Ce sunt frecvențele de defect ale rulmenților?

Frecvențele defectelor rulmenților sunt frecvențe caracteristice de vibrații generate atunci când un rulment cu element de rostogolire prezintă un defect localizat pe una dintre componentele sale (calea de rulare exterioară, calea de rulare interioară, elementele de rostogolire sau colivia). Fiecare componentă produce o frecvență unică bazată pe geometria rulmentului și viteza arborelui.

Cum poate apărea în spectru un defect al inelului exterior?

Un defect al inelului exterior poate produce componente în apropierea BPFO și armonicelor sale. FTF sau alte benzi laterale pot apărea de asemenea, deoarece sarcina, alunecarea, calea de transfer și modularea afectează spectrul. O potrivire de frecvență, singură, nu dovedește un defect; confirmați cu analiza anvelopei, tendințe și context de inspecție.

Care este diferența dintre indicatorii inelului interior și cei ai inelului exterior?

Defectele inelului exterior sunt investigate în jurul BPFO; defectele inelului interior în jurul BPFI. Modularea prin turația arborelui este comună în jurul BPFI, în timp ce BPFO poate prezenta și FTF sau alte benzi laterale. Interpretați tiparul împreună cu sarcina, poziția de măsurare și spectrul de anvelopă.

De ce contează armonicile în analiza rulmenților?

Armonicele și benzile laterale pot întări o ipoteză de defect al rulmentului, dar numărul lor nu este o scală universală de severitate sau un calcul al duratei de viață rămase. Evaluați tendințele de amplitudine, spectrele de anvelopă, pragul de zgomot, starea de funcționare și măsurătorile corroborante.

Unde pot găsi datele geometrice ale rulmentului?

Datele despre geometria rulmenților (numărul de elemente de rostogolire, diametrul bilei, diametrul de pas, unghiul de contact) pot fi găsite în cataloagele producătorilor de la SKF, FAG/Schaeffler, NSK, Timken, NTN și alții. Mulți producători oferă, de asemenea, instrumente și baze de date online. Unele programe software de analiză a vibrațiilor includ baze de date încorporate pentru rulmenți.

Instrument de inginerie gratuit #035

Calculator de frecvență a defectelor lagărelor

Calculați BPFO, BPFI, BSF și FTF din geometria rulmentului și viteza arborelui. Include armonice 2× și 3× pentru diagnosticarea vibrațiilor.

BPFO BPFI BSF FTF

Rezultate

BPFO — Frecvența defectelor pe calea de rulare exterioară

—

BPFI — Frecvența defectelor pe calea de rulare interioară

—

BSF — Frecvența de rotire a bilei

—

FTF — Frecvența coliviei (trenului)

—

Frecvența arborelui

—

Tabelul Armonicilor

Frecvență	1× (Hz)	1× (Ordin)	2× (Hz)	2× (Ordin)	3× (Hz)	3× (Ordin)

Frecvențele defectelor lagărelor

Când un rulment cu element de rostogolire dezvoltă un defect localizat, impactul repetitiv generează frecvențe caracteristice care depind de geometria rulmentului și de viteza arborelui. Cele patru frecvențe fundamentale ale defectelor sunt:

Frecvența fundamentală a trenului (FTF)

Frecvența de rotație a coliviei. O frecvență FTF ridicată indică uzura sau deteriorarea coliviei.

Frecvența de trecere a bilei — Calea de rulare exterioară (BPFO)

Rata cu care corpurile de rostogolire trec printr-un punct de pe calea de rulare exterioară. Vârfurile din apropierea BPFO pot susține diagnosticarea unui defect al inelului exterior, însă apariția și amplitudinea acestora depind de zona de sarcină, calea de transmitere, alunecare și poziția de măsurare.

Frecvența de trecere a bilei — Calea de rulare interioară (BPFI)

Viteza la care elementele de rulare trec printr-un punct de pe calea de rulare interioară. Defectele căii de rulare interioare prezintă de obicei benzi laterale la viteza arborelui în jurul BPFI.

Frecvența de rotire a bilei (BSF)

Frecvența de rotație a unui element de rulare în jurul propriei axe. Defectele elementului de rulare apar adesea la 2× BSF deoarece defectul intră în contact cu ambele inele de rulare pe rotație.

Notă: Aceste formule cinematice presupun rostogolire pură, fără alunecare. Frecvențele reale se pot modifica în funcție de sarcină, joc, lubrifiere, turație și alunecare; utilizați valorile calculate ca repere de căutare, nu ca dovadă certă a unui defect.

Exemplu practic

Exemplu calculat — geometrie specificată, 1500 RPM

Dat: Z = 9, B_d = 7,94 mm, P_d = 38,5 mm, α = 0°, RPM = 1500

Frecvența arborelui = 1500/60 = 25 Hz

B_d/P_d = 0,2062, cos(0°) = 1

FTF = 25/2 × (1 − 0,2062) = 9,92 Hz

BPFO = 9/2 × 25 × (1 − 0,2062) = 89.30 Hz

BPFI = 9/2 × 25 × (1 + 0,2062) = 135.70 Hz

BSF = (38,5/(2×7,94)) × 25 × (1 − 0,2062²) = 58.03 Hz

⚠️ Notă: Utilizați geometria internă și unghiul de contact ale producătorului rulmentului pentru varianta exactă de rulment. Nu deduceți unghiul de contact sau dimensiunile corpurilor de rostogolire numai din desemnare.

Frecvențele de defect ale rulmenților sunt frecvențe caracteristice de vibrație generate atunci când un rulment cu elemente de rostogolire prezintă un defect localizat. Fiecare componentă — inelul exterior, inelul interior, corpurile de rostogolire și colivia — produce un tipar de frecvență unic, bazat pe geometria rulmentului și turația arborelui.

Cele patru frecvențe cheie sunt: BPFO (frecvența de trecere a corpurilor de rostogolire pe inelul exterior), BPFI (frecvența de trecere pe inelul interior), BSF (frecvența de rotație a corpului de rostogolire) și FTF (frecvența fundamentală a coliviei).

Un defect pe inelul exterior poate produce componente în apropierea BPFO și a armonicilor sale. Benzile laterale FTF sau alte benzi pot fi de asemenea prezente deoarece sarcina, alunecarea și modulația influențează răspunsul.

Simplul acord de frecvență nu reprezintă o dovadă. Confirmați prin analiză de anvelopă, tendințe, regim de funcționare și contextul inspecției.

Defectele inelului exterior se investighează în jurul BPFO; cele ale inelului interior în jurul BPFI. Modulația cu frecvența arborelui este frecventă în jurul BPFI, în timp ce BPFO poate prezenta și benzi laterale FTF.

Interpretați ambele tipare împreună cu sarcina, poziția de măsurare, spectrul anvelopei și tendințele.

Armonicile și benzile laterale pot susține ipoteza unui defect de rulment, dar numărul lor nu este o scară universală de severitate și nici un calcul al duratei de viață rămase.

Evaluați amplitudinile și tendințele împreună cu spectrele de anvelopă, pragul de zgomot, condițiile de operare și măsurătorile de confirmare.

Utilizați geometria furnizată de producătorul rulmentului sau o bază de date verificată pentru indicativul exact și sufixul de construcție internă.

Alezajul și diametrul exterior nu determină în mod unic diametrul corpului de rostogolire, diametrul primitiv sau unghiul de contact. Dacă geometria exactă nu este disponibilă, raportați frecvențele calculate ca estimare și validați-le față de spectrele măsurate; nu prezentați geometria dedusă drept date de catalog.

Procedurile descrise în această pagină au fost dezvoltate și testate pe teren de echipa Vibromera cu ajutorul Balanset-1A, un balansor portabil cu două canale și analizor de vibrații pentru echilibrarea rotoarelor la fața locului.