Apa itu BSF? Frekuensi Putaran Bola dalam Diagnostik Bearing • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis crusher, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu BSF? Frekuensi Putaran Bola dalam Diagnostik Bearing • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis crusher, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu BSF? Frekuensi Putaran Bola dalam Diagnostik Bearing

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami BSF – Frekuensi Putaran Bola

Definisi: Apa itu BSF?

BSF (Ball Spin Frequency, juga disebut frekuensi putaran elemen bergulir) adalah salah satu dari empat frekuensi dasar frekuensi kesalahan bantalan yang mewakili kecepatan putar elemen bergulir (bola atau rol) yang berputar pada porosnya sendiri. Ketika elemen bergulir memiliki cacat permukaan seperti spall, crack, atau inclusion, cacat tersebut akan berdampak pada lintasan dalam dan luar dua kali per putaran elemen bergulir, sehingga menciptakan dampak periodik pada frekuensi BSF.

BSF adalah yang paling jarang diamati dari keempat frekuensi bearing karena cacat elemen gelinding relatif jarang terjadi dibandingkan dengan cacat lintasan, hanya mencakup sekitar 10-15% dari kegagalan bearing. Namun, ketika terjadi, BSF menghasilkan karakteristik yang khas dan kompleks. getaran tanda tangan yang dapat diidentifikasi melalui pemeriksaan yang cermat analisis getaran.

Perhitungan Matematika

Rumus

BSF dihitung menggunakan geometri bantalan dan kecepatan poros:

  • BSF = (Pd / 2×Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)² × cos² β]

Variabel

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

Bentuk Sederhana

Untuk bantalan sudut kontak nol (β = 0°):

  • BSF ≈ (Pd / 2×Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)²]
  • Untuk bantalan khas dengan Bd/Pd ≈ 0,2, ini memberikan BSF ≈ 2,4 × n
  • Aturan praktis: BSF biasanya memiliki kecepatan poros 2-3×

Nilai-nilai Khas

  • BSF biasanya berkisar antara 1,5× hingga 3× kecepatan poros
  • Lebih rendah dari keduanya BPFI dan BPFO
  • Lebih tinggi dari FTF (frekuensi kandang)
  • Contoh: Bearing pada 1800 RPM (30 Hz) → BSF ≈ 71 Hz (kecepatan poros 2,4×)

Mekanisme Fisik

Rotasi Elemen Bergulir

Memahami BSF memerlukan visualisasi gerakan elemen bergulir:

  1. Elemen bergulir mengorbit di sekitar bantalan pada frekuensi sangkar (~0,4× kecepatan poros)
  2. Pada saat yang sama, ia berputar pada porosnya sendiri di BSF
  3. Kecepatan putaran bergantung pada rasio diameter pitch terhadap diameter bola
  4. Setiap putaran lengkap membawa cacat ke dalam kontak dengan kedua ras

Dampak Ganda per Revolusi

Cacat pada elemen bergulir menciptakan pola yang unik:

  • Dampak Pertama: Cacat menyerang balapan bagian dalam
  • Setengah Revolusi Kemudian: Cacat yang sama (sekarang diputar 180°) menyerang ras luar
  • Hasil: Dua dampak per putaran bola = 2×BSF
  • Frekuensi Aktual yang Diamati: Sering melihat puncak pada BSF dan 2×BSF

Modulasi dengan Frekuensi Kandang

Kompleksitas tambahan muncul dari gerakan orbital elemen bergulir:

  • Bola yang cacat melewati zona beban sekali per putaran sangkar
  • Tingkat keparahan dampak dimodulasi oleh pembebanan (tinggi di zona beban, rendah di tempat lain)
  • Membuat sideband di FTF jarak (frekuensi kandang)
  • Pola pita samping: BSF ± n×FTF, di mana n = 1, 2, 3…

Tanda Getaran

Karakteristik Spektrum

  • Puncak Primer: Pada frekuensi BSF atau 2×BSF
  • Pita Samping FTF: Ditempatkan pada interval frekuensi kandang (tidak seperti sideband 1× BPFI)
  • Harmonik Ganda: 2×BSF, 3×BSF sering hadir
  • Pola Kompleks: Lebih rumit dari pola cacat ras
  • Amplitudo Variabel: Dapat bervariasi secara signifikan antara pengukuran karena posisi bola yang cacat di zona beban berubah

Spektrum Amplop

Analisis amplop sangat penting untuk deteksi BSF:

  • Puncak BSF seringkali lebih jelas dalam amplop daripada FFT standar
  • Struktur sideband FTF lebih terlihat
  • Deteksi dini mungkin dilakukan sebelum puncak terlihat dalam spektrum standar

Mengapa Cacat Elemen Bergulir Kurang Umum

Beberapa faktor membuat cacat elemen gelinding relatif jarang terjadi:

Distribusi Beban

  • Elemen bergulir berputar, mendistribusikan beban dan keausan di seluruh permukaan
  • Balapan (terutama balapan luar) memiliki zona beban terkonsentrasi
  • Distribusi tegangan yang lebih seragam menunda kelelahan pada elemen gelinding

Kualitas Manufaktur

  • Bola dan rol biasanya menerima kontrol kualitas tertinggi
  • Bahan yang lebih keras dan permukaan akhir yang lebih baik daripada ras di banyak bantalan
  • Kecil kemungkinannya memiliki cacat material

Pola Stres

  • Tegangan kontak guling didistribusikan ke seluruh permukaan
  • Balapan mengalami tegangan kontak Hertzian maksimum yang lebih tinggi
  • Tepi dan sudut balapan lebih rentan terhadap konsentrasi tegangan

Tantangan Diagnostik

Kompleksitas

  • Tanda tangan BSF lebih kompleks daripada cacat balapan karena sideband FTF
  • Dapat tertukar dengan frekuensi mesin lainnya
  • Amplitudo variabel membuat tren menjadi lebih sulit
  • Beberapa bola yang cacat menciptakan tanda tangan yang tumpang tindih

Kesulitan Deteksi

  • Puncak BSF terkadang memiliki amplitudo yang lebih rendah daripada puncak cacat balapan untuk ukuran cacat yang serupa
  • Frekuensi mungkin berada dalam kisaran dengan komponen mesin lainnya
  • Membutuhkan pengalaman untuk membedakan pola BSF dari cacat ras

Diagnosis Praktis

Langkah Konfirmasi

  1. Hitung BSF: Dari spesifikasi bantalan
  2. Cari Puncak BSF: Pencarian spektrum amplop pada frekuensi yang dihitung
  3. Periksa 2×BSF: Seringkali lebih kuat dari BSF fundamental
  4. Verifikasi Sideband FTF: Cari sideband pada jarak frekuensi sangkar (BUKAN jarak 1×)
  5. Variabilitas Amplitudo: Amplitudo BSF dapat bervariasi antara pengukuran (ciri-ciri cacat bola)
  6. Eliminasi: Singkirkan BPFI dan BPFO sebelum menyimpulkan BSF

Ketika Beberapa Bola Rusak

  • Beberapa bola yang cacat menciptakan pola tumpang tindih yang rumit
  • Puncak BSF mungkin melebar atau menunjukkan beberapa frekuensi di dekatnya
  • Menunjukkan kerusakan bantalan tingkat lanjut
  • Disarankan untuk segera menggantinya

Penyebab dan Pencegahan

Penyebab Umum Cacat Elemen Bergulir

  • Bahan yang disertakan: Rongga internal atau material asing di bola/rol
  • Kerusakan Instalasi: Brinelling akibat benturan selama penanganan
  • Kontaminasi: Partikel keras tertanam atau merusak permukaan bola
  • Kerusakan Listrik: Arus listrik yang mengalir melalui bantalan menciptakan lubang
  • Brinelling Palsu: Kekhawatiran akibat getaran saat diam
  • Korosi: Kelembaban atau serangan kimia yang menyebabkan lubang pada permukaan

Strategi Pencegahan

  • Gunakan bantalan berkualitas tinggi dari produsen terkemuka
  • Penanganan yang hati-hati selama pemasangan
  • Pengendalian kontaminasi yang efektif (segel, lingkungan bersih)
  • Pelumasan yang tepat mencegah korosi
  • Isolasi listrik untuk motor dengan penggerak VFD
  • Isolasi getaran selama penyimpanan dan pengiriman

Meskipun BSF lebih jarang ditemukan dibandingkan BPFO atau BPFI, memahami karakteristiknya memungkinkan diagnosis bearing yang lengkap. Pola pita samping FTF yang khas dan potensi perkembangan yang cepat setelah terdeteksi menjadikan BSF bagian penting dari program pemantauan kondisi bearing yang komprehensif.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp