergulir akan mengalami cacat saat melewatinya (frekuensi BPFI)
  4. Namun tingkat keparahan dampak bervariasi tergantung pada lokasi cacat relatif terhadap zona beban

Efek Zona Beban

Zona beban bantalan menciptakan modulasi amplitudo:

  • Cacat pada Zona Beban: Kekuatan kontak tinggi, dampak kuat saat elemen bergulir menghantamnya
  • Zona Beban Berlawanan Cacat: Gaya kontak rendah atau nol, dampak lemah atau tidak ada
  • Frekuensi Modulasi: Cacat melewati zona beban sekali per putaran poros (frekuensi 1×)
  • Hasil: Amplitudo BPFI dimodulasi pada kecepatan poros 1×

Pembuatan Sideband

Modulasi amplitudo menciptakan pita samping matematika:

  • Frekuensi Pembawa: BPFI
  • Frekuensi Modulasi: 1× kecepatan poros
  • Pita samping: BPFI ± 1×, BPFI ± 2×, BPFI ± 3×
  • Pola: Sideband simetris diberi jarak 1× di sekitar BPFI
  • Nilai Diagnostik: Pola sideband ini hampir patognomonik untuk cacat balapan bagian dalam

Karakteristik Tanda Getaran

Penampakan Spektrum Khas

  • Puncak Tengah: Pada frekuensi BPFI
  • Keluarga Sideband: Beberapa puncak pada BPFI ± n×(1×), di mana n = 1, 2, 3, …
  • Keluarga Harmonis: Keluarga sideband tambahan pada 2×BPFI, 3×BPFI dengan sideband ±1× mereka sendiri
  • Pola Visual: Tampak seperti pola “pagar kayu” atau sisir

Fitur Spektrum Amplop

  • Puncak BPFI mendominasi spektrum amplop
  • Sideband sangat jelas dan diagnostik
  • Deteksi dini beberapa bulan sebelum FFT standar menunjukkan puncak
  • Amplitudo meningkat secara eksponensial seiring dengan pertumbuhan cacat

Deteksi dan Diagnosis

Langkah-Langkah Pengenalan

  1. Hitung BPFI: Dari nomor model bantalan atau geometri
  2. Spektrum Pencarian: Cari puncak pada frekuensi terhitung (toleransi ±5%)
  3. Verifikasi Sideband: Konfirmasikan adanya sideband ±1× (fitur diagnostik utama)
  4. Periksa Harmonik: Cari 2×BPFI, 3×BPFI dengan sideband-nya sendiri
  5. Menilai Amplitudo: Bandingkan dengan pedoman dasar atau tingkat keparahan
  6. Konfirmasi Diagnosis: BPFI + sidebands = cacat balapan bagian dalam terkonfirmasi

Diagnosis Banding

Fitur BPFI (Balapan Dalam) BPFO (Balapan Luar)
Frekuensi Lebih tinggi (kecepatan poros 5-7×) Lebih rendah (kecepatan poros 3-5×)
Pita samping Hampir selalu ada (±1×) Mungkin ada atau mungkin tidak ada
Pola Pita Samping Jarak yang sangat teratur dan jelas Kurang teratur jika ada
Kejadian Kurang umum (~25% kegagalan) Paling umum (~40% kegagalan)

Perkembangan dan Tingkat Keparahan

Tahapan Perkembangan Cacat

  1. Inisiasi: Retakan atau lubang mikroskopis terbentuk, belum dapat dideteksi
  2. Baru mulai: Puncak BPFI kecil muncul dalam spektrum amplop (0,1-0,5 g)
  3. Lebih awal: Puncak BPFI jernih dengan 1-2 harmonik dan sideband (0,5-2 g)
  4. Sedang: Beberapa harmonik, sideband menonjol, spall terlihat saat inspeksi (2-10 g)
  5. Canggih: Amplitudo sangat tinggi, banyak harmonik, tingkat kebisingan tinggi (>10 g)
  6. Berat: Kebisingan pita lebar mendominasi, hampir menyebabkan kegagalan, kegagalan besar akan segera terjadi

Estimasi Sisa Umur

  • Dari tahap awal hingga tahap awal: Biasanya tersisa 6-18 bulan
  • Awal hingga Sedang: Sisa 3-6 bulan
  • Sedang hingga Mahir: Sisa 1-3 bulan
  • Lanjut ke Parah: Sisa waktu beberapa hari hingga minggu
  • Variabel: Garis waktu sebenarnya tergantung pada beban, kecepatan, kondisi pengoperasian, dan ukuran bantalan

Penyebab Cacat Balapan Dalam

  • Kelelahan: Kelelahan siklus tinggi akibat pembebanan berulang
  • Pemasangan yang Tidak Tepat: Kerusakan saat pemasangan (memukul bagian dalam balapan dengan palu)
  • Kerusakan Poros: Permukaan poros kasar atau rusak yang menyebabkan fretting
  • Kesesuaian Interferensi Ketat: Kekuatan yang berlebihan saat melakukan press-fitting
  • Ketidakselarasan: Pembebanan yang tidak seragam mempercepat kelelahan
  • Kontaminasi: Partikel yang menyebabkan kerusakan lekukan
  • Kegagalan Pelumasan: Pelumasan yang tidak memadai menyebabkan kerusakan permukaan

Tindakan Korektif

Respon Segera (Setelah Terdeteksi)

  • Tingkatkan frekuensi pemantauan (bulanan → mingguan → harian seiring meningkatnya tingkat keparahan)
  • Jadwalkan penggantian bantalan selama pemadaman berikutnya yang nyaman
  • Amplitudo tren untuk memprediksi sisa masa manfaat
  • Hindari pengoperasian pada kecepatan kritis yang dapat mempercepat kegagalan

Perencanaan Penggantian

  • Pesan bantalan pengganti (konfirmasi model yang benar)
  • Rencana pemeriksaan poros (cacat pada saluran dalam dapat merusak poros)
  • Selidiki akar penyebabnya untuk mencegah terulangnya kembali
  • Pertimbangkan spesifikasi bantalan yang lebih baik jika terjadi kegagalan dini

Deteksi BPFI melalui analisis getaran merupakan landasan pemantauan kondisi bantalan. Puncak frekuensi tinggi yang khas dengan pita samping 1x memberikan indikasi yang jelas tentang kerusakan pada lintasan dalam, memungkinkan tindakan perawatan tepat waktu yang mencegah kegagalan bantalan yang fatal dan kerusakan sekunder terkait pada poros dan rumah bantalan.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp