Kaj so frekvence okvar ležajev?

Frekvence napak ležajev so značilne frekvence vibracij, ki nastanejo, ko ima kotalni ležaj lokalizirano napako na eni od svojih komponent (zunanji obroč, notranji obroč, kotalni elementi ali kletka). Vsaka komponenta proizvaja edinstveno frekvenco, ki temelji na geometriji ležaja in hitrosti gredi.

Kako se lahko okvara zunanjega obroča pokaže v spektru?

Napaka zunanjega obroča lahko povzroči komponente blizu BPFO in njegovih harmonikov. Lahko se pojavijo tudi FTF ali drugi stranski trakovi, ker obremenitev, zdrs, prenosna pot in modulacija vplivajo na spekter. Samo ujemanje frekvence ne dokazuje napake; potrdite z ovojnično analizo, trendi in kontekstom pregleda.

Zakaj so harmoniki pomembni pri analizi ležajev?

Harmoniki in stranski trakovi lahko okrepijo hipotezo o okvari ležaja, vendar njihovo število ni univerzalna lestvica resnosti ali izračun preostale življenjske dobe. Ocenite trende amplitude, ovojnične spektre, šumno osnovo, obratovalno stanje in podporne meritve.

Kje lahko najdem geometrijske podatke ležaja?

Podatke o geometriji ležajev (število kotalnih elementov, premer kroglice, premer koraka, kontaktni kot) najdete v katalogih proizvajalcev SKF, FAG/Schaeffler, NSK, Timken, NTN in drugih. Mnogi proizvajalci ponujajo tudi spletna orodja in podatkovne baze. Nekatera programska oprema za analizo vibracij vključuje vgrajene podatkovne baze ležajev.

Brezplačno inženirsko orodje #035

Kalkulator frekvenc okvar ležajev

Izračunajte BPFO, BPFI, BSF in FTF iz geometrije ležaja in hitrosti gredi. Vključuje 2× in 3× harmonike za diagnostiko vibracij.

BPFO BPFI BSF FTF

Rezultati

BPFO — Frekvenca napake zunanjega obroča

—

BPFI — Frekvenca napake notranjega obroča

—

BSF — frekvenca vrtenja kroglice

—

FTF — frekvenca kletke (separatorja)

—

Frekvenca gredi

—

Tabela harmonikov

Frekvenca	1× (Hz)	1× (red)	2× (Hz)	2× (red)	3× (Hz)	3× (red)

Frekvence okvar ležajev

Ko se v kotalnem ležaju pojavi lokalizirana napaka, ponavljajoči se udarci ustvarijo značilne frekvence, ki so odvisne od geometrije ležaja in hitrosti gredi. Štiri osnovne frekvence napak so:

Osnovna frekvenca kletke (FTF)

Vrtilna frekvenca kletke. Povišana FTF kaže na obrabo ali poškodbo kletke.

Frekvenca prehoda kroglic prek zunanjega obroča (BPFO)

Frekvenca, s katero kotalni elementi prehajajo mimo točke na zunanjem obroču. Vrhovi blizu BPFO lahko podprejo diagnozo napake zunanjega obroča, vendar sta pojavnost in amplituda odvisni od območja obremenitve, prenosne poti, zdrsa in mesta meritve.

Frekvenca prehoda kroglic prek notranjega obroča (BPFI)

Frekvenca, s katero kotalni elementi prehajajo mimo točke na notranjem obroču. Napake notranjega obroča običajno kažejo stranske pasove pri hitrosti gredi okoli BPFI.

Frekvenca vrtenja kroglice (BSF)

Vrtilna frekvenca kotalnega elementa okoli lastne osi. Napake kotalnega elementa se pogosto pojavijo pri 2× BSF, ker se napaka na vrtljaj dotakne obeh obročev.

Opomba: Te kinematične enačbe predpostavljajo čisto kotaljenje brez zdrsa. Dejanske frekvence se lahko spremenijo zaradi obremenitve, zračnosti, mazanja, hitrosti in zdrsa; izračunane vrednosti uporabljajte kot iskalne označevalce in ne kot natančen dokaz napake.

Praktični primer

Izračunani primer — navedena geometrija, 1500 RPM

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

Frekvenca gredi = 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

⚠️ Opomba: Za točno izvedbo ležaja uporabite notranjo geometrijo in kontaktni kot proizvajalca ležajev. Ne sklepajte o kontaktnem kotu ali merah kotalnih elementov samo na podlagi oznake.

Frekvence okvar ležajev so značilne vibracijske frekvence, ki nastanejo, ko ima kotalni ležaj lokalno poškodbo. Vsak del ležaja — zunanji obroč, notranji obroč, kotalna telesa in kletka — ustvari edinstven frekvenčni vzorec glede na geometrijo ležaja in hitrost gredi.

Štiri ključne frekvence so: BPFO (frekvenca prehoda kotalnih teles po zunanjem obroču), BPFI (frekvenca prehoda po notranjem obroču), BSF (frekvenca vrtenja kotalnega telesa) in FTF (osnovna frekvenca kletke).

Okvara zunanjega obroča lahko povzroči komponente blizu BPFO in njenih harmonikov. Zaradi obremenitve, zdrsa in modulacije so lahko prisotni tudi FTF ali drugi stranski pasovi.

Samo ujemanje frekvence še ni dokaz. Potrdite z analizo ovojnice, trendi, obratovalnim stanjem in podatki pregleda.

Okvare zunanjega obroča preiskujemo okoli BPFO, okvare notranjega obroča pa okoli BPFI. Modulacija s frekvenco vrtenja gredi je pogosta okoli BPFI, medtem ko lahko BPFO kaže tudi stranske pasove FTF.

Oba vzorca tolmačite skupaj z obremenitvijo, merilnim mestom, spektrom ovojnice in trendi.

Harmoniki in stranski pasovi lahko podprejo hipotezo o okvari ležaja, vendar njihovo število ni univerzalna lestvica resnosti okvare ali izračun preostale življenjske dobe.

Ocenite amplitude in trende skupaj s spektri ovojnice, šumnim dnom, obratovalnimi pogoji in potrditvenimi meritvami.

Uporabite geometrijo proizvajalca ležaja ali preverjeno bazo ležajev za točno oznako in pripono notranje izvedbe.

Izvrtina in zunanji premer sama po sebi ne določata enolično premera kotalnih teles, delilnega premera ali kontaktnega kota. Če točna geometrija ni na voljo, navedite izračunane frekvence kot oceno in jih preverite z izmerjenimi spektri; ocenjene geometrije ne predstavljajte kot podatkov proizvajalca.

Postopki, opisani na tej strani, so bili razviti in terensko preizkušeni s strani ekipe Vibromera z uporabo naprave Balanset-1A, prenosnega dvokanalnega uravnoteževalnika in analizatorja vibracij za uravnoteženje rotorjev na mestu uporabe.