Strumento di ingegneria gratuito #035
Calcolatore della frequenza dei difetti dei cuscinetti
Calcola BPFO, BPFI, BSF e FTF in base alla geometria del cuscinetto e alla velocità dell'albero. Include armoniche 2× e 3× per la diagnostica delle vibrazioni.
Risultati
Tabella delle armoniche
| Frequenza | 1× (Hz) | 1× (Ordine) | 2× (Hz) | 2× (Ordine) | 3× (Hz) | 3× (Ordine) |
|---|
Frequenze dei difetti dei cuscinetti
Quando un cuscinetto volvente sviluppa un difetto localizzato, l'impatto ripetuto genera frequenze caratteristiche che dipendono dalla geometria del cuscinetto e dalla velocità dell'albero. Le quattro frequenze fondamentali del difetto sono:
Frequenza fondamentale del treno (FTF)
La frequenza di rotazione della gabbia. Un valore FTF elevato indica usura o danni alla gabbia.
Frequenza di passaggio dei corpi volventi — Pista esterna (BPFO)
La frequenza con cui gli elementi volventi passano davanti a un punto dell'anello esterno. Picchi in prossimità della BPFO possono supportare la diagnosi di un difetto dell'anello esterno, ma presenza e ampiezza dipendono dalla zona di carico, dal percorso di trasmissione, dallo slittamento e dalla posizione di misura.
Frequenza di passaggio dei corpi volventi — Pista interna (BPFI)
Velocità con cui gli elementi volventi attraversano un punto sulla pista interna. I difetti della pista interna mostrano tipicamente bande laterali a velocità dell'albero attorno al BPFI.
Frequenza di rotazione della palla (BSF)
Frequenza di rotazione di un elemento volvente attorno al proprio asse. I difetti degli elementi volventi si verificano spesso a 2× BSF perché il difetto tocca entrambe le piste per giro.
Nota: Queste formule cinematiche presuppongono rotolamento puro senza slittamento. Le frequenze effettive possono variare in funzione di carico, gioco, lubrificazione, velocità e slittamento; utilizzare i valori calcolati come indicatori di ricerca, non come prova certa di un difetto.
Esempio pratico
Dato: Z = 9, BD = 7,94 mm, PD = 38,5 mm, α = 0°, giri/min = 1500
Frequenza dell'albero = 1500/60 = 25 Hz
BD/PD = 0,2062, cos(0°) = 1
FTF = 25/2 × (1 − 0,2062) = 9,92 Hz
BPFO = 9/2 × 25 × (1 − 0,2062) = 89.30 Hz
BPFI = 9/2 × 25 × (1 + 0,2062) = 135.70 Hz
BSF = (38,5/(2×7,94)) × 25 × (1 − 0,2062²) = 58.03 Hz
⚠️ Nota: Per la variante esatta del cuscinetto, utilizzare la geometria interna e l'angolo di contatto forniti dal produttore. Non dedurre l'angolo di contatto o le dimensioni degli elementi volventi dalla sola designazione.
Le frequenze di difetto dei cuscinetti sono frequenze di vibrazione caratteristiche generate quando un cuscinetto volvente presenta un difetto localizzato. Ogni componente — anello esterno, anello interno, corpi volventi e gabbia — genera uno specifico schema di frequenza basato sulla geometria del cuscinetto e sulla velocità dell’albero.
Le quattro frequenze principali sono: BPFO (frequenza di passaggio dei corpi volventi sull’anello esterno), BPFI (frequenza di passaggio sull’anello interno), BSF (frequenza di rotazione dei corpi volventi) e FTF (frequenza fondamentale della gabbia).
Un difetto dell’anello esterno può produrre componenti vicino alla BPFO e alle sue armoniche. Possono essere presenti anche bande laterali FTF o altre componenti poiché carico, slittamento e modulazione influenzano la risposta.
Una sola corrispondenza in frequenza non costituisce prova. Confermare con analisi d’inviluppo, trend, condizioni operative e contesto di ispezione.
I difetti dell’anello esterno si ricercano intorno alla BPFO; quelli dell’anello interno intorno alla BPFI. La modulazione alla frequenza di rotazione dell’albero è tipica intorno alla BPFI, mentre la BPFO può mostrare bande laterali FTF.
Interpretare entrambi gli schemi insieme a carico, punto di misura, spettro d’inviluppo e trend.
Armoniche e bande laterali possono rafforzare l’ipotesi di guasto al cuscinetto, ma il loro numero non è una scala universale di gravità né un calcolo della vita residua.
Valutare ampiezze e trend insieme agli spettri d’inviluppo, al rumore di fondo, alle condizioni operative e alle misure di riscontro.
Utilizzare la geometria fornita dal costruttore del cuscinetto o un database verificato per la designazione esatta e il suffisso di esecuzione interna.
Foro e diametro esterno non determinano univocamente il diametro dei corpi volventi, il diametro primitivo o l’angolo di contatto. Se la geometria esatta non è disponibile, indicare le frequenze calcolate come stima e validarle rispetto agli spettri misurati; non presentare la geometria stimata come dato del costruttore.
Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.
Strumenti professionali per l'analisi delle vibrazioni per la diagnostica dei cuscinetti, l'equilibratura in campo e il monitoraggio delle condizioni. Utilizzati in oltre 50 paesi.
