Pochopenie FTF – základná vlaková frekvencia
Definícia: Čo je to FTF?
Zdieľať (Základná vlaková frekvencia, nazývaná aj klietková frekvencia alebo frekvencia udržiavania) je jednou zo štyroch základných frekvencie porúch ložísk, čo predstavuje rýchlosť otáčania klietky ložiska (nazývanej aj separátor alebo zadržiavač), ktorá drží valivé telesá na mieste a udržiava ich rozostup. Klietka obieha okolo ložiska, pričom so sebou nesie valivé telesá a vykoná jednu otáčku za čas, ktorý je potrebný na to, aby všetky valivé telesá obehli ložisko raz.
FTF je najnižšia zo štyroch frekvencií ložísk, zvyčajne sa pohybuje od 0,35 × do 0,48 × otáčky hriadeľa (subsynchrónne). Hoci sa najmenej bežne používa na detekciu defektov (defekty klietky sú zriedkavé), FTF zohráva dôležitú úlohu ako modulačná frekvencia, ktorá vytvára bočné pásma v okolí iných frekvencií porúch ložísk, najmä BSF.
Matematický výpočet
Vzorec
FTF sa vypočíta pomocou geometrie ložiska a otáčok hriadeľa:
- FTF = (n / 2) × [1 – (Bd/Pd) × cos β]
Premenné
- 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
Zjednodušená forma
Pre ložiská s nulovým uhlom kontaktu (β = 0°):
- FTF ≈ (n / 2) × [1 – Bd/Pd]
- Pre typické ložiská s Bd/Pd ≈ 0,2 to dáva FTF ≈ 0,4 × n
- Empirické pravidlo: FTF typicky 0,4 × otáčky hriadeľa (40% frekvencie hriadeľa)
Typický rozsah
- FTF typicky 0,35 – 0,48 × rýchlosť hriadeľa v závislosti od geometrie ložiska
- Príklad: 1800 ot./min. (30 Hz) → FTF ≈ 12 Hz (0,4× otáčky hriadeľa)
- Vždy subsynchrónne (menej ako 1× bežná rýchlosť)
- Najnižšia zo štyroch frekvencií ložísk
Fyzický význam
Pohyb klietky
Rotácia klietky je určená valivými prvkami:
- Valivé telesá sa odvaľujú (bez preklzávania) medzi vnútornými a vonkajšími krúžkami
- Klietka sa pohybuje priemernou rýchlosťou stredov valivých telies
- Rýchlosť je približne v strede medzi stacionárnym vonkajším krúžkom (0) a rotujúcim vnútorným krúžkom (rýchlosť hriadeľa)
- Klietka sa teda otáča približne rýchlosťou 40% otáčok hriadeľa
Funkcia klietky
- Rozstup: Udržiava rovnomernú vzdialenosť medzi valivými prvkami
- Pokyny: Udržiava valivé telesá v správnej orbitálnej dráhe
- Mazanie: Môže pomôcť s distribúciou lubrikantu
- Zabraňuje kontaktu: Zabraňuje vzájomnému dotyku valivých telies
Keď sa FTF objaví vo vibračných spektrách
Priame defekty klietky
Primárne píky FTF sa objavujú, keď je samotná klietka chybná:
- Rozbitá klietka: Zlomená alebo prasknutá štruktúra klietky
- Opotrebované vrecká: Nadmerná vôľa medzi klietkou a valivými prvkami
- Trenie klietky: Dotýkanie sa klietky obežnými dráhami alebo tesneniami
- Frekvencia: Priamy vrchol FTF s harmonickými
- Vzácnosť: Defekty súvisiace iba s klietkou sú menej časté (< 5% porúch)
Ako modulácia bočného pásma (bežnejšia)
FTF sa častejšie prejavuje ako rozostup postranných pásiem okolo BSF:
- Keď je prítomná chyba valivého telesa (BSF aktívna)
- Závažnosť nárazu defektnej gule sa mení počas jej obehu
- K variácii dochádza na orbitálnej frekvencii klietky (FTF)
- Vytvára bočné pásma: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, BSF ± 3×FTF
- Diagnostický vzor pre chyby valivých telies
Nestabilita ložiska
- V blízkosti FTF sa môžu vyskytnúť subsynchrónne vibrácie spôsobené nestabilitou vyvolanou ložiskom
- Môže naznačovať nedostatočné predpätie alebo problémy s vôľou ložiska
- Rozlíšiteľné od defektov klietky rôznymi charakteristikami (kontinuálne vs. nárazové)
Diagnostika defektu klietky
Príznaky problémov s klietkou
- Vrchol pri frekvencii FTF v vibračné spektrum
- Harmonické pri 2×FTF, 3×FTF atď.
- Často nepravidelná alebo premenlivá amplitúda
- Môže byť sprevádzané počuteľným zvukom (cvakanie alebo hrkotanie)
- Niekedy viditeľné v časovom priebehu ako periodické nárazy
Príčiny defektov klietky
- Nesprávne mazanie: Nedostatočné mazanie spôsobujúce opotrebovanie klietky
- Vysokorýchlostná prevádzka: Nadmerné odstredivé sily pôsobiace na klietku
- Kontaminácia: Častice poškodzujúce materiál klietky alebo vrecká
- Prehriatie: Tepelná deformácia alebo zmäkčenie materiálu klietky
- Únava: Vysokocyklová únava v tenkých častiach klietky
- Poškodenie pri inštalácii: Klietka ohnutá alebo poškodená počas montáže
Praktický význam
Ako diagnostický marker
Primárna diagnostická hodnota FTF spočíva v rozstupe postranných pásiem:
- 1× Bočné pásma: Indikuje chyby vnútorného krúžku (modulácia otáčaním hriadeľa)
- Bočné pásma FTF: Indikácia defektov valivých telies (modulácia orbitálnym pohybom klietky)
- Rozpoznávanie vzorov: Rozstup bočných pásiem okamžite identifikuje typ defektu
- Pokročilá diagnostika: Pochopenie FTF umožňuje správnu interpretáciu komplexných spektier ložísk
V automatizovanej diagnostike
- Moderné analyzátory vibrácií automaticky vypočítavajú všetky štyri frekvencie
- Softvér identifikuje píky na BPFO, BPFI, BSF, FTF
- Automatická detekcia bočného pásma pomocou FTF a 1× ako vyhľadávacích kritérií
- Závažnosť posudzovaná na základe amplitúdy a harmonického obsahu
Vzťah k iným frekvenciám ložísk
Hierarchia frekvencií
Štyri frekvencie ložísk podľa poradia veľkosti:
- Najnižšia: FTF (0,4× otáčky hriadeľa)
- Nízko-stredné: BSF (2-3× otáčky hriadeľa)
- Médium: BPFO (3-5× otáčky hriadeľa)
- Najvyššia: BPFI (5-7× otáčky hriadeľa)
Matematické vzťahy
- Všetky štyri frekvencie súvisia prostredníctvom geometrie ložiska
- Znalosť jednej frekvencie a typu ložiska umožňuje výpočet ďalších
- Pomery medzi frekvenciami zostávajú pre daný model ložiska konštantné
- Poskytuje krížové overenie diagnózy
FTF, hoci je najnižšou a najmenej často priamo pozorovanou frekvenciou porúch ložísk, zohráva kľúčovú úlohu v diagnostike ložísk. Jej funkcia ako modulačnej frekvencie pre chyby valivých telies a jej potenciálny indikátor problémov s klietkou robia pochopenie FTF nevyhnutným pre úplné a presné posúdenie stavu ložiska.
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 