Vad är lagerfelfrekvenserna?

Lagerfelfrekvenser är karakteristiska vibrationsfrekvenser som genereras när ett rullningslager har en lokal defekt på en av sina komponenter (ytterbana, innerbana, rullkroppar eller bur). Varje komponent producerar en unik frekvens baserad på lagergeometri och axelvarvtal.

Hur kan en ytterringsskada visa sig i ett spektrum?

En defekt på ytterringen kan ge upphov till komponenter nära BPFO och dess övertoner. FTF eller andra sidband kan också förekomma eftersom belastning, glidning, överföringsväg och modulering påverkar spektrumet. En frekvensmatchning i sig bevisar inte en defekt; bekräfta med envelopanalys, trender och inspektionssammanhang.

Vad är skillnaden mellan indikatorer för innerring och ytterring?

Defekter på ytterringen undersöks kring BPFO; defekter på innerringen kring BPFI. Modulering med axelvarvtal är vanlig kring BPFI, medan BPFO även kan visa FTF eller andra sidband. Tolka mönstret tillsammans med belastning, mätposition och envelopspektrum.

Var hittar jag data om lagergeometri?

Lagergeometridata (antal rullelement, kuldiameter, stigningsdiameter, kontaktvinkel) finns i tillverkarkataloger från SKF, FAG/Schaeffler, NSK, Timken, NTN och andra. Många tillverkare tillhandahåller även onlineverktyg och databaser. En del programvara för vibrationsanalys inkluderar inbyggda lagerdatabaser.

Gratis tekniskt verktyg #035

Kalkylator för lagerfelfrekvens

Beräkna BPFO, BPFI, BSF och FTF utifrån lagergeometri och axelhastighet. Inkluderar 2× och 3× övertoner för vibrationsdiagnostik.

BPFO BPFI BSF FTF

Resultat

BPFO — Frekvens för defekt på ytterbanan

—

BPFI — Frekvens för innerbanefel

—

BSF — Kulspinnfrekvens

—

FTF — Burfrekvens (hållarfrekvens)

—

Axelfrekvens

—

Övertonstabell

Frekvens	1× (Hz)	1× (ordning)	2× (Hz)	2× (ordning)	3× (Hz)	3× (ordning)

Frekvenser för lagerfel

När ett rullager utvecklar en lokal defekt genererar den upprepade stöten karakteristiska frekvenser som beror på lagrets geometri och axelhastighet. De fyra grundläggande defektfrekvenserna är:

Grundläggande burfrekvens (FTF)

Burens rotationsfrekvens. En förhöjd FTF indikerar slitage eller skada på buren.

Kulpassagefrekvens — ytterbana (BPFO)

Hastigheten med vilken rullkropparna passerar en punkt på ytterringen. Toppar nära BPFO kan stödja en diagnos av ett fel på ytterringen, men förekomst och amplitud beror på belastningszon, överföringsväg, slirning och mätposition.

Kulpassagefrekvens — innerbana (BPFI)

Den frekvens med vilken rullkropparna passerar en punkt på innerbanan. Innerbanefel visar vanligtvis sidband vid axelvarvtal runt BPFI.

Kulspinnfrekvens (BSF)

Rotationsfrekvensen för en rullkropp kring sin egen axel. Defekter i rullkroppen uppträder ofta vid 2× BSF eftersom defekten kommer i kontakt med båda lagerbanorna per varv.

Notera: Dessa kinematiska formler förutsätter ren rullning utan slirning. De faktiska frekvenserna kan förskjutas med belastning, spel, smörjning, hastighet och slirning; använd beräknade värden som sökmarkörer snarare än som ett exakt bevis på ett fel.

Praktiskt exempel

Beräknat exempel — angiven geometri, 1500 RPM

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

Axelfrekvens = 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

⚠️ Obs: Använd lagertillverkarens interna geometri och kontaktvinkel för den exakta lagervarianten. Dra inte slutsatser om kontaktvinkel eller rullkropparnas dimensioner enbart utifrån beteckningen.

Lagerskadefrekvenser är karakteristiska vibrationsfrekvenser som uppstår när ett rullningslager har en lokal defekt. Varje lagerkomponent — ytterring, innerring, rullkroppar och hållare — skapar ett unikt frekvensmönster baserat på lagrets geometri och axelvarvtalet.

De fyra nyckelfrekvenserna är: BPFO (överrullningsfrekvens ytterring), BPFI (överrullningsfrekvens innerring), BSF (rullkroppsrotationsfrekvens) och FTF (hållarens grundfrekvens).

En defekt i ytterringen kan ge komponenter nära BPFO och dess övertoner. FTF eller andra sidband kan också förekomma eftersom last, glidning och modulering påverkar svaret.

Enbart en frekvensöverensstämmelse är inte bevis. Bekräfta med enveloppanalys, trender, driftförhållanden och inspektionsdata.

Skador i ytterringen undersöks kring BPFO; skador i innerringen kring BPFI. Modulering med axelvarvtalet är vanlig kring BPFI, medan BPFO även kan visa FTF eller andra sidband.

Tolka båda mönstren tillsammans med last, mätpunkt, enveloppspektrum och trender.

Övertoner och sidband kan stärka en hypotes om lagerskada, men deras antal är inte en universell allvarlighetsskala eller beräkning av återstående livslängd.

Utvärdera amplituder och trender tillsammans med enveloppspektra, brusgolv, drifttillstånd och kompletterande mätningar.

Använd geometri från lagertillverkaren eller en verifierad lagerdatabas för exakt beteckning och suffix för inre konstruktion.

Håldiameter och ytterdiameter bestämmer inte entydigt rullkroppsdiameter, delningsdiameter eller kontaktvinkel. Om exakt geometri saknas, ange de beräknade frekvenserna som en uppskattning och validera mot uppmätta spektra; presentera inte härledd geometri som tillverkardata.

Procedurerna som beskrivs på den här sidan utvecklades och fälttestades av Vibromera-teamet med hjälp av Balanset-1A, en bärbar tvåkanalig balanserare och vibrationsanalysator för rotorbalansering på plats.