Розуміння FTF – Фундаментальної частоти поїздів
Визначення: Що таке ІТФ?
Іноземний терорист (Фундаментальна частота поїзда, також звана частотою клітки або частотою утримувача) є однією з чотирьох фундаментальних частоти несправностей підшипників, що представляє швидкість обертання сепаратора підшипника (також званого сепаратором або фіксатором), який утримує тіла кочення в потрібному положенні та підтримує їхню відстань. Сепаратор обертається навколо підшипника, захоплюючи за собою тіла кочення, і робить один оберт за час, необхідний усім тілам кочення для одного оберту навколо підшипника.
ЧМТ – це найнижча з чотирьох частот підшипників, зазвичай вона коливається від 0,35× до 0,48× швидкості вала (субсинхронна). Хоча вона найменш поширена для виявлення дефектів (дефекти сепаратора трапляються рідко), ЧМТ відіграє важливу роль як частота модуляції, що створює бічні смуги навколо інших частот несправностей підшипників, зокрема ЧСФ.
Математичний розрахунок
Формула
FTF розраховується з використанням геометрії підшипника та швидкості обертання вала:
- FTF = (n / 2) × [1 – (Bd/Pd) × cos β]
Змінні
- n = Частота обертання вала (Гц) або швидкість (об/хв/60)
- Bd = Діаметр кульки або ролика
- Пд = Діаметр ділильного отвору (діаметр кола через центри тіл кочення)
- β = Кут контакту
Спрощена форма
Для підшипників з нульовим кутом контакту (β = 0°):
- ЧТФ ≈ (n / 2) × [1 – Bd/Pd]
- Для типових підшипників з Bd/Pd ≈ 0,2 це дає FTF ≈ 0,4 × n
- Емпіричне правило: FTF зазвичай 0,4 × швидкість вала (40% частоти вала)
Типовий діапазон
- FTF зазвичай 0,35-0,48× швидкість вала залежно від геометрії підшипника
- Приклад: 1800 об/хв (30 Гц) → FTF ≈ 12 Гц (0,4× швидкість вала)
- Завжди субсинхронний (менше 1× швидкість руху)
- Найнижча з чотирьох частот підшипників
Фізичне значення
Рух клітки
Обертання сепаратора визначається тілами кочення:
- Тіла кочення кочаться (без ковзання) між внутрішньою та зовнішньою обоймами
- Клетка рухається із середньою швидкістю центрів кочуючих елементів
- Швидкість приблизно дорівнює середній точці між нерухомою зовнішньою кільцевою обоймою (0) та обертовою внутрішньою кільцевою обоймою (швидкість вала)
- Отже, клітка обертається приблизно зі швидкістю вала 40%
Функція клітки
- Інтервал: Зберігає рівномірну відстань між елементами кочення
- Керівництво: Утримує елементи кочення на правильній орбітальній траєкторії
- Змащення: Може допомогти розподілити мастило
- Запобігає контакту: Запобігає контакту елементів кочення один з одним
Коли FTF з'являється у спектрах вібрації
Прямі дефекти клітки
Первинні піки FTF з'являються, коли сама клітка дефектна:
- Зламана клітка: Тріснута або зламана структура клітки
- Зношені кишені: Надмірний зазор між сепаратором та тілами кочення
- Розтирання клітки: Клітка, що контактує з гонами або ущільненнями
- Частота: Пік прямого FTF з гармоніками
- Рідкість: Дефекти, пов'язані лише з кліткою, трапляються рідко (< 5% відмов)
Як модуляція бічної смуги (більш поширена)
FTF частіше проявляється як інтервал бічних смуг навколо BSF:
- За наявності дефекту тіла кочення (BSF активний)
- Сила удару дефектної кулі змінюється залежно від її обертання по орбіті
- Варіація відбувається на орбітальній частоті клітки (FTF)
- Створює бічні смуги: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, BSF ± 3×FTF
- Діагностична схема дефектів елементів кочення
У нестабільності підшипника
- Субсинхронна вібрація, спричинена нестабільністю, викликаною підшипником, може виникати поблизу FTF
- Може свідчити про недостатнє попереднє натягнення або проблеми з зазором підшипника
- Відрізняються від дефектів клітки за різними характеристиками (безперервні проти ударних)
Діагностика дефектів клітки
Симптоми проблем із кліткою
- Пік на частоті FTF у спектр коливань
- Гармоніки при 2×FTF, 3×FTF тощо.
- Часто нестабільна або змінна амплітуда
- Може супроводжуватися чутним шумом (клацанням або брязканням)
- Іноді видно у часовій хвилі як періодичні удари
Причини дефектів клітки
- Неправильне змащування: Недостатнє змащення призводить до зносу клітки
- Високошвидкісна робота: Надмірні відцентрові сили на клітці
- Забруднення: Частинки, що пошкоджують матеріал клітки або кишені
- Перегрів: Термічна деформація або розм'якшення матеріалу клітки
- Втома: Багатоциклова втома в тонких секціях каркаса
- Пошкодження від встановлення: Клітка зігнута або пошкоджена під час монтажу
Практичне значення
Як діагностичний маркер
Основне діагностичне значення FTF полягає в інтервалі бічних смуг:
- 1× Бічні смуги: Вказує на дефекти внутрішньої обойми (модуляція обертанням вала)
- Бічні смуги FTF: Вказують на дефекти елементів кочення (модуляція орбітальним рухом клітки)
- Розпізнавання образів: Відстань між бічними смугами одразу ідентифікує тип дефекту
- Розширена діагностика: Розуміння FTF дозволяє правильно інтерпретувати складні спектри підшипників
В автоматизованій діагностиці
- Сучасні аналізатори вібрації автоматично розраховують усі чотири частоти
- Програмне забезпечення ідентифікує піки на BPFO, BPFI, BSF, FTF
- Автоматичне виявлення бічної смуги з використанням FTF та 1× як критеріїв пошуку
- Ступінь тяжкості оцінюється на основі амплітуди та гармонічного складу
Зв'язок з іншими частотами пеленгу
Ієрархія частот
Чотири частоти підшипників у порядку величини:
- Найнижчий: ЧСС (0,4× швидкість вала)
- Низький-Середній: ЧСФ (2-3× швидкість вала)
- Середній: БПФО (3-5× швидкість вала)
- Найвищий: БПФІ (5-7× швидкість вала)
Математичні співвідношення
- Всі чотири частоти пов'язані геометрією підшипника
- Знання однієї частоти та типу пеленгу дозволяє розрахувати інші
- Співвідношення між частотами залишаються постійними для заданої моделі підшипника
- Забезпечує перехресну перевірку діагнозу
ЧСС, хоча й є найнижчою та найменш часто безпосередньо спостерігається серед частот несправностей підшипників, відіграє вирішальну роль у діагностиці підшипників. Її функція як частоти модуляції дефектів елементів кочення та її потенційна ознака проблем із сепаратором роблять розуміння ЧСС необхідним для повної та точної оцінки стану підшипника.
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 