Čo je BPFI? Vysvetlenie frekvencie priechodu guľôčok a vnútorného krúžku • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" pre dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov Čo je BPFI? Vysvetlenie frekvencie priechodu guľôčok a vnútorného krúžku • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" pre dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov

Čo je BPFI? Frekvencia prihrávok lopty a vysvetlenie vnútorného preteku

Publikované používateľom admin dňa

Pochopenie BPFI – Vnútorný pretek frekvencie prihrávok lopty

Definícia: Čo je BPFI?

BPFI (Frekvencia prihrávok lopty, vnútorný dráha) je jedným zo štyroch základných frekvencie porúch ložísk ktorá udáva rýchlosť, akou valivé telesá prechádzajú cez defekt na vnútornom krúžku valivého ložiska. Ak sa na rotujúcom vnútornom krúžku nachádza odlupovanie, prasklina alebo priehlbina, stacionárne valivé telesá pri otáčaní okolo nich opakovane narážajú na defekt, čím vytvárajú periodické nárazy, ktoré generujú vibrácie na frekvencii BPFI.

BPFI sa vyznačuje vyššou frekvenciou ako BPFO (frekvencia vonkajšieho preteku) a takmer vždy vykazuje výrazné ±1× bočné pásma v dôsledku amplitúdovej modulácie, keď sa defekt otáča do a z zóny zaťaženia ložiska. Tieto bočné pásma sú kľúčovým diagnostickým markerom, ktorý odlišuje defekty vnútorného krúžku od iných problémov s ložiskom.

Matematický výpočet

Vzorec

BPFI sa vypočíta pomocou geometrie ložiska a otáčok hriadeľa:

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

Premenné

  • N = Počet valivých telies v ložisku
  • n = Frekvencia otáčania hriadeľa (Hz) alebo rýchlosť (ot./min./60)
  • Bd = Priemer guľky alebo valčeka
  • Pd = Priemer rozstupu (priemer kružnice prechádzajúcej stredmi valivých telies)
  • β = Kontaktný uhol

Prečo BPFI > BPFO

BPFI je vždy vyššie ako BPFO pre to isté ložisko, pretože:

  • Vnútorný krúžok sa otáča s hriadeľom, zatiaľ čo valivé telesá obiehajú rýchlosťou klietky (~0,4×)
  • Relatívna rýchlosť medzi vnútorným krúžkom a valivými telesami je vyššia
  • Vzorec ukazuje BPFI = (N × n / 2) × [1 – Bd/Pd], zatiaľ čo BPFO = (N × n / 2) × [1 + Bd/Pd]
  • Znamienko mínus v BPFI ho zväčšuje (odčítaním zlomku od 1)
  • Typický pomer: BPFI/BPFO ≈ 1,6 – 1,8

Typické hodnoty

  • Pre bežné ložiská: BPFI typicky 5-7× otáčky hriadeľa
  • Príklad: 10-guľôčkové ložisko pri 1800 ot./min. (30 Hz) → BPFI ≈ 173 Hz (5,8× otáčky hriadeľa)

Fyzikálny mechanizmus a modulácia zaťažovacej zóny

Rotačná chyba

Vady vnútorného pretekania vytvárajú jedinečnú situáciu:

  1. Porucha je na rotujúcom vnútornom krúžku
  2. Pri otáčaní vnútorného krúžku sa chyba pohybuje po obvode ložiska
  3. Každý valivý prvok pri prechode narazí na chybu (frekvencia BPFI)
  4. Závažnosť nárazu sa však líši v závislosti od umiestnenia defektu vzhľadom na zónu zaťaženia.

Vplyv zóny zaťaženia

Zóna zaťaženia ložiska vytvára amplitúdovú moduláciu:

  • Porucha v zóne zaťaženia: Vysoká prítlačná sila, silný náraz pri náraze valivého telesa
  • Zóna protiľahlého zaťaženia vady: Nízka alebo nulová kontaktná sila, slabý alebo žiadny náraz
  • Modulačná frekvencia: Defekt prechádza cez zónu zaťaženia raz za otáčku hriadeľa (1× frekvencia)
  • Výsledok: BPFI amplitúdovo modulované pri 1× otáčkach hriadeľa

Generovanie bočného pásma

Amplitúdová modulácia vytvára matematické bočné pásma:

  • Nosná frekvencia: BPFI
  • Modulačná frekvencia: 1× otáčky hriadeľa
  • Bočné pásma: BPFI ± 1×, BPFI ± 2×, BPFI ± 3×
  • Vzor: Symetrické bočné pásy rozmiestnené v intervaloch 1× okolo BPFI
  • Diagnostická hodnota: Tento vzor bočného pásma je takmer patognomický pre defekty vnútorného pretekania

Charakteristiky vibračných podpisov

Typický vzhľad spektra

  • Centrálny vrchol: Na frekvencii BPFI
  • Rodina bočných pásiem: Viaceré píky pri BPFI ± n×(1×), kde n = 1, 2, 3, …
  • Harmonické rodiny: Ďalšie rodiny postranných pásiem pri 2×BPFI, 3×BPFI s vlastnými bočnými pásmami ±1×
  • Vizuálny vzor: Vyzerá ako “laťkový plot” alebo hrebeňový vzor

Funkcie obálkového spektra

  • Vrchol BPFI dominuje spektru obálky
  • Bočné pásma mimoriadne jasné a diagnostické
  • Včasná detekcia mesiace predtým, ako štandardná FFT vykazuje vrcholy
  • Amplitúda sa exponenciálne zvyšuje s rastom defektu

Detekcia a diagnostika

Kroky rozpoznávania

  1. Vypočítajte BPFI: Z čísla modelu ložiska alebo geometrie
  2. Spektrum vyhľadávania: Hľadajte vrchol pri vypočítanej frekvencii (tolerancia ±51 TP3T)
  3. Overenie bočných pásiem: Potvrďte prítomnosť ±1× bočných pásiem (kľúčová diagnostická funkcia)
  4. Skontrolujte harmonické: Hľadajte 2×BPFI, 3×BPFI s vlastnými bočnými pásmami
  5. Posúdenie amplitúdy: Porovnajte s východiskovým stavom alebo odporúčaniami pre závažnosť
  6. Potvrdenie diagnózy: BPFI + bočné pásy = potvrdená chyba vnútorného krúžku

Diferenciálna diagnostika

Funkcia BPFI (vnútorná rasa) BPFO (vonkajšia rasa)
Frekvencia Vyššia (5-7× otáčky hriadeľa) Nižšie (3-5× otáčky hriadeľa)
Bočné pásma Takmer vždy prítomný (±1×) Môže alebo nemusí byť prítomný
Bočný vzor Veľmi pravidelné, jasné rozstupy Menej pravidelné, ak sú prítomné
Výskyt Menej časté (~25% porúch) Najčastejšie (~40% zlyhaní)

Progresia a závažnosť

Fázy vývoja defektu

  1. Iniciácia: Vytvárajú sa mikroskopické trhliny alebo jamky, ktoré ešte nie sú detekovateľné
  2. Začiatok: V obalovom spektre sa objavuje malý pík BPFI (0,1 – 0,5 g)
  3. Skoro: Jasný vrchol BPFI s 1-2 harmonickými a bočnými pásmami (0,5-2 g)
  4. Mierne: Viaceré harmonické, výrazné bočné pásma, odlupovanie viditeľné pri kontrole (2-10 g)
  5. Pokročilé: Veľmi vysoká amplitúda, početné harmonické, zvýšená hladina šumu (> 10 g)
  6. Závažné: Dominuje širokopásmový šum, ložisko je blízko zlyhania, katastrofické zlyhanie je na spadnutie

Odhad zostávajúcej životnosti

  • Počiatočné až skoré: Zvyčajne zostáva 6 – 18 mesiacov
  • Skorá až stredná: Zostávajú 3 – 6 mesiacov
  • Mierne až pokročilé: Zostáva 1-3 mesiace
  • Pokročilé až ťažké: Zostávajúce dni až týždne
  • Premenné: Skutočný časový harmonogram závisí od zaťaženia, rýchlosti, prevádzkových podmienok a veľkosti ložiska.

Príčiny defektov vnútorného preteku

  • Únava: Vysokocyklová únava z opakovaného zaťaženia
  • Nesprávna inštalácia: Poškodenie počas montáže (úder kladivom do vnútorného krúžku)
  • Poškodenie hriadeľa: Drsný alebo poškodený povrch hriadeľa spôsobujúci trenie
  • Tesné uloženie s presahom: Nadmerná sila počas lisovania
  • Nesprávne zarovnanie: Nerovnomerné zaťaženie urýchľujúce únavu
  • Kontaminácia: Častice spôsobujúce poškodenie vtlačením
  • Porucha mazania: Nedostatočné mazanie vedúce k povrchovým poškodeniam

Nápravné opatrenia

Okamžitá reakcia (po detekcii)

  • Zvýšte frekvenciu monitorovania (mesačne → týždenne → denne so zvyšujúcou sa závažnosťou)
  • Naplánujte výmenu ložiska počas najbližšej vhodnej odstávky
  • Amplitúda trendu na predpovedanie zostávajúcej životnosti
  • Vyhnite sa prevádzke pri kritických rýchlostiach, ktoré by mohli urýchliť poruchu

Plánovanie výmeny

  • Objednajte si náhradné ložisko (potvrďte správny model)
  • Plán kontroly hriadeľa (defekty vnútorného krúžku môžu poškodiť hriadeľ)
  • Preskúmajte hlavnú príčinu, aby ste predišli opakovaniu
  • V prípade predčasného zlyhania zvážte vylepšenú špecifikáciu ložiska

Detekcia BPFI pomocou vibračnej analýzy je základným kameňom monitorovania stavu ložísk. Charakteristický vysokofrekvenčný vrchol s 1× bočnými pásmami poskytuje jednoznačnú indikáciu defektov vnútorného krúžku, čo umožňuje včasné údržbárske zásahy, ktoré zabraňujú katastrofickým poruchám ložísk a súvisiacemu sekundárnemu poškodeniu hriadeľov a puzdier.

← Späť na hlavný index

Kategórie:
WhatsApp