Memahami Kekerapan Kerosakan Galas
Definisi: Apakah Kekerapan Kerosakan Galas?
Kekerapan kerosakan galas (juga dipanggil frekuensi kecacatan galas atau frekuensi ciri) adalah khusus getaran frekuensi yang dihasilkan apabila elemen gelek (bola atau penggelek) dalam galas melepasi kecacatan seperti retak, rempuhan atau lubang pada perlumbaan galas atau elemen gelek itu sendiri. Frekuensi ini boleh diramal secara matematik berdasarkan geometri galas dan kelajuan putaran aci, menjadikannya penunjuk diagnostik yang tidak ternilai untuk pengesanan awal kecacatan galas.
Memahami dan mengenal pasti frekuensi ini melalui vibration analysis membolehkan kakitangan penyelenggaraan mengesan masalah galas beberapa bulan sebelum ia menjadi jelas melalui kenaikan suhu, bunyi bising atau kegagalan bencana, membolehkan penyelenggaraan terancang dan mencegah masa henti yang tidak dirancang yang mahal.
Empat Kekerapan Kesalahan Asas
Setiap galas elemen bergolek mempunyai empat frekuensi kerosakan ciri, setiap satu sepadan dengan jenis kecacatan yang berbeza:
1. BPFO – Kekerapan Hantaran Bola, Perlumbaan Luar
Kadar di mana elemen bergolek melepasi titik tetap pada perlumbaan luar:
- Maksud Fizikal: Jika kecacatan wujud pada perlumbaan luar, setiap elemen bergolek menyerangnya semasa ia berlalu, mewujudkan kesan berulang
- Nilai Biasa: 3-5× kelajuan aci untuk kebanyakan galas
- Formula: BPFO = (N × n / 2) × (1 + (Bd/Pd) × cos β)
- Paling biasa: Kecacatan perlumbaan luar adalah mod kegagalan galas yang paling kerap
- Kesan Zon Muatan: Perlumbaan luar pegun bermakna kecacatan berada dalam kedudukan malar berbanding beban
2. BPFI – Kekerapan Hantaran Bola, Perlumbaan Dalam
Kadar di mana elemen bergolek melepasi titik tetap pada perlumbaan dalam:
- Maksud Fizikal: Perlumbaan dalam berputar dengan aci, jadi kecacatan pada perlumbaan dalam diserang oleh setiap elemen bergolek semasa mereka melepasi
- Nilai Biasa: 5-7× kelajuan aci untuk kebanyakan galas
- Formula: BPFI = (N × n / 2) × (1 – (Bd/Pd) × cos β)
- Lebih Tinggi Daripada BPFO: Sentiasa frekuensi lebih tinggi daripada BPFO untuk galas yang sama
- Jalur sisi: Hampir selalu menunjukkan 1× jalur sisi disebabkan oleh modulasi zon beban
3. BSF – Kekerapan Putaran Bola
Kekerapan putaran unsur bergolek berputar pada paksinya sendiri:
- Maksud Fizikal: Jika elemen bergolek mempunyai kecacatan, ia memberi kesan kepada kedua-dua perlumbaan pada frekuensi ini
- Nilai Biasa: 1.5-3× kelajuan aci
- Formula: BSF = (Pd / Bd) × (n / 2) × [1 – (Bd/Pd)² × cos² β]
- Paling Kurang Biasa: Kecacatan elemen bergolek adalah kurang kerap daripada kecacatan perlumbaan
- Corak Kompleks: Kecacatan menyentuh kedua-dua kaum, mencipta tandatangan getaran yang kompleks
4. FTF – Kekerapan Kereta Api Asas
Kekerapan putaran sangkar galas (penahan):
- Maksud Fizikal: Kadar di mana sangkar berputar, membawa elemen bergolek di sekeliling galas
- Nilai Biasa: 0.35-0.45× kelajuan aci (sub-segerak)
- Formula: FTF = (n / 2) × (1 – (Bd/Pd) × cos β)
- Kecacatan sangkar: Sangkar yang haus atau rosak merangsang kekerapan ini
- Penunjuk Ketidakstabilan: Juga boleh muncul semasa ketidakstabilan rotor yang disebabkan oleh bearing
Pembolehubah Formula Diterangkan
Formula kekerapan kerosakan menggunakan parameter geometri galas ini:
- N = Bilangan elemen bergolek (bola atau penggelek)
- n = Kekerapan putaran aci (Hz) atau kelajuan (RPM)
- Bd = Diameter bola atau penggelek
- Pd = Diameter padang (diameter bulatan melalui pusat elemen bergolek)
- β = Sudut sentuhan (sudut antara arah beban dan paksi galas, biasanya 0-40°)
Kebanyakan perisian analisis getaran termasuk pangkalan data galas dengan parameter ini pra-kira untuk beribu-ribu model galas.
Bagaimana Kekerapan Kesalahan Muncul dalam Spektrum Getaran
Penampilan Asas
Apabila galas mengalami kecacatan:
- Puncak Utama: Kekerapan kerosakan muncul sebagai puncak yang berbeza dalam spektrum frekuensi
- Harmonik: Berbilang harmonik (2×, 3×, 4×) frekuensi kerosakan muncul apabila kecacatan bertambah buruk
- Jalur sisi: Untuk kecacatan perlumbaan dalam dan elemen bergolek, jalur sisi 1× di sekeliling kekerapan kerosakan adalah perkara biasa
- Pertumbuhan Amplitud: Amplitud kekerapan kerosakan meningkat apabila kecacatan berlanjutan
Corak Jalur Sisi
Jalur sisi memberikan maklumat diagnostik yang penting:
- Kecacatan Perlumbaan Dalaman: BPFI dengan ±1×, ±2× jalur sisi (kecacatan berputar masuk/keluar daripada zon beban)
- Kecacatan Perlumbaan Luar: BPFO mungkin mempunyai 1× jalur sisi jika perlumbaan luar boleh berputar sedikit
- Kecacatan Elemen Bergolek: BSF dengan jalur sisi pada jarak FTF (modulasi frekuensi sangkar)
- Jarak jalur sisi: Mengenal pasti komponen mana yang rosak
Peringkat Awal vs. Lewat
- Peringkat Awal: Puncak kecil hampir di atas lantai hingar, mungkin memerlukan analisis sampul surat untuk mengesan
- Peringkat Sederhana: Puncak yang jelas dengan harmonik dan jalur sisi dalam FFT standard
- Peringkat Lanjutan: Amplitud yang sangat tinggi, harmonik yang banyak, bunyi jalur lebar meningkat
- Peringkat Akhir: Spektrum menjadi huru-hara dengan lantai bunyi yang dinaikkan dan banyak puncak
Teknik Pengesanan
Analisis FFT Piawai
- Calculate FFT isyarat getaran
- Cari puncak pada frekuensi galas yang dikira
- Berkesan untuk kecacatan sederhana hingga maju
- Mungkin terlepas kecacatan peringkat awal yang terkubur dalam bunyi bising
Analisis Sampul Surat (Paling Berkesan)
Analisis sampul surat (penyahmodulasi) ialah piawaian emas untuk pengesanan kecacatan galas:
- Menapis keluar getaran frekuensi rendah, bertenaga tinggi (daripada ketidakseimbangan, dsb.)
- Fokus pada impak frekuensi tinggi daripada kecacatan galas
- Boleh mengesan kerosakan 6-12 bulan lebih awal daripada FFT standard
- Spektrum sampul dengan jelas menunjukkan frekuensi dan corak kerosakan
Teknik Masa-Domain
- Kaedah Nadi Kejutan (SPM): Mengesan tenaga hentaman daripada kecacatan
- Faktor Puncak: Nisbah puncak kepada RMS, meningkat dengan kesan
- Kurtosis: Ukuran statistik impulsif, sensitif kepada kerosakan galas awal
Aplikasi Praktikal
Prosedur Diagnostik
- Kenal pasti galas: Tentukan model galas dan lokasi
- Kira Frekuensi: Gunakan geometri galas untuk mengira BPFO, BPFI, BSF, FTF (atau cari dalam pangkalan data)
- Kumpul Data Getaran: Ukur pada perumah galas dengan pecutan
- Analisis Spektrum: Cari frekuensi yang dikira dalam FFT atau spektrum sampul surat
- Sahkan Diagnosis: Periksa harmonik dan jalur sisi yang konsisten dengan jenis kecacatan
- Menilai Keterukan: Kandungan amplitud dan harmonik menunjukkan peringkat perkembangan kecacatan
- Rancang Tindakan: Jadual penggantian galas berdasarkan keterukan dan kritikal peralatan
Contoh Diagnosis
Motor dengan galas SKF 6308 berjalan pada 1800 RPM (30 Hz):
- Kekerapan Dikira: BPFO = 107 Hz, BPFI = 173 Hz, BSF = 71 Hz, FTF = 12 Hz
- Diperhatikan dalam Spektrum Sampul Surat: Puncak pada 173 Hz dengan harmonik pada 346 Hz, 519 Hz
- Jalur sisi: ±30 Hz jalur sisi sekitar 173 Hz puncak
- Diagnosis: Kecacatan perlumbaan dalaman disahkan (BPFI dengan 1× jalur sisi)
- Tindakan: Jadual penggantian galas dalam masa 2-4 minggu berdasarkan amplitud
Kepentingan untuk Penyelenggaraan Ramalan
- Amaran Awal: Mengesan kecacatan 6-24 bulan sebelum kegagalan
- Diagnosis Khusus: Kenal pasti komponen galas yang rosak
- Pemantauan Aliran: Jejaki amplitud kekerapan kerosakan untuk meramalkan baki hayat
- Penyelenggaraan Terancang: Jadualkan penggantian semasa waktu rehat yang mudah
- Cegah Kerosakan Sekunder: Gantikan galas sebelum kegagalan bencana merosakkan aci, perumahan atau komponen lain
- Penjimatan kos: Elakkan pembaikan kecemasan, kehilangan pengeluaran dan kerosakan cagaran
Kekerapan kerosakan galas adalah antara alat diagnostik yang paling berkuasa dalam analisis getaran. Kebolehramalan matematik mereka digabungkan dengan teknik analisis sampul surat moden membolehkan pengesanan awal kecacatan galas yang boleh dipercayai, membentuk asas program penyelenggaraan ramalan yang berkesan untuk peralatan berputar.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 