ทำความเข้าใจ BPFI – ความถี่ในการส่งบอลภายในสนาม

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: BPFI คืออะไร?

บีพีเอฟไอ (ความถี่ในการส่งบอล, ระยะภายใน) เป็นหนึ่งในสี่ปัจจัยพื้นฐาน ความถี่ความผิดพลาดของตลับลูกปืน ซึ่งบ่งชี้ถึงอัตราที่ชิ้นส่วนกลิ้งเคลื่อนผ่านข้อบกพร่องบนรางด้านในของตลับลูกปืนชิ้นส่วนกลิ้ง เมื่อเกิดการแตก ร้าว หรือหลุมบนรางด้านในที่กำลังหมุน ชิ้นส่วนกลิ้งที่อยู่กับที่จะกระทบข้อบกพร่องซ้ำๆ ขณะที่มันหมุนผ่าน ก่อให้เกิดแรงกระแทกเป็นระยะๆ ที่ก่อให้เกิด การสั่นสะเทือน ที่ความถี่ BPFI.

BPFI มีลักษณะเด่นคือมีความถี่สูงกว่า สมาคมป้องกันประเทศ (BPFO) (ความถี่รอบนอก) และเกือบจะแสดงค่าที่โดดเด่นเสมอ ±1× แถบข้าง เนื่องจากการปรับแอมพลิจูดเมื่อข้อบกพร่องหมุนเข้าและออกจากบริเวณรับน้ำหนักของตลับลูกปืน แถบด้านข้างเหล่านี้เป็นเครื่องหมายวินิจฉัยสำคัญที่แยกข้อบกพร่องของวงแหวนด้านในออกจากปัญหาตลับลูกปืนอื่นๆ.

การคำนวณทางคณิตศาสตร์

สูตร

BPFI คำนวณโดยใช้รูปทรงของตลับลูกปืนและความเร็วเพลา:

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

ตัวแปร

• เอ็น = จำนวนชิ้นส่วนกลิ้งในตลับลูกปืน
• n = ความถี่การหมุนของเพลา (Hz) หรือ ความเร็ว (RPM/60)
• บีดี = เส้นผ่านศูนย์กลางลูกบอลหรือลูกกลิ้ง
• พีดี = เส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ (เส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมที่ผ่านศูนย์กลางของชิ้นส่วนกลิ้ง)
• เบต้า = มุมสัมผัส

เหตุใดจึงต้องเป็น BPFI > BPFO

BPFI มักจะสูงกว่า BPFO เสมอสำหรับตลับลูกปืนชนิดเดียวกัน เนื่องจาก:

• วงแหวนด้านในหมุนด้วยเพลาในขณะที่องค์ประกอบกลิ้งโคจรด้วยความเร็วกรง (~0.4×)
• ความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างวงแหวนด้านในและองค์ประกอบการกลิ้งจะสูงกว่า
• สูตรแสดงให้เห็นว่า BPFI = (N × n / 2) × [1 – Bd/Pd] ในขณะที่ BPFO = (N × n / 2) × [1 + Bd/Pd]
• เครื่องหมายลบใน BPFI ทำให้มันใหญ่ขึ้น (ลบเศษส่วนจาก 1)
• อัตราส่วนทั่วไป: BPFI/BPFO ≈ 1.6-1.8

ค่าทั่วไป

• สำหรับตลับลูกปืนทั่วไป: BPFI โดยทั่วไปจะมีความเร็วเพลา 5-7 เท่า
• ตัวอย่าง: ตลับลูกปืน 10 ลูก ที่ความเร็ว 1,800 รอบต่อนาที (30 เฮิรตซ์) → BPFI ≈ 173 เฮิรตซ์ (ความเร็วเพลา 5.8 เท่า)

กลไกทางกายภาพและการปรับโซนโหลด

ข้อบกพร่องในการหมุน

ข้อบกพร่องภายในเผ่าพันธุ์สร้างสถานการณ์ที่ไม่ซ้ำใคร:

1. ข้อบกพร่องอยู่ที่วงแหวนด้านในที่หมุน
2. เมื่อวงแหวนด้านในหมุน ข้อบกพร่องจะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ เส้นรอบวงของตลับลูกปืน
3. แต่ละองค์ประกอบการกลิ้งจะกระทบกับข้อบกพร่องเมื่อผ่านไป (ความถี่ BPFI)
4. แต่ความรุนแรงของแรงกระแทกจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งของข้อบกพร่องที่สัมพันธ์กับโซนรับน้ำหนัก

เอฟเฟกต์โซนโหลด

โซนโหลดของตลับลูกปืนสร้างการปรับแอมพลิจูด:

• ข้อบกพร่องในโซนโหลด: แรงสัมผัสสูง แรงกระแทกรุนแรงเมื่อชิ้นส่วนกลิ้งกระทบ
• ข้อบกพร่องบริเวณฝั่งตรงข้ามโหลด: แรงสัมผัสต่ำหรือไม่มีเลย แรงกระแทกอ่อนหรือไม่มีเลย
• ความถี่การมอดูเลต: ข้อบกพร่องจะผ่านโซนโหลดหนึ่งครั้งต่อการหมุนของเพลา (ความถี่ 1×)
• ผลลัพธ์: แอมพลิจูด BPFI ปรับที่ความเร็วเพลา 1 เท่า

การสร้างแบนด์ข้างเคียง

การมอดูเลตแอมพลิจูดจะสร้างแถบข้างทางคณิตศาสตร์:

• ความถี่พาหะ: บีพีเอฟไอ
• ความถี่การมอดูเลต: ความเร็วเพลา 1×
• แถบข้าง: BPFI ± 1 ×, BPFI ± 2 ×, BPFI ± 3 ×
• ลวดลาย: แถบข้างสมมาตรที่เว้นระยะห่าง 1× รอบ BPFI
• ค่าการวินิจฉัย: รูปแบบแถบข้างนี้แทบจะบ่งบอกโรคได้สำหรับข้อบกพร่องภายในเผ่าพันธุ์

ลักษณะลายเซ็นการสั่นสะเทือน

ลักษณะสเปกตรัมทั่วไป

• ยอดเขากลาง: ที่ความถี่ BPFI
• ครอบครัวแถบข้าง: จุดสูงสุดหลายจุดที่ BPFI ± n×(1×) โดยที่ n = 1, 2, 3, …
• ตระกูลฮาร์มอนิก: ครอบครัวแถบข้างเพิ่มเติมที่ 2×BPFI, 3×BPFI พร้อมแถบข้าง ±1× ของตัวเอง
• รูปแบบภาพ: มีลักษณะเหมือน “รั้วไม้” หรือลายหวี

คุณสมบัติของ Envelope Spectrum

• จุดสูงสุดของ BPFI ครอบงำสเปกตรัมซองจดหมาย
• แถบข้างมีความชัดเจนและวินิจฉัยได้ดีมาก
• การตรวจจับในระยะเริ่มต้นหลายเดือนก่อนที่ FFT มาตรฐานจะแสดงจุดสูงสุด
• แอมพลิจูดจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณเมื่อข้อบกพร่องเพิ่มขึ้น

การตรวจจับและการวินิจฉัย

ขั้นตอนการจดจำ

1. คำนวณ BPFI: จากหมายเลขรุ่นหรือรูปทรงเรขาคณิตของตลับลูกปืน
2. ค้นหาสเปกตรัม: มองหาจุดสูงสุดที่ความถี่ที่คำนวณได้ (±5% ความคลาดเคลื่อน)
3. ตรวจสอบแถบด้านข้าง: ยืนยันว่ามีแถบข้าง ±1× (คุณลักษณะการวินิจฉัยที่สำคัญ)
4. ตรวจสอบฮาร์มอนิกส์: มองหา 2×BPFI, 3×BPFI ที่มีแถบข้างของตัวเอง
5. ประเมินแอมพลิจูด: เปรียบเทียบกับแนวทางพื้นฐานหรือระดับความรุนแรง
6. ยืนยันการวินิจฉัย: BPFI + แถบข้าง = ข้อบกพร่องของวงแหวนด้านในได้รับการยืนยันแล้ว

การวินิจฉัยแยกโรค

คุณสมบัติ	BPFI (เชื้อชาติภายใน)	BPFO (เชื้อชาติภายนอก)
ความถี่	สูงกว่า (ความเร็วเพลา 5-7×)	ต่ำกว่า (ความเร็วเพลา 3-5 เท่า)
แถบข้าง	มีอยู่เกือบตลอดเวลา (±1×)	อาจมีหรือไม่มีก็ได้
รูปแบบแถบด้านข้าง	ระยะห่างสม่ำเสมอและชัดเจน	น้อยลงสม่ำเสมอหากมีอยู่
การเกิดขึ้น	เกิดขึ้นน้อยกว่า (~25% ของความล้มเหลว)	ความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุด (~40%)

ความก้าวหน้าและความรุนแรง

ระยะการพัฒนาข้อบกพร่อง

1. การเริ่มต้น: รอยแตกหรือหลุมขนาดเล็กที่ยังไม่สามารถตรวจพบได้
2. จุดเริ่มต้น: จุดสูงสุด BPFI ขนาดเล็กปรากฏในสเปกตรัมซองจดหมาย (0.1-0.5 กรัม)
3. แต่แรก: จุดสูงสุด BPFI ที่ชัดเจนพร้อมฮาร์มอนิก 1-2 และแถบข้าง (0.5-2 กรัม)
4. ปานกลาง: ฮาร์มอนิกหลายตัว แถบข้างที่เด่นชัด มองเห็นการแตกกระจายได้เมื่อตรวจสอบ (2-10 กรัม)
5. ขั้นสูง: แอมพลิจูดสูงมาก ฮาร์มอนิกจำนวนมาก พื้นเสียงรบกวนสูง (>10 g)
6. รุนแรง: สัญญาณรบกวนบรอดแบนด์ครอบงำ ใกล้จะล้มเหลว ความล้มเหลวร้ายแรงกำลังจะเกิดขึ้น

การประมาณอายุขัยที่เหลืออยู่

• เริ่มต้นจนถึงระยะเริ่มต้น: โดยทั่วไปเหลือเวลาอีก 6-18 เดือน
• ขั้นต้นถึงปานกลาง: เหลืออีก 3-6 เดือน
• ระดับปานกลางถึงขั้นสูง: เหลืออีก 1-3 เดือน
• ขั้นสูงถึงรุนแรง: วันถึงสัปดาห์ที่เหลืออยู่
• ตัวแปร: ระยะเวลาจริงขึ้นอยู่กับโหลด ความเร็ว สภาวะการทำงาน และขนาดตลับลูกปืน

สาเหตุของความบกพร่องภายในเชื้อชาติ

• ความเหนื่อยล้า: ความเหนื่อยล้าจากรอบสูงจากการโหลดซ้ำๆ
• การติดตั้งที่ไม่เหมาะสม: ความเสียหายระหว่างการติดตั้ง (การกระแทกวงแหวนด้านในด้วยค้อน)
• ความเสียหายของเพลา: พื้นผิวเพลาที่ขรุขระหรือเสียหายทำให้เกิดการเสียดสี
• การป้องกันการรบกวนที่แน่นพอดี: แรงที่มากเกินไปในระหว่างการกดประกอบ
• การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง: การโหลดที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดความเมื่อยล้า
• การปนเปื้อน: อนุภาคที่ก่อให้เกิดความเสียหายแบบรอยบุ๋ม
• ความล้มเหลวของการหล่อลื่น: การหล่อลื่นไม่เพียงพอทำให้เกิดความเสียหายบนพื้นผิว

การดำเนินการแก้ไข

การตอบสนองทันที (เมื่อตรวจพบ)

• เพิ่มความถี่ในการตรวจติดตาม (รายเดือน → รายสัปดาห์ → รายวัน เมื่อความรุนแรงเพิ่มขึ้น)
• กำหนดการเปลี่ยนตลับลูกปืนระหว่างการหยุดให้บริการครั้งถัดไป
• แอมพลิจูดของแนวโน้มในการคาดการณ์อายุการใช้งานที่เหลืออยู่
• หลีกเลี่ยงการทำงานด้วยความเร็ววิกฤตที่อาจเร่งให้เกิดความล้มเหลว

การวางแผนทดแทน

• สั่งเปลี่ยนลูกปืน (ยืนยันรุ่นที่ถูกต้อง)
• แผนการตรวจสอบเพลา (ข้อบกพร่องภายในวงแหวนอาจทำให้เพลาเสียหายได้)
• ตรวจสอบสาเหตุที่แท้จริงเพื่อป้องกันการเกิดซ้ำ
• พิจารณาปรับปรุงคุณลักษณะของตลับลูกปืนหากเกิดความล้มเหลวก่อนกำหนด

การตรวจจับ BPFI ผ่านการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนถือเป็นหัวใจสำคัญของการตรวจสอบสภาพตลับลูกปืน จุดสูงสุดของความถี่สูงอันเป็นเอกลักษณ์พร้อมแถบข้าง 1× ช่วยให้สามารถบ่งชี้ข้อบกพร่องภายในวงแหวนได้อย่างชัดเจน ช่วยให้สามารถดำเนินการบำรุงรักษาได้ทันเวลา ช่วยป้องกันความเสียหายร้ายแรงของตลับลูกปืนและความเสียหายรองที่อาจเกิดขึ้นกับเพลาและตัวเรือน.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก