Шта је БПФО? Објашњење фреквенције проласка куглице и спољашњег трна • Преносни балансер, анализатор вибрација "Балансет" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора Шта је БПФО? Објашњење фреквенције проласка куглице и спољашњег трна • Преносни балансер, анализатор вибрација "Балансет" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора

Шта је БПФО? Учесталост додавања лопте, објашњење спољашњег трка

Објавио admin на

Разумевање БПФО – Учесталост додавања лопте – Спољна трка

Дефиниција: Шта је БПФО?

БПФО (Фреквенција додавања лопте, Спољни трк) је један од четири основна фреквенције кварова лежајева што показује брзину којом котрљајући елементи (куглице или ваљци) прелазе преко дефекта који се налази на спољашњем трну ваљкастог лежаја. Када на спољашњем трну постоји одвајање, пукотина, јама или други дефект, сваки котрљајући елемент удара у дефект док пролази, стварајући понављајући удар који генерише вибрација на фреквенцији БПФО.

БПФО је дијагностички најважнија фреквенција квара лежајева јер су дефекти спољашњег трна најчешћи тип квара лежајева, што чини приближно 401ТП3Т свих квара котрљајућих лежајева. Детекција БПФО врхова у спектрима вибрација омогућава рану идентификацију проблема спољашњег трна пре него што дође до квара лежаја.

Математички прорачун

Формула

BPFO се израчунава коришћењем геометрије лежаја и брзине вратила:

  • БПФО = (Н × н / 2) × [1 + (Бд/Пд) × цос β]

Променљиве

  • Н = Број котрљајућих елемената (куглица или ваљака) у лежају
  • н = Фреквенција ротације вратила (Hz) или брзина (RPM/60)
  • Бд = Пречник куглице или ваљка
  • Пд = Пречник корака (пречник круга кроз центре котрљајућих елемената)
  • β = Угао контакта (типично 0° за радијалне кугличне лежајеве, 15-40° за угаони контакт)

Поједностављена апроксимација

За лежајеве са нултим контактним углом (β = 0°):

  • BPFO ≈ (N × n / 2) × [1 + Bd/Pd]
  • За типичне лежајеве са Bd/Pd ≈ 0,2, ово даје BPFO ≈ 0,6 × N × n
  • Правило: BPFO ≈ 60% од (број куглица × фреквенција вратила)

Типичне вредности

  • За лежајеве са 8-12 котрљајућих елемената: BPFO обично 3-5× брзина вратила
  • Пример: 10-куглични лежај при 1800 обртаја у минути (30 Hz) → BPFO ≈ 107 Hz (3,6× брзина вратила)

Физички механизам

Зашто дефекти спољашње трке генеришу БПФО

Спољни трун је непокретан код већине лежајева, фиксиран у кућишту:

  1. Дефект (одвајање, јама) постоји на фиксној локацији на спољашњем трну
  2. Како се кавез окреће, он носи котрљајуће елементе око лежаја
  3. Сваки котрљајући елемент редом прелази преко места дефекта
  4. Када лопта удари у дефект, долази до малог удара или “клика”
  5. Са N котрљајућих елемената, дефект се удара N пута по обртају кавеза
  6. Пошто се кавез окреће брзином од приближно 0,4× брзине вратила, а свака куглица удара једном по обртају кавеза, укупна брзина удара = N × фреквенција кавеза ≈ BPFO

Карактеристике удара

  • Сваки удар је кратак (трајање микросекунде)
  • Утицаји су периодични са фреквенцијом BPFO
  • Енергија удара побуђује високофреквентне резонанције у носећој структури
  • Понављајућа природа ствара јасне спектралне врхове

Вибрациони потпис у спектру

У стандардном FFT спектру

  • Примарни врх: На фреквенцији БПФО
  • Хармоници: На 2×BPFO, 3×BPFO, 4×BPFO (што указује на тежину дефекта)
  • Бочне траке: Може имати ±1× бочне траке ако се спољашњи трун може мало ротирати или због варијације зоне оптерећења
  • Амплитуда: Повећава се како се дефект шири

У спектру омотача

  • Врх BPFO-а је много јаснији и веће амплитуде него код стандардног FFT-а
  • Хармоници истакнуто приказани
  • Могуће је рано откривање (кварови се могу открити месецима раније)
  • Мање сметњи од нискофреквентних вибрација

Типична прогресија амплитуде

  • Почетно: 0,1-0,5 г (омотач), једва приметно
  • Рано: 0,5-2 g, јасан BPFO врх са 1-2 хармоника
  • Умерено: 2-10 g, вишеструки хармоници, појављују се бочне траке
  • Напредно: >10 g, бројни хармоници, повишен праг шума

Зашто су дефекти спољашње трке најчешћи

Кварови спољашњег трка преовлађују из неколико разлога:

Концентрација оптерећења

  • У типичној хоризонталној оријентацији вратила, зона оптерећења је на дну
  • Спољни трун на дну носи највећи део терета
  • Константно оптерећење истог дела спољашњег трзаја убрзава замор
  • Унутрашњи трк се окреће, распоређујући оптерећење по целом обиму

Напрезања при инсталацији

  • Спољни трун притиснут у кућиште може доћи до оштећења приликом инсталације
  • Интерферентни налегаји стварају заостале напоне
  • Неправилна инсталација (неправилно поравнање, савијање) оштећује спољашњи трн

Ефекти контаминације

  • Честице улазе у лежај на спољашњем трнушту
  • Контаминација концентрисана у региону спољашњег трка
  • Честице уграђене у мекши материјал спољашњег трка

Дијагностички значај

Висока дијагностичка поузданост

БПФО је један од најпоузданијих дијагностичких индикатора:

  • Фреквенција се може прецизно израчунати и јединствена је за сваки тип лежаја
  • Мало је вероватно да ће се помешати са фреквенцијама других машина
  • Јасан образац прогресије како се дефект погоршава
  • Добро схваћен однос између амплитуде и величине дефекта

Процена озбиљности

  • Број хармоника: Више хармоника = напреднији дефект
  • Вршна амплитуда: Већа амплитуда = већа површина дефекта
  • Присуство бочног појаса: Опсежне бочне траке указују на модулацију, често због варијације зоне оптерећења
  • Праг буке: Повишени ниво буке указује на широко распрострањено погоршање површине

Однос према другим фреквенцијама лежаја

БПФО наспрам БПФИ

  • BPFI (унутрашњи трн) увек веће фреквенције од BPFO за исти лежај
  • Типичан однос: BPFI/BPFO ≈ 1,6-1,8
  • Ако су оба присутна, то указује на вишеструке дефекте (узнапредовали квар)
  • БПФО је чешћи у почетку; БПФИ се може развити као секундарна штета

Бочни опсези при брзини од 1×

  • Док је спољашњи трун непокретан, могуће је благо кретање
  • Лабаво приањање лежаја омогућава да се спољашњи трун клизи или благо ротира
  • Варијација зоне оптерећења док ротор орбитира ствара амплитудну модулацију
  • Резултат је ±1× бочне траке око врха BPFO

Практична стратегија праћења

Рутинско праћење

  • Месечна или квартална анализа амбалаже на свакој локацији лежаја
  • Аутоматска детекција и праћење трендова врхова BPFO
  • Аларм подешен на 2-3× основну амплитуду
  • Тренд историјских података за предвиђање времена отказа

Тестови потврде

Када се открије БПФО:

  • Проверите да ли се фреквенција подудара са израчунатом вредношћу (у оквиру ±5%)
  • Проверите хармонике (2×BPFO, 3×BPFO)
  • Потражите карактеристичан образац бочног појаса
  • Упоредите са другим лежајевима на истој машини (требало би да буде јединствено за неисправан лежај)
  • Повећајте учесталост праћења на недељно или дневно

Детекција и праћење BPFO-а представља једну од најуспешнијих примена анализе вибрација у предиктивном одржавању, спречавајући кварове лежајева и омогућавајући стратегије замене засноване на стању које оптимизују и поузданост опреме и трошкове одржавања.

← Назад на главни индекс

Categories:
WhatsApp