Каковы частоты дефектов подшипников?

Частоты дефектов подшипников — это характерные частоты колебаний, возникающие при наличии локального дефекта в одном из элементов подшипника качения (внешнем кольце, внутреннем кольце, телках или сепараторе). Каждый элемент генерирует свою уникальную частоту, которая зависит от геометрии подшипника и скорости вращения вала.

How can an outer race fault appear in a spectrum?

An outer-race defect can produce components near BPFO and its harmonics. FTF or other sidebands can also occur because load, slip, transfer path and modulation affect the spectrum. A frequency match alone does not prove a defect; confirm with envelope analysis, trends and inspection context.

What is the difference between inner and outer race indicators?

Outer-race defects are investigated around BPFO; inner-race defects around BPFI. Shaft-speed modulation is common around BPFI, while BPFO can also show FTF or other sidebands. Interpret the pattern together with loading, measurement position and envelope spectrum.

Почему гармоники играют важную роль при расчете подшипников?

Harmonics and sidebands can strengthen a bearing-fault hypothesis, but their count is not a universal severity scale or remaining-life calculation. Evaluate amplitude trends, envelope spectra, noise floor, operating condition and corroborating measurements.

Где можно найти данные о геометрии подшипников?

Данные о геометрии подшипников (количество тел качения, диаметр шариков, диаметр по окружности, угол контакта) можно найти в каталогах таких производителей, как SKF, FAG/Schaeffler, NSK, Timken, NTN и других. Многие производители также предоставляют онлайн-инструменты и базы данных. Некоторые программы для анализа вибраций содержат встроенные базы данных по подшипникам.

Бесплатный инженерный инструмент № 035

Калькулятор частот дефектов подшипников

Рассчитайте BPFO, BPFI, BSF и FTF по геометрии подшипника и частоте вращения вала. Включает гармоники 2× и 3× для вибродиагностики.

BPFO BPFI BSF FTF

Результаты

BPFO — частота прохождения тел качения по наружному кольцу

—

BPFI — частота прохождения тел качения по внутреннему кольцу

—

BSF — частота вращения тела качения

—

FTF — частота сепаратора

—

Частота вращения вала

—

Таблица гармоник

Частота	1× (Гц)	1× (порядок)	2× (Гц)	2× (порядок)	3× (Гц)	3× (порядок)

Частоты дефектов подшипников

Когда в подшипнике качения возникает локальный дефект, повторяющиеся удары порождают характерные частоты, которые зависят от геометрии подшипника и скорости вращения вала. Четыре основные частоты дефекта:

Основная частота сепаратора (FTF)

Частота вращения сепаратора. Повышенное значение FTF указывает на износ или повреждение сепаратора.

Частота прохождения тел качения по наружному кольцу (BPFO)

Частота, с которой тела качения проходят заданную точку наружного кольца. Пики вблизи BPFO могут подтверждать диагностику дефекта наружного кольца, однако их появление и амплитуда зависят от зоны нагрузки, пути передачи колебаний, проскальзывания и точки измерения.

Частота прохождения тел качения по внутреннему кольцу (BPFI)

Частота, с которой тела качения проходят точку на внутреннем кольце. Для дефектов внутреннего кольца обычно характерны боковые полосы на частоте вращения вала вокруг BPFI.

Частота вращения тела качения (BSF)

Частота вращения тела качения вокруг собственной оси. Дефекты тел качения часто проявляются на 2× BSF, поскольку за один оборот дефект контактирует с обоими кольцами.

Примечание: Эти кинематические формулы предполагают чистое качение без проскальзывания. Фактические частоты могут изменяться в зависимости от нагрузки, зазора, смазки, скорости и проскальзывания; используйте рассчитанные значения как ориентиры при поиске, а не как точное доказательство дефекта.

Практический пример

Расчётный пример — заданная геометрия, 1500 RPM

Данный: Z = 9, B_d = 7,94 мм, P_d = 38,5 мм, α = 0°, частота вращения = 1500 об/мин

Частота вращения вала = 1500/60 = 25 Гц

B_d/P_d = 0,2062, cos(0°) = 1

FTF = 25/2 × (1 − 0,2062) = 9,92 Гц

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

⚠️ Примечание: Для конкретного исполнения подшипника используйте внутреннюю геометрию и угол контакта, указанные производителем. Не определяйте угол контакта или размеры тел качения только по обозначению.