FTF begrijpen – fundamentele treinfrequentie
Definitie: Wat is FTF?
FTF (Fundamentele treinfrequentie, ook wel kooifrequentie of houderfrequentie genoemd) is een van de vier fundamentele lagerfoutfrequenties, wat de rotatiesnelheid van de lagerkooi (ook wel separator of houder genoemd) weergeeft, die de wentelelementen op hun plaats houdt en hun afstand handhaaft. De kooi draait rond het lager, neemt de wentelelementen mee en voltooit één omwenteling in de tijd die nodig is om alle wentelelementen één keer rond het lager te laten draaien.
FTF is de laagste van de vier lagerfrequenties, doorgaans variërend van 0,35× tot 0,48× van de assnelheid (subsynchroon). Hoewel het het minst vaak wordt gebruikt voor defectdetectie (kooidefecten zijn zeldzaam), speelt FTF een belangrijke rol als de modulatiefrequentie die zijbanden rond andere lagerfoutfrequenties, met name BSF.
Wiskundige berekening
Formule
De FTF wordt berekend op basis van de lagergeometrie en de assnelheid:
- FTF = (n / 2) × [1 – (Bd/Pd) × cos β]
Variabelen
- n = Asrotatiefrequentie (Hz) of snelheid (RPM/60)
- Bd = Diameter van de kogel of rol
- Pd = Steekdiameter (diameter van de cirkel door de middelpunten van de wentelelementen)
- β = Contacthoek
Vereenvoudigde vorm
Voor hoeklagers met nulcontact (β = 0°):
- FTF ≈ (n / 2) × [1 – Bd/Pd]
- Voor typische lagers met Bd/Pd ≈ 0,2 geeft dit FTF ≈ 0,4 × n
- Vuistregel: FTF is doorgaans 0,4× assnelheid (40% van asfrequentie)
Typisch bereik
- FTF doorgaans 0,35-0,48× assnelheid, afhankelijk van de lagergeometrie
- Voorbeeld: 1800 RPM (30 Hz) → FTF ≈ 12 Hz (0,4× assnelheid)
- Altijd sub-synchroon (minder dan 1× loopsnelheid)
- Laagste van de vier lagerfrequenties
Fysieke betekenis
Kooibeweging
De rotatie van de kooi wordt bepaald door de rolelementen:
- Rollende elementen rollen (geen slip) tussen de binnen- en buitenring
- De kooi beweegt met de gemiddelde snelheid van de rollende elementencentra
- De snelheid is ongeveer het midden tussen de stationaire buitenring (0) en de roterende binnenring (assnelheid)
- De kooi draait dus met ongeveer 40% van de assnelheid
Functie van de kooi
- Afstand: Zorgt voor een gelijkmatige afstand tussen de rolelementen
- Begeleiding: Houdt de rollende elementen in de juiste baan
- Smering: Kan helpen bij het verdelen van smeermiddel
- Voorkomt contact: Voorkomt dat rollende elementen elkaar raken
Wanneer FTF verschijnt in trillingsspectra
Directe kooidefecten
Primaire FTF-pieken ontstaan wanneer de kooi zelf defect is:
- Kapotte kooi: Gebroken of gebarsten kooiconstructie
- Versleten zakken: Te veel speling tussen kooi en rolelementen
- Kooiwrijven: Kooicontacten met rassen of zeehonden
- Frequentie: Directe FTF-piek met harmonischen
- Zeldzaamheid: Defecten die alleen bij kooien voorkomen, komen zelden voor (< 5% van storingen)
Als zijbandmodulatie (vaker voorkomend)
FTF verschijnt vaker als zijbandafstand rond BSF:
- Wanneer er sprake is van een defect aan het rolelement (BSF actief)
- De impact van een defecte bal varieert naarmate hij in een baan om de aarde draait
- Variatie treedt op bij de kooi-orbitaalfrequentie (FTF)
- Creëert zijbanden: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, BSF ± 3×FTF
- Diagnostisch patroon voor defecten aan rolelementen
Bij lagerinstabiliteit
- Subsynchrone trillingen door lager-geïnduceerde instabiliteit kunnen optreden in de buurt van FTF
- Kan duiden op onvoldoende voorspanning of problemen met de lagerspeling
- Onderscheidend van kooidefecten door verschillende kenmerken (continu vs. impacterend)
Diagnose van kooidefecten
Symptomen van kooiproblemen
- Piek bij FTF-frequentie in trillingsspectrum
- Harmonischen bij 2×FTF, 3×FTF, enz.
- Vaak onregelmatige of variabele amplitude
- Kan gepaard gaan met hoorbaar geluid (klikken of ratelen)
- Soms zichtbaar in de tijdgolfvorm als periodieke effecten
Oorzaken van kooidefecten
- Onjuiste smering: Onvoldoende smering veroorzaakt slijtage van de kooi
- Hoge snelheidswerking: Overmatige centrifugale krachten op de kooi
- Besmetting: Deeltjes die het kooimateriaal of de zakken beschadigen
- Oververhitting: Thermische vervorming of verzachting van het kooimateriaal
- Vermoeidheid: Hoogfrequente vermoeidheid in dunne kooidelen
- Installatieschade: Kooi verbogen of beschadigd tijdens montage
Praktisch belang
Als diagnostische marker
De primaire diagnostische waarde van FTF is als zijbandafstand:
- 1× Zijbanden: Geef defecten aan in de binnenring (modulatie door asrotatie)
- FTF-zijbanden: Geef defecten aan in het rolelement (modulatie door de beweging van de kooibaan)
- Patroonherkenning: Zijbandafstand identificeert onmiddellijk het type defect
- Geavanceerde diagnose: Het begrijpen van FTF maakt een correcte interpretatie van complexe lagerspectra mogelijk
In Geautomatiseerde Diagnostiek
- Moderne trillingsanalysatoren berekenen automatisch alle vier de frequenties
- Software identificeert pieken bij BPFO, BPFI, BSF, FTF
- Automatische zijbanddetectie met FTF en 1× als zoekcriteria
- De ernst wordt beoordeeld op basis van amplitude en harmonische inhoud
Relatie tot andere lagerfrequenties
Frequentiehiërarchie
De vier lagerfrequenties in volgorde van grootte:
- Laagste: FTF (0,4× assnelheid)
- Laag-midden: BSF (2-3× assnelheid)
- Medium: BPFO (3-5× assnelheid)
- Hoogste: BPFI (5-7× schachtsnelheid)
Wiskundige relaties
- Alle vier frequenties gerelateerd via lagergeometrie
- Kennis van één frequentie en lagertype maakt berekening van andere frequenties mogelijk
- Verhoudingen tussen frequenties blijven constant voor een bepaald lagermodel
- Biedt kruisverificatie van de diagnose
FTF is de laagste en minst direct waargenomen frequentie van lagerfouten en speelt een cruciale rol bij de diagnose van lagers. De functie ervan als modulatiefrequentie voor wentelelementdefecten en de mogelijke indicatie van kooiproblemen maken inzicht in FTF essentieel voor een volledige en nauwkeurige beoordeling van de lagerconditie.
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 