Rulman Arıza Sıklıklarını Anlama
Tanım: Yatak Arıza Frekansları Nelerdir?
Yatak arıza frekansları (ayrıca yatak arıza frekansları veya karakteristik frekanslar olarak da adlandırılır) belirlidir titreşim Bir yataktaki yuvarlanan elemanların (bilyalar veya silindirler) yatak yuvalarındaki veya yuvarlanan elemanların kendisindeki çatlaklar, dökülmeler veya çukurlar gibi kusurların üzerinden geçerken oluşturduğu frekanslar. Bu frekanslar, yatağın geometrisine ve şaftın dönüş hızına bağlı olarak matematiksel olarak tahmin edilebilir ve bu da onları erken teşhis için paha biçilmez teşhis göstergeleri haline getirir. rulman kusurları.
Bu frekansları anlamak ve tanımlamak Titreşim Analizi Bakım personelinin, sıcaklık artışı, gürültü veya felaket düzeyindeki arızalar nedeniyle ortaya çıkmalarından aylar önce yatak sorunlarını tespit etmesini sağlayarak, planlı bakım yapılmasını ve maliyetli plansız duruşların önlenmesini sağlar.
Dört Temel Hata Frekansı
Her yuvarlanan elemanlı rulmanın dört karakteristik arıza frekansı vardır ve her biri farklı bir arıza türüne karşılık gelir:
1. BPFO – Top Pas Sıklığı, Dış Yarış
Yuvarlanan elemanların dış bilezik üzerindeki sabit bir noktadan geçme hızı:
- Fiziksel Anlamı: Dış bilezikte bir kusur varsa, her yuvarlanan eleman geçerken ona çarparak tekrarlayan bir etki yaratır
- Tipik Değer: Çoğu rulman için 3-5x şaft hızı
- Formül: BPFO = (N × n / 2) × (1 + (Bd/Pd) × cos β)
- En Yaygın: Dış yarış kusurları en sık görülen rulman arıza türüdür
- Yük Bölgesi Etkisi: Sabit dış bilezik, arızanın yüke göre sabit bir konumda olduğu anlamına gelir
2. BPFI – Top Pas Sıklığı, İç Yarış
Yuvarlanan elemanların iç bilezik üzerindeki sabit bir noktadan geçme hızı:
- Fiziksel Anlamı: İç bilezik şaft ile birlikte döner, bu nedenle her yuvarlanan eleman geçerken iç bilezikte bir kusurla karşılaşır.
- Tipik Değer: Çoğu rulman için 5-7× şaft hızı
- Formül: BPFI = (N × n / 2) × (1 – (Bd/Pd) × cos β)
- BPFO'dan Yüksek: Aynı yatak için BPFO'dan her zaman daha yüksek frekans
- Yan bantlar: Neredeyse her zaman 1× gösterir yan bantlar yük bölgesi modülasyonu nedeniyle
3. BSF – Top Döndürme Frekansı
Kendi ekseni etrafında dönen bir yuvarlanma elemanının dönme frekansı:
- Fiziksel Anlamı: Yuvarlanan bir elemanda bir kusur varsa, bu her iki ırkı da bu frekansta etkiler
- Tipik Değer: 1,5-3× şaft hızı
- Formül: BSF = (Pd / Bd) × (n / 2) × [1 – (Bd/Pd)² × cos² β]
- En Az Yaygın: Yuvarlanan eleman arızaları, yarış arızalarından daha az sıklıkta görülür
- Karmaşık Desen: Kusur her iki yarışa da temas ederek karmaşık bir titreşim imzası oluşturuyor
4. FTF – Temel Tren Frekansı
Rulman kafesinin (tutucu) dönme frekansı:
- Fiziksel Anlamı: Kafesin, rulman etrafında yuvarlanan elemanları taşıyarak dönme hızı
- Tipik Değer: 0,35-0,45× şaft hızı (senkron altı)
- Formül: FTF = (n / 2) × (1 – (Bd/Pd) × cos β)
- Kafes Kusurları: Aşınmış veya hasarlı kafesler bu frekansı uyarır
- Kararsızlık Göstergesi: Yatak kaynaklı rotor dengesizlikleri sırasında da ortaya çıkabilir
Formül Değişkenleri Açıklandı
Arıza frekansı formülleri şu yatak geometrik parametrelerini kullanır:
- N = Yuvarlanan elemanların (bilyeler veya silindirler) sayısı
- n = Şaft dönüş frekansı (Hz) veya hızı (RPM)
- Bd = Bilya veya silindir çapı
- Pd = Adım çapı (yuvarlanma elemanlarının merkezlerinden geçen dairenin çapı)
- β = Temas açısı (yük yönü ile yatak ekseni arasındaki açı, genellikle 0-40°)
Çoğu titreşim analiz yazılımı, binlerce yatak modeli için bu parametrelerin önceden hesaplandığı yatak veritabanlarını içerir.
Titreşim Spektrumlarında Hata Frekansları Nasıl Görünür?
Temel Görünüm
Bir yatakta arıza oluştuğunda:
- Birincil Tepe: Arıza frekansı, belirgin bir tepe olarak görünür frekans spektrumu
- Harmonikler: Arıza kötüleştikçe arıza frekansının çoklu harmonikleri (2×, 3×, 4×) ortaya çıkar
- Yan bantlar: İç yarış ve yuvarlanan eleman kusurları için, arıza frekansı etrafında 1× yan bantlar yaygındır
- Genlik Büyümesi: Arıza ilerledikçe arıza frekansı genliği artar
Yan Bant Desenleri
Yan bantlar kritik tanısal bilgiler sağlar:
- İç Yarış Kusurları: ±1×, ±2× yan bantlı BPFI (yükleme bölgesine girip çıkan kusur)
- Dış Yarış Kusurları: Dış bilezik hafifçe dönebiliyorsa BPFO'nun 1x yan bantları olabilir
- Yuvarlanan Eleman Arızaları: FTF aralığında yan bantlara sahip BSF (kafes frekans modülasyonu)
- Yan Bant Aralığı: Hangi bileşenin arızalı olduğunu belirler
Erken ve Geç Aşama
- Erken Aşama: Gürültü tabanının hemen üzerinde küçük tepe noktaları, gerekebilir zarf analizi tespit etmek
- Orta Aşama: Standart FFT'de harmonikler ve yan bantlarla net tepe noktaları
- İleri Aşama: Çok yüksek genlik, çok sayıda harmonik, geniş bant gürültü artışı
- Geç Aşama: Spektrum, yükselen gürültü tabanı ve çok sayıda tepe noktasıyla kaotik hale gelir
Tespit Teknikleri
Standart FFT Analizi
- Hesaplamak FFT titreşim sinyalinin
- Hesaplanan yatak frekanslarındaki tepe noktalarını arayın
- Orta ve ileri düzey kusurlar için etkilidir
- Gürültünün altında gömülü erken aşamadaki kusurları gözden kaçırabilir
Zarf Analizi (En Etkili)
Zarf analizi (demodülasyon) yatak arızası tespiti için altın standarttır:
- Düşük frekanslı, yüksek enerjili titreşimleri (dengesizlik vb.) filtreler.
- Yatak arızalarından kaynaklanan yüksek frekanslı etkilere odaklanır
- Standart FFT'den 6-12 ay daha erken arızaları tespit edebilir
- Zarf spektrumu arıza frekanslarını ve desenlerini açıkça göstermektedir
Zaman Alanı Teknikleri
- Şok Darbe Yöntemi (SPM): Kusurlardan kaynaklanan darbe enerjisini algılar
- Tepe Faktörü: Tepe noktasının RMS'ye oranı, etkiyle birlikte artar
- Kurtozis: Erken gebelik hasarına duyarlı, dürtüselliğin istatistiksel ölçüsü
Pratik Uygulama
Tanı Prosedürü
- Yatağı Belirleyin: Yatak modelini ve konumunu belirleyin
- Frekansları Hesapla: BPFO, BPFI, BSF, FTF'yi hesaplamak için rulman geometrisini kullanın (veya veritabanında arayın)
- Titreşim Verilerini Topla: Rulman yuvasında ölçüm yapın ivmeölçer
- Spektrumu Analiz Edin: FFT veya zarf spektrumunda hesaplanan frekansları arayın
- Tanıyı Doğrulayın: Arıza türüne uygun harmonikleri ve yan bantları kontrol edin
- Ciddiyeti Değerlendirin: Genlik ve harmonik içerik, kusur ilerleme aşamasını gösterir
- Eylemi Planla: Şiddete ve ekipman kritikliğine göre rulman değişimini planlayın
Örnek Tanı
1800 RPM'de (30 Hz) çalışan SKF 6308 rulmanlı motor:
- Hesaplanan Frekanslar: BPFO = 107 Hz, BPFI = 173 Hz, BSF = 71 Hz, FTF = 12 Hz
- Zarf Spektrumunda Gözlemlenen: 346 Hz ve 519 Hz'de harmoniklerle 173 Hz'de tepe noktası
- Yan bantlar: 173 Hz tepe noktası civarında ±30 Hz yan bantlar
- Tanı: İç yarış kusuru doğrulandı (1x yan bantlı BPFI)
- Aksiyon: Genliğe bağlı olarak 2-4 hafta içinde yatak değişimi planlayın
Öngörücü Bakımın Önemi
- Erken Uyarı: Arızaları arızadan 6-24 ay önce tespit edin
- Spesifik Tanı: Hangi rulman bileşeninin hasarlı olduğunu belirleyin
- Trend İzleme: Kalan ömrü tahmin etmek için arıza frekansı genliklerini takip edin
- Planlı Bakım: Uygun kesinti sürelerinde değiştirmeleri planlayın
- İkincil Hasarı Önleyin: Felaket niteliğindeki bir arıza şaft, gövde veya diğer bileşenlere zarar vermeden önce yatağı değiştirin
- Maliyet Tasarrufu: Acil onarımları, üretim kayıplarını ve yan hasarları önleyin
Yatak arıza frekansları, titreşim analizinde en güçlü teşhis araçları arasındadır. Matematiksel öngörülebilirlikleri, modern zarf analiz teknikleriyle bir araya gelerek yatak arızalarının güvenilir bir şekilde erken tespit edilmesini sağlar ve döner ekipmanlar için etkili kestirimci bakım programlarının temelini oluşturur.
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 