Negative Train Frequency түсінігі
FTF (Negative Train Frequency — сондай-ақ қолтығының жиілігі немесе ұстапсы жиілігі деп аталады) төртінің біреу болып табылады негіздеме підіс ақау жиілігі. It represents the rotational speed of the bearing cage (the separator or retainer that holds the rolling elements in place and keeps them evenly spaced). The cage orbits around the bearing carrying the rolling elements with it, completing one revolution in the time it takes the whole set of rolling elements to travel once around the raceways. FTF is the lowest of the four bearing frequencies — typically 0.35× to 0.48× shaft speed, and therefore always sub-synchronous. Қолтығының ақаттары өздері сирек болғанына қарамастан, FTF диагностикалық тұрғыдан маңызды, өйткені ол модуляциялау жиілігі болып табылады sidebands басқа подшипник жиіліктерінің айналасында, әсіресе BSF.
1. Анықтамасы: FTF дегеніңіз не?
Әрбір айналмалы элементтің подшипнигінде ішкі болмалары жұмыс істейтін және оларды сыртқы және ішкі жүздері арасындағы ануляс айналасында ағалап сүргейтін қолтығы болады. Ішінара жүзі белігімен айнала берген сайын, ол айналмалы элементтерді айналдырады, ал қолтығы олардың жалпы орбиталық жылдамдығында қозғалады. Сол орбиталық жылдамдық stационарлық сыртқы жүзінің (нөл) және айналмалы ішкі жүзінің (білік жылдамдығы) орташа мәнін білдіктіндіктен, қолтығы білік жылдамдығының шамамен 40% құрайды. Бұл орбиталық жыл Negative Train Frequency — подшипниктегі ең сәл, ең сәнділ ырғақ, бірақ айналмалы элемент ақаттарын диагностикалаудың негізі болып табылады.
2. Математикалық есептеу
Formula
FTF подшипник геометриясы және білік жылдамдығынан шығарылады. Нақты айтқанда, ол айналмалы ішкі жүзінен көрінген қолтығының жылдамдығы; stationарлық сыртқы жүзі және айналмалы ішкі жүзі болғанда ол::
FTF = (n / 2) × [1 − (Bd / Pd) × cos β]
Variables
- n = білік айналмалық жиілігі Герцте (яғни RPM ÷ 60).
- Bd = төмпелік немесе ролик диаметрі.
- Pd = ұзын диаметр (айналмалы элементтердің орталықтарының орналасқан әйелінің диаметрі).
- β = байланыс бұрышы.
Жеңілдетілген Форма
For bearings with a zero contact angle (β = 0°, cos β = 1):
- FTF ≈ (n / 2) × [1 − Bd / Pd]
- For a typical bearing with Bd/Pd ≈ 0.2, this yields FTF ≈ 0.4 × n.
- Ереже ережесі: FTF шамамен 0.4× білік жылдамдығы — білік жиілігінің 40%.
Typical Range
- FTF typically falls between 0.35× and 0.48× shaft speed, depending on geometry.
- Example: at 1800 RPM (30 Hz), FTF ≈ 12 Hz (0.4× shaft speed).
- Бұл әрқашан субсинхронды (1× іске қосу жылдамдығынан төмен).
- Бұл төрт подшипник ақатты жиіліктің ең төменгісі.
Бұл есептеулер кез келген подшипник ақатты зерттеудің бөлігі; а подшипник ақатты жиілігі калькулятор FTF қоса BPFO, BPFI және BSF геометриядан түсіндіруді есептейді, ол машиналықтың әрбір шарниры үшін формула бойынша есептеуге қарағанда айтарлықтай жылдам және қатесіз болады.
3. Физикалық маңызы
Cage Motion
Қаптаманың айналуы оның көлік жасайтын ресінділі элементтері арқылы анықталады:
- Ресінділі элементтері ішінгі және сыртқы сипатамаларының арасында сырғанамай айналады.
- Қаптама ресінділі элементтерінің орталарының орташа жылдамдығында қозғалады.
- Бұл жылдамдық шамамен тұрғын сыртқы сипатаманың (0) және айналмалы ішінгі сипатаманың (білік жылдамдығы) арасындағы ортаңғы нүкте болып табылады.
- Сондықтан қаптама білік жылдамдығының шамамен 40% -ында айналады.
Таза 0.5× қатынастан төмен өзгеріс және нақты қаптамалар кішілік сырғану тәжірибесі болуы мүмкін деген факт дәл осы FTF ондық көлік жылдамдығына салыстырмалы және ешқашан мегерлі гармоникаға түспейтіні болып табылады.
Қаптаманың міндеті
- Spacing: ресінділі элементтерінің арасындағы біркелкі аралықты сақтайды.
- Guidance: әрбір ресінділі элементті оның дұрыс орбиталық жолында ұстайды.
- Lubrication: шарнирдің бойындағы майны таратуға көмектесуі мүмкін.
- Separation: іргелес ресінділі элементтерінің бір-біріне сүйіндесінен сақтайды.
4. FTF титирлеу спектрінде пайда болғанда
Түзден-түз қаптама ақауы
Аса болмау FTF шыңы қаптама өзі зақымдалғанда пайда болады:
- Broken cage: сынасынаған немесе ығылған қаптама құрылымы.
- Worn pockets: қаптама мен ресінділі элементтерінің арасындағы weightіктіктің артықтығы.
- Cage rubbing: қаптама сипатамалар немесе тығындарға сілінісуі.
- Frequency: түзден-түз FTF шыңы, көбіне гармоникалармен.
- Rarity: қабат ақаулары сирек кездеседі, құрылғы ақауларының шамамасы 5% төмен.
Бүйін Модуляциясы ретінде (Көбінесе орын алатын рөлі)
Өте жиі FTF өзін BSF айналасындағы бүйін интервалы түрінде білдіреді, өндік өз шыңы түрінде емес:
- Айналмалы элементтің ақауы болғанда, BSF белсенді болады.
- Ақаулы доптың ықпал ұзындығы ағын аймағына ішке және сыртқа айналарының барлығында өседі және құлдырайды.
- Бұл ығысу қабат орбиталық жиілігінде орын алады — FTF.
- The result is sidebands at BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, BSF ± 3×FTF, and so on.
- Бұл үлгі айналмалы элементтің ақауларының сенімді диагностикалық баспасы болып табылады және конвертті анализы.
Құрылғы сұрылуында
- Құрылғы сызалуынан шамалау астындағы вибрация FTF жанында пайда болуы мүмкін.
- Ол аңқатсыз preload or excessive құс люфті.
- Ол өзінің сипаты бойынша ақаулы қабаттан ерекшеленеді — үздіксіз және кең диапазонды, ақсақ қабаттың дискретті, қайталанатын ықпалдарының орнына.
5. Қабат ақауын диагностика
Қабат мәселелерінің белгілері
- FTF жиілігінде шың вибрация спектрін.
- Harmonics at 2×FTF, 3×FTF and beyond.
- Уақытта тұрақты болып табылмайтындай өзгермелі немесе нестабильді амплитудасы.
- Көптеген жағдайларда есітіліп отырған щелчок немесе шаршу дыбысы.
- Периодты ықпалдар кейде көзге түскен time waveform.
Қабат ақауларының себептері
- Дұрыс еместігі майлау: қабат тозуына әкеп келетін жеткіліксіз майлау.
- Жоғары жылдамдықта жұмыс істеу: қаптамадағы құрылымға зор центрифугалық күш әсер етуі.
- Contamination: бөлшектер қаптама материалы немесе оның ойындарына зиян келтіруі.
- Overheating: қаптама материалының термиялық ығысуы немесе жұмсаруы.
- Fatigue: high-cycle fatigue қаптаманың жұқа түрлендіктерінде.
- Орнату ақаулығы: орнату кезінде қаптама бүгінсе немесе соғылса.
6. Практикалық маңыздылығы және өтінші подшипник жиіліктерімен байланысы
FTF диагностикалық маркер ретінде
FTF’ның басты практикалық құндылығы оның бүйін жағалары бойына жүктеген интервалында:
- 1× sidebands: ішкі жүгіннің ақаттарына көрсетеді (ақаттың жүктеу аймағындағы айнымалы модуляциясы).
- FTF sidebands: айналмалы элементтердің ақаттарына көрсетеді (қаптаманың орбиталық қозғалысы бойына модуляциясы).
- Ұлгы тану: бүйін жағалары интервалы ақаттың түрін көбінесе бірден анықтайды.
- Ілгерінің диагностикасы: FTF-ты түсіну аналитиктінің басқа мағынадағы подшипник спектрін дұрыс түсіндіруіне мүмкіндік береді.
Автоматтандырылған диагностикада
- Заманауи анализаторлар подшипник моделінен автоматты түрде төрт жиіліктің барлығын есептейді.
- Бағдарлама BPFO, BPFI, BSF және FTF басындағы шыңдарын белгілейді.
- Автоматты бүйін жағалары анықталуы FTF және 1× іздеу интервалын қолданады.
- Ауырлығы шыңның амплитудасы және гармоналық құрамдас ішіндегіден бағаланады.
Жиілік Иерархиясы
Төрт тіс ағымның жиілігі, шамалар өндіктің реті бойынша:
- Lowest: FTF (≈ 0.4× shaft speed).
- Low–medium: BSF (≈ 2–3× shaft speed).
- Medium: BPFO (≈ 3–5× shaft speed).
- Highest: BPFI (≈ 5–7× shaft speed).
Математикалық Қатынастар
- Төрт жиілік те бір тіс ағымының геометриясынан төнеді.
- Бір жиілік пен тіс ағымының түрін білсеңіз, басқаларын кері есептеп шығуға болады.
- Олардың арасындағы қатынастар берілген тіс ағымы моделі үшін бекітілген және ішінара өзара тексерісті қамтамасыз етеді.
- Notably, for a bearing with Z rolling elements, BPFO + BPFI = Z × shaft speed and BPFO = Z × FTF — handy identities for sanity-checking a diagnosis.
Өндіктегі бұл жиіліктер тек сіздің құралы машинаның шынайы жұмыс жылдамдығында оларды таза түрде ажырата алатын болса ғана пайдалы. Төрт-арнайы сыяттар аралығын сыйлайтын ұстапқы два-арнайы талдағыш сияқты Балансет-1А спектрін және уақыт толқын формасын тіке машинаның өзіндік тіс ағымдарында құрады, осылайша баян FTF ырғағы және ол құрастыратын BSF ± FTF бүйірлік қарызды өндіктегі бөлінеді — және мәселенің негізінде айтарлықтай болсасы unbalance тіс ағымын сығынды істеу орнына шынайы қақпақтың кемісі болса, сол уақытта түзетіледі. Барлық тіс ағымының тонын спектрге картаға төсеу үшін басында, тіс ағымының геометриясын подшипник ақатты жиілігі калькулятор құрады және болжамды FTF, BSF, BPFO және BPFI сызықтарын жабықтап төкеді.
FTF, сонда, тіс ағымының ақаулық жиіліктерінің ең төменгісі және ең сәтсіз байқалатын болуы мүмкін, бірақ ол бар болатындай емес. Оның рулилі элементтердің ақаулықтарының модуляция жиілігі ретіндегі рөлі және кейде қақпақтың шынайы проблемасын сигналдарының рөлі FTF-ді толық және дәл тіс ағымының жағдайын бағалау үшін өте қажет етеді.
