Memahami BSF – Kekerapan Putaran Bola

Peranti

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

bahagian

Vibration sensor

$107.47

bahagian

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Peranti

Balanset-4

$8,123.32

bahagian

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

bahagian

Reflective tape

$11.94

Peranti

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Definisi: Apakah BSF?

BSF (Kekerapan Putaran Bola, juga dipanggil kekerapan putaran elemen bergolek) adalah salah satu daripada empat asas frekuensi kerosakan galas yang mewakili kelajuan putaran unsur bergolek (bola atau penggelek) berputar pada paksinya sendiri. Apabila elemen bergolek mempunyai kecacatan permukaan seperti spall, retak atau kemasukan, kecacatan itu memberi kesan kepada kedua-dua perlumbaan dalam dan luar dua kali setiap pusingan elemen bergolek, menghasilkan kesan berkala pada frekuensi BSF.

BSF adalah yang paling jarang diperhatikan daripada empat frekuensi galas kerana kecacatan elemen gelek agak jarang berbanding dengan kecacatan perlumbaan, menyumbang hanya kira-kira 10-15% kegagalan galas. Walau bagaimanapun, apabila hadir, BSF menghasilkan yang tersendiri dan kompleks getaran tandatangan yang boleh dikenal pasti melalui berhati-hati vibration analysis.

Pengiraan Matematik

Formula

BSF dikira menggunakan geometri galas dan kelajuan aci:

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

Pembolehubah

• Pd = Diameter padang (diameter bulatan melalui pusat elemen bergolek)
• Bd = Diameter bola atau penggelek
• n = Kekerapan putaran aci (Hz) atau kelajuan (RPM/60)
• β = Sudut sentuhan

Borang Dipermudahkan

Untuk galas sudut sentuhan sifar (β = 0°):

• BSF ≈ (Pd / 2×Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)²]
• Untuk galas biasa dengan Bd/Pd ≈ 0.2, ini memberikan BSF ≈ 2.4 × n
• Peraturan praktikal: BSF biasanya 2-3× kelajuan aci

Nilai Biasa

• BSF biasanya berkisar antara 1.5× hingga 3× kelajuan aci
• Lebih rendah daripada kedua-duanya BPFI and BPFO
• Lebih tinggi daripada FTF (kekerapan sangkar)
• Contoh: Bearing pada 1800 RPM (30 Hz) → BSF ≈ 71 Hz (2.4× kelajuan aci)

Mekanisme Fizikal

Putaran Elemen Bergolek

Memahami BSF memerlukan gambaran pergerakan elemen bergolek:

1. Elemen bergolek mengorbit di sekeliling galas pada frekuensi sangkar (~0.4× kelajuan aci)
2. Pada masa yang sama, ia berputar pada paksinya sendiri di BSF
3. Kadar putaran bergantung pada nisbah diameter padang kepada diameter bola
4. Setiap putaran lengkap membawa kecacatan kepada kedua-dua perlumbaan

Kesan Berganda setiap Revolusi

Kecacatan pada elemen bergolek menghasilkan corak unik:

• Kesan Pertama: Kecacatan menyerang kaum dalaman
• Separuh Revolusi Kemudian: Kecacatan yang sama (kini diputar 180°) menyerang kaum luar
• Keputusan: Dua hentaman setiap revolusi bola = 2×BSF
• Kekerapan Sebenar Diperhatikan: Selalunya melihat puncak pada kedua-dua BSF dan 2×BSF

Modulasi mengikut Kekerapan Sangkar

Kerumitan tambahan timbul daripada gerakan orbit elemen bergolek:

• Bola yang cacat melepasi zon beban sekali setiap revolusi sangkar
• Keterukan kesan dimodulasi oleh pemuatan (zon beban tinggi, rendah di tempat lain)
• Mencipta jalur sisi di FTF (kekerapan sangkar) jarak
• Corak jalur sisi: BSF ± n×FTF, dengan n = 1, 2, 3…

Tandatangan Getaran

Ciri-ciri Spektrum

• Puncak Utama: Pada kekerapan BSF atau 2×BSF
• Jalur Sisi FTF: Dijarakkan pada selang kekerapan sangkar (tidak seperti jalur sisi 1× BPFI)
• Pelbagai Harmonik: 2×BSF, 3×BSF sering hadir
• Corak Kompleks: Lebih rumit daripada corak kecacatan bangsa
• Amplitud Pembolehubah: Boleh berbeza-beza dengan ketara antara ukuran kerana kedudukan bola yang rosak dalam zon beban berubah

Spektrum Sampul

Analisis sampul surat amat penting untuk pengesanan BSF:

• Puncak BSF selalunya lebih jelas dalam sampul daripada FFT standard
• Struktur jalur sisi FTF lebih kelihatan
• Pengesanan awal mungkin sebelum puncak kelihatan dalam spektrum standard

Mengapa Kecacatan Elemen Rolling Kurang Biasa

Beberapa faktor menyebabkan kecacatan elemen rolling agak jarang berlaku:

Pengagihan Beban

• Elemen bergolek berputar, mengagihkan beban dan haus di seluruh permukaan
• Perlumbaan (terutamanya bangsa luar) mempunyai zon beban tertumpu
• Pengagihan tegasan yang lebih seragam menangguhkan keletihan dalam elemen bergolek

Kualiti Pembuatan

• Bola dan penggelek biasanya menerima kawalan kualiti tertinggi
• Bahan yang lebih keras dan kemasan permukaan yang lebih baik daripada perlumbaan dalam banyak galas
• Kurang berkemungkinan mengalami kecacatan material

Corak Tekanan

• Tegasan sentuhan bergolek diedarkan ke atas permukaan
• Perlumbaan mengalami tekanan sentuhan Hertzian maksimum yang lebih tinggi
• Tepi dan sudut kaum lebih terdedah kepada kepekatan tekanan

Cabaran Diagnostik

Kerumitan

• Tandatangan BSF lebih kompleks daripada kecacatan perlumbaan disebabkan oleh jalur sisi FTF
• Boleh dikelirukan dengan frekuensi jentera lain
• Amplitud berubah menjadikan aliran lebih sukar
• Berbilang bola yang cacat mencipta tandatangan bertindih

Kesukaran Pengesanan

• Puncak BSF kadangkala amplitud lebih rendah daripada puncak kecacatan perlumbaan untuk saiz kecacatan yang serupa
• Kekerapan mungkin jatuh dalam julat dengan komponen jentera lain
• Memerlukan pengalaman untuk membezakan corak BSF daripada kecacatan bangsa

Diagnosis Praktikal

Langkah Pengesahan

1. Kira BSF: Daripada spesifikasi galas
2. Cari BSF Peak: Cari spektrum sampul surat pada frekuensi yang dikira
3. Semak untuk 2×BSF: Selalunya lebih kuat daripada BSF asas
4. Sahkan FTF Sidebands: Cari jalur sisi pada jarak frekuensi sangkar (BUKAN 1× jarak)
5. Kebolehubahan Amplitud: Amplitud BSF mungkin berbeza antara ukuran (ciri kecacatan bola)
6. Penghapusan: Tolak BPFI dan BPFO sebelum menamatkan BSF

Apabila Beberapa Bola Belot

• Berbilang bola yang cacat mencipta corak bertindih yang kompleks
• Puncak BSF mungkin meluas atau menunjukkan berbilang frekuensi berdekatan
• Menunjukkan kemerosotan galas lanjutan
• Penggantian segera disyorkan

Punca dan Pencegahan

Punca Biasa Kecacatan Elemen Bergolek

• Kemasukan Bahan: Lompang dalaman atau bahan asing dalam bola/penggelek
• Kerosakan Pemasangan: Brinelling daripada kesan semasa pengendalian
• Pencemaran: Zarah keras membenam atau merosakkan permukaan bola
• Kerosakan Elektrik: Arus elektrik berarka melalui bearing mencipta lubang
• Brinelling Palsu: Kegelisahan akibat getaran semasa pegun
• kakisan: Serangan lembapan atau kimia mewujudkan lubang permukaan

Strategi Pencegahan

• Gunakan galas berkualiti tinggi daripada pengeluar terkemuka
• Pengendalian berhati-hati semasa pemasangan
• Kawalan pencemaran yang berkesan (segel, persekitaran bersih)
• Pelinciran yang betul menghalang kakisan
• Penebat elektrik untuk motor dengan pemacu VFD
• Pengasingan getaran semasa penyimpanan dan penghantaran

Walaupun BSF kurang kerap ditemui berbanding BPFO atau BPFI, memahami ciri-cirinya membolehkan diagnostik galas yang lengkap. Corak jalur sisi FTF yang tersendiri dan potensi untuk perkembangan pesat setelah dikesan menjadikan BSF bahagian penting dalam program pemantauan keadaan galas yang komprehensif.

---

← Kembali ke Indeks Utama