Czym jest BPFI? Wyjaśnienie częstotliwości przesuwu kulek w bieżni wewnętrznej • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników Czym jest BPFI? Wyjaśnienie częstotliwości przesuwu kulek w bieżni wewnętrznej • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników

Czym jest BPFI? Wyjaśnienie częstotliwości podań piłki w bieżni wewnętrznej

Opublikowane przez admin w dniu

Zrozumienie BPFI – częstotliwości podań piłki w wyścigu wewnętrznym

Definicja: Czym jest BPFI?

BPFI (Częstotliwość podań piłki, Wyścig wewnętrzny) jest jednym z czterech podstawowych częstotliwości uszkodzeń łożysk Wskazuje ona na szybkość, z jaką elementy toczne przechodzą przez defekt na bieżni wewnętrznej łożyska tocznego. Gdy na obracającej się bieżni wewnętrznej występuje odprysk, pęknięcie lub wgłębienie, nieruchome elementy toczne wielokrotnie uderzają w defekt podczas obrotu, powodując okresowe uderzenia, które generują wibracja z częstotliwością BPFI.

BPFI charakteryzuje się wyższą częstotliwością występowania niż BPFO (częstotliwość występowania ras zewnętrznych) i prawie zawsze wykazuje charakterystyczną ±1× wstęgi boczne z powodu modulacji amplitudy, gdy defekt obraca się w strefie obciążenia łożyska. Te pasma boczne są kluczowym wskaźnikiem diagnostycznym, który odróżnia defekty bieżni wewnętrznej od innych problemów z łożyskiem.

Obliczenia matematyczne

Formuła

Wskaźnik BPFI oblicza się na podstawie geometrii łożyska i prędkości wału:

  • BPFI = (N × n / 2) × [1 – (Bd/Pd) × cos β]

Zmienne

  • N = Liczba elementów tocznych w łożysku
  • n = Częstotliwość obrotowa wału (Hz) lub prędkość (obr./min/60)
  • Bd = Średnica kulki lub wałka
  • Pd = Średnica podziałowa (średnica okręgu przechodząca przez środki elementów tocznych)
  • β = Kąt zwilżenia

Dlaczego BPFI > BPFO

BPFI jest zawsze wyższe niż BPFO dla tego samego łożyska, ponieważ:

  • Bieżnia wewnętrzna obraca się razem z wałem, podczas gdy elementy toczne krążą z prędkością klatki (~0,4×)
  • Prędkość względna między bieżnią wewnętrzną a elementami tocznymi jest wyższa
  • Wzór pokazuje BPFI = (N × n / 2) × [1 – Bd/Pd], podczas gdy BPFO = (N × n / 2) × [1 + Bd/Pd]
  • Znak minus w BPFI powoduje jego powiększenie (odejmowanie ułamka od 1)
  • Typowy stosunek: BPFI/BPFO ≈ 1,6-1,8

Wartości typowe

  • W przypadku typowych łożysk: BPFI zazwyczaj 5-7× prędkość wału
  • Przykład: łożysko 10-kulkowe przy 1800 obr./min (30 Hz) → BPFI ≈ 173 Hz (5,8× prędkość wału)

Mechanizm fizyczny i modulacja strefy obciążenia

Wada obrotowa

Defekty rasy wewnętrznej stwarzają wyjątkową sytuację:

  1. Wada dotyczy obracającej się wewnętrznej bieżni
  2. W miarę obrotu bieżni wewnętrznej wada przemieszcza się wokół obwodu łożyska
  3. Każdy element toczny napotyka defekt podczas przechodzenia (częstotliwość BPFI)
  4. Jednak skala uderzenia różni się w zależności od umiejscowienia wady w stosunku do strefy obciążenia

Efekt strefy obciążenia

Strefa obciążenia łożyska powoduje modulację amplitudy:

  • Wada w strefie obciążenia: Duża siła nacisku, silne uderzenie w przypadku uderzenia elementu tocznego
  • Wada przeciwnej strefy obciążenia: Niska lub zerowa siła nacisku, słaby wpływ lub brak wpływu
  • Częstotliwość modulacji: Wada przechodzi przez strefę obciążenia raz na obrót wału (1× częstotliwość)
  • Wynik: Amplituda BPFI modulowana przy 1× prędkości wału

Generowanie wstęgi bocznej

Modulacja amplitudy tworzy matematyczne pasma boczne:

  • Częstotliwość nośna: BPFI
  • Częstotliwość modulacji: 1× prędkość wału
  • Wstęgi boczne: BPFI ± 1×, BPFI ± 2×, BPFI ± 3×
  • Wzór: Symetryczne pasma boczne rozmieszczone w odstępach 1× wokół BPFI
  • Wartość diagnostyczna: Ten wzór wstęgi bocznej jest niemal patognomoniczny dla defektów wewnętrznej rasy

Charakterystyka sygnatury wibracji

Typowy wygląd widma

  • Szczyt Centralny: Przy częstotliwości BPFI
  • Rodzina wstęg bocznych: Wiele szczytów w BPFI ± n×(1×), gdzie n = 1, 2, 3, …
  • Rodziny harmoniczne: Dodatkowe rodziny pasm bocznych przy 2×BPFI, 3×BPFI z własnymi pasmami bocznymi ±1×
  • Wzór wizualny: Wygląda jak “płot sztachetowy” lub wzór grzebienia

Funkcje Envelope Spectrum

  • Szczyt BPFI dominuje nad widmem obwiedni
  • Pasma boczne są niezwykle wyraźne i diagnostyczne
  • Wczesne wykrycie na kilka miesięcy przed standardowym FFT pokazuje szczyty
  • Amplituda wzrasta wykładniczo wraz ze wzrostem defektu

Wykrywanie i diagnostyka

Kroki rozpoznawania

  1. Oblicz BPFI: Na podstawie numeru modelu łożyska lub geometrii
  2. Widmo wyszukiwania: Poszukaj szczytu przy obliczonej częstotliwości (tolerancja ±5%)
  3. Sprawdź pasma boczne: Potwierdź obecność pasm bocznych ±1× (kluczowa cecha diagnostyczna)
  4. Sprawdź harmoniczne: Szukaj 2×BPFI, 3×BPFI z własnymi pasmami bocznymi
  5. Oceń amplitudę: Porównaj z wytycznymi bazowymi lub dotyczącymi stopnia nasilenia
  6. Potwierdź diagnozę: BPFI + pasma boczne = potwierdzona wada bieżni wewnętrznej

Diagnostyka różnicowa

Funkcja BPFI (Rasa wewnętrzna) BPFO (Rasa Zewnętrzna)
Częstotliwość Wyższa (5-7× prędkość wału) Dolna (3-5× prędkość wału)
Wstęgi boczne Prawie zawsze występuje (±1×) Może być obecny lub nie
Wzór wstęgi bocznej Bardzo regularne, wyraźne odstępy Mniej regularne, jeśli obecne
Występowanie Rzadziej spotykane (~25% awarii) Najczęstsze (~40% awarii)

Postęp i ciężkość

Etapy rozwoju defektów

  1. Inicjacja: Powstają mikroskopijne pęknięcia lub wgłębienia, których jeszcze nie można wykryć
  2. W początkowym stadium: Mały pik BPFI pojawia się w widmie koperty (0,1-0,5 g)
  3. Wczesny: Wyraźny szczyt BPFI z 1-2 harmonicznymi i pasmami bocznymi (0,5-2 g)
  4. Umiarkowany: Wiele harmonicznych, wyraźne pasma boczne, odpryski widoczne przy badaniu (2-10 g)
  5. Zaawansowany: Bardzo duża amplituda, liczne harmoniczne, podwyższony poziom szumów (>10 g)
  6. Ciężki : silny: Dominuje szum szerokopasmowy, który grozi awarią, katastrofalną awarią

Oszacowanie pozostałego czasu życia

  • Początkowy do wczesnego: Zwykle pozostało 6-18 miesięcy
  • Wczesny do umiarkowanego: Pozostało 3-6 miesięcy
  • Umiarkowany do zaawansowanego: Pozostało 1-3 miesięcy
  • Zaawansowany do ciężkiego: Pozostałe dni lub tygodnie
  • Zmienne: Rzeczywisty czas zależy od obciążenia, prędkości, warunków pracy i rozmiaru łożyska

Przyczyny wad rasy wewnętrznej

  • Zmęczenie: Zmęczenie wysokocykliczne spowodowane powtarzalnym obciążeniem
  • Nieprawidłowa instalacja: Uszkodzenia podczas montażu (uderzenie młotkiem w pierścień wewnętrzny)
  • Uszkodzenie wału: Szorstka lub uszkodzona powierzchnia wału powodująca fretting
  • Ścisłe pasowanie interferencyjne: Nadmierna siła podczas wciskania
  • Niewspółosiowość: Nierównomierne obciążenie przyspieszające zmęczenie
  • Zanieczyszczenie: Cząsteczki powodujące uszkodzenia w wyniku wgniecenia
  • Awaria smarowania: Niedostateczne smarowanie powodujące uszkodzenie powierzchni

Działania korygujące

Natychmiastowa reakcja (po wykryciu)

  • Zwiększ częstotliwość monitorowania (co miesiąc → co tydzień → codziennie w miarę wzrostu nasilenia)
  • Zaplanuj wymianę łożysk podczas najbliższej dogodnej przerwy w pracy
  • Amplituda trendu do przewidywania pozostałego okresu użytkowania
  • Unikaj pracy z prędkościami krytycznymi, które mogą przyspieszyć awarię

Planowanie wymiany

  • Zamów łożysko zamienne (potwierdź właściwy model)
  • Zaplanuj kontrolę wału (wady bieżni wewnętrznej mogą uszkodzić wał)
  • Zbadaj przyczynę źródłową, aby zapobiec nawrotom
  • W przypadku przedwczesnej awarii należy rozważyć ulepszenie specyfikacji łożyska

Wykrywanie BPFI poprzez analizę drgań jest podstawą monitorowania stanu łożysk. Charakterystyczny pik o wysokiej częstotliwości z pasmami bocznymi 1x jednoznacznie wskazuje na uszkodzenia bieżni wewnętrznej, umożliwiając terminowe podejmowanie działań konserwacyjnych, które zapobiegają katastrofalnym awariom łożysk i związanym z nimi wtórnym uszkodzeniom wałów i obudów.

← Powrót do indeksu głównego

Kategorie:
WhatsApp