Що таке BSF? Частота обертання кульки в діагностиці підшипників • Портативний балансувальник, аналізатор вібрацій "Balanset" для динамічного балансування дробарок, вентиляторів, мульчерів, шнеків комбайнів, валів, центрифуг, турбін та багатьох інших роторів Що таке BSF? Частота обертання кульки в діагностиці підшипників • Портативний балансувальник, аналізатор вібрацій "Balanset" для динамічного балансування дробарок, вентиляторів, мульчерів, шнеків комбайнів, валів, центрифуг, турбін та багатьох інших роторів

Що таке BSF? Частота обертання кульок у діагностиці підшипників

Опубліковано admin на

Розуміння BSF – частоти обертання м'яча

Визначення: Що таке BSF?

ЧСФ (Частота обертання кульки, яку також називають частотою обертання кочіння) є однією з чотирьох фундаментальних частоти несправностей підшипників що представляє швидкість обертання елемента кочення (кульки або ролика), що обертається навколо власної осі. Коли елемент кочення має поверхневий дефект, такий як відкол, тріщина або включення, дефект двічі впливає на внутрішнє та зовнішнє кільця за оберт елемента кочення, створюючи періодичні удари на частоті BSF.

З чотирьох частот дефекти кочення підшипників спостерігаються найменш часто, оскільки дефекти кочення зустрічаються відносно рідко порівняно з дефектами кочення, складаючи лише близько 10-15% відмов підшипників. Однак, коли вони присутні, BSF створює характерний та складний вібрація підпис, який можна ідентифікувати за допомогою ретельного аналіз вібрації.

Математичний розрахунок

Формула

BSF розраховується з використанням геометрії підшипника та швидкості обертання вала:

  • BSF = (Pd / 2×Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)² × cos² β]

Змінні

  • Пд = Діаметр ділильного отвору (діаметр кола через центри тіл кочення)
  • Bd = Діаметр кульки або ролика
  • n = Частота обертання вала (Гц) або швидкість (об/хв/60)
  • β = Кут контакту

Спрощена форма

Для підшипників з нульовим кутом контакту (β = 0°):

  • BSF ≈ (Pd / 2×Bd) × n × [1 – (Bd/Pd)²]
  • Для типових підшипників з Bd/Pd ≈ 0,2 це дає BSF ≈ 2,4 × n
  • Емпіричне правило: BSF зазвичай 2-3× швидкість вала

Типові значення

  • BSF зазвичай коливається від 1,5× до 3× швидкості вала
  • Нижче, ніж обидва БПФІ і БПФО
  • Вище, ніж Іноземний терорист (частота клітки)
  • Приклад: Підшипник при 1800 об/хв (30 Гц) → BSF ≈ 71 Гц (2,4× швидкість вала)

Фізичний механізм

Обертання кочіння

Розуміння BSF вимагає візуалізації руху елемента кочення:

  1. Котильний елемент обертається навколо підшипника з частотою клітки (~0,4× швидкість вала)
  2. Одночасно він обертається навколо своєї осі в BSF
  3. Швидкість обертання залежить від співвідношення діаметра пітчера до діаметра кулі
  4. Кожне повне обертання призводить до контакту дефекту з обома расами

Подвійний удар за оберт

Дефект на тілі кочення створює унікальний візерунок:

  • Перший удар: Дефект вражає внутрішню обойму
  • Півреволюції пізніше: Той самий дефект (тепер повернутий на 180°) вражає зовнішню обойму
  • Результат: Два удари за оберт кулі = 2×BSF
  • Фактична спостережувана частота: Часто спостерігаються піки як на BSF, так і на 2×BSF

Модуляція частотою клітки

Додаткова складність виникає через орбітальний рух елемента кочення:

  • Дефектна куля проходить через зону навантаження один раз за оберт клітки
  • Тяжкість удару модулюється навантаженням (висока в зоні навантаження, низька в інших місцях)
  • Створює бічні смуги на Іноземний терорист інтервал (частота клітки)
  • Діаграма бічної смуги: BSF ± n×FTF, де n = 1, 2, 3…

Вібраційний підпис

Характеристики спектру

  • Основний пік: На частоті BSF або 2×BSF
  • Бічні смуги FTF: Розташовані з інтервалами кліткоподібної частоти (на відміну від бічних смуг 1× у BPFI)
  • Кілька гармонік: Часто присутні 2×BSF, 3×BSF
  • Складний візерунок: Складніше, ніж моделі расових дефектів
  • Змінна амплітуда: Може суттєво відрізнятися між вимірюваннями, оскільки змінюється положення дефектної кулі в зоні навантаження

Спектр обвідної

Аналіз конверта особливо важливо для виявлення BSF:

  • Піки BSF часто чіткіші в обвідній, ніж у стандартному швидкому перетворенні Фур'є (FFT).
  • Структура бічної смуги FTF більш помітна
  • Раннє виявлення можливе до появи піків у стандартному спектрі

Чому дефекти елементів кочення трапляються рідше

Кілька факторів роблять дефекти елементів кочення відносно рідкісними:

Розподіл навантаження

  • Елементи кочення обертаються, розподіляючи навантаження та знос по всій поверхні
  • Перегони (особливо зовнішні перегони) мають концентровані зони навантаження
  • Більш рівномірний розподіл напружень уповільнює втому тіл кочення

Якість виробництва

  • Кульки та ролики зазвичай проходять найвищий контроль якості
  • Твердіший матеріал і краща обробка поверхні, ніж у ріжучих колінах багатьох підшипників
  • Менша ймовірність наявності дефектів матеріалу

Моделі стресу

  • Контактне напруження кочення, розподілене по поверхні
  • Гонки відчувають вищі максимальні контактні напруження Герца
  • Краї та кути перегонів більш схильні до концентрації стресу

Діагностичні труднощі

Складність

  • Сигнатура BSF складніша, ніж дефекти раси, через бічні смуги FTF
  • Можна сплутати з частотами інших машин
  • Змінна амплітуда ускладнює відстеження тренду
  • Кілька дефектних кульок створюють перекриваючі сигнатури

Складність виявлення

  • Піки BSF іноді мають меншу амплітуду, ніж піки дефектів раси для дефектів аналогічних розмірів.
  • Частота може потрапляти в діапазон з іншими компонентами машини
  • Потрібен досвід, щоб розрізняти моделі BSF від расових дефектів

Практична діагностика

Кроки підтвердження

  1. Розрахуйте ЧСС: Зі специфікацій підшипників
  2. Шукайте пік BSF: Спектр обвідної пошуку на розрахованій частоті
  3. Перевірте наявність 2×BSF: Часто сильніший за фундаментальний BSF
  4. Перевірте бічні смуги FTF: Шукайте бічні смуги на інтервалі між частотами клітки (НЕ інтервалі 1×)
  5. Змінність амплітуди: Амплітуда BSF може змінюватися між вимірюваннями (характерно для дефектів кулі)
  6. Ліквідація: Виключіть BPFI та BPFO перед укладанням BSF

Коли кілька кульок деформувалися

  • Кілька дефектних кульок створюють складні візерунки, що перекриваються
  • Піки BSF можуть розширюватися або показувати кілька сусідніх частот
  • Вказує на значне зношування підшипника
  • Рекомендована негайна заміна

Причини та профілактика

Поширені причини дефектів елементів кочення

  • Включення матеріалів: Внутрішні порожнечі або сторонні матеріали в кульці/ролику
  • Пошкодження від встановлення: Брінеллінг від ударів під час обробки
  • Забруднення: Тверді частинки, що врізаються в поверхню кульки або пошкоджують її
  • Електричні пошкодження: Електричний струм проходить через підшипник, утворюючи ямки
  • Хибне Брінеллінгування: Вібрація під час стояння на місці
  • Корозія: Утворення поверхневих ямок внаслідок впливу вологи або хімічних речовин

Стратегії профілактики

  • Використовуйте високоякісні підшипники від відомих виробників
  • Обережне поводження під час встановлення
  • Ефективний контроль забруднення (ущільнення, чисте середовище)
  • Правильне змащення запобігає корозії
  • Електрична ізоляція для двигунів з частотно-регульованими приводами
  • Віброізоляція під час зберігання та транспортування

Хоча BSF зустрічається рідше, ніж BPFO або BPFI, розуміння його характеристик дозволяє провести повну діагностику підшипників. Характерна картина бічної смуги FTF та потенціал швидкого прогресування після виявлення роблять BSF важливою частиною комплексних програм моніторингу стану підшипників.

← Назад до головного індексу

Категорії:
WhatsApp