Tần số lỗi ổ trục là gì?

Tần số khuyết tật ổ bi là các tần số dao động đặc trưng được tạo ra khi ổ bi có khuyết tật cục bộ trên một trong các bộ phận của nó (vòng ngoài, vòng trong, các phần tử lăn hoặc lồng bi). Mỗi bộ phận tạo ra một tần số riêng biệt dựa trên hình dạng hình học của ổ bi và tốc độ quay của trục.

Lỗi vòng ngoài có thể xuất hiện trong phổ như thế nào?

Một lỗi ở vòng ngoài có thể tạo ra các thành phần gần BPFO và các hài của nó. FTF hoặc các dải biên khác cũng có thể xuất hiện vì tải, trượt, đường truyền và điều chế ảnh hưởng đến phổ. Chỉ riêng sự trùng khớp tần số không chứng minh được lỗi; hãy xác nhận bằng phân tích bao hình, xu hướng và bối cảnh kiểm tra.

Sự khác biệt giữa các dấu hiệu của vòng trong và vòng ngoài là gì?

Lỗi vòng ngoài được điều tra quanh BPFO; lỗi vòng trong quanh BPFI. Điều chế theo tốc độ trục thường thấy quanh BPFI, trong khi BPFO cũng có thể cho thấy FTF hoặc các dải biên khác. Hãy diễn giải hình mẫu này cùng với tải trọng, vị trí đo và phổ bao hình.

Tại sao sóng hài lại quan trọng trong phân tích vòng bi?

Các hài và dải biên có thể củng cố giả thuyết lỗi vòng bi, nhưng số lượng của chúng không phải là thang mức độ nghiêm trọng phổ quát hay phép tính tuổi thọ còn lại. Hãy đánh giá xu hướng biên độ, phổ bao hình, mức nhiễu nền, điều kiện vận hành và các phép đo xác nhận.

Tôi có thể tìm dữ liệu hình học vòng bi ở đâu?

Dữ liệu hình học ổ bi (số lượng phần tử lăn, đường kính bi, đường kính bước ren, góc tiếp xúc) có thể được tìm thấy trong các catalog của nhà sản xuất như SKF, FAG/Schaeffler, NSK, Timken, NTN và nhiều hãng khác. Nhiều nhà sản xuất cũng cung cấp các công cụ và cơ sở dữ liệu trực tuyến. Một số phần mềm phân tích rung động bao gồm cơ sở dữ liệu ổ bi tích hợp sẵn.

Công cụ kỹ thuật miễn phí #035

Máy tính tần suất lỗi ổ trục

Tính toán BPFO, BPFI, BSF và FTF từ hình dạng ổ trục và tốc độ trục. Bao gồm cả sóng hài bậc 2 và bậc 3 để chẩn đoán rung động.

BPFO BPFI BSF FTF

Kết quả

BPFO — Tần suất lỗi vòng ngoài

—

BPFI — Tần suất lỗi vòng trong

—

BSF — Tần số quay của bóng

—

FTF — Tần số lồng (tàu hỏa)

—

Tần số trục

—

Bảng sóng hài

Tần số	1× (Hz)	1× (Thứ tự)	2× (Hz)	2× (Thứ tự)	3× (Hz)	3× (Thứ tự)

Tần suất lỗi ổ trục

Khi ổ bi lăn phát sinh khuyết tật cục bộ, tác động lặp đi lặp lại sẽ tạo ra các tần số đặc trưng phụ thuộc vào hình dạng ổ bi và tốc độ trục. Bốn tần số khuyết tật cơ bản là:

Tần số cơ bản của tàu (FTF)

Tần số quay của lồng. Tần số FTF cao cho thấy lồng bị mòn hoặc hư hỏng.

Tần suất chuyền bóng — Vòng ngoài (BPFO)

Tần số mà các phần tử lăn đi qua một điểm trên vòng ngoài. Các đỉnh gần BPFO có thể hỗ trợ chẩn đoán hư hỏng vòng ngoài, nhưng sự xuất hiện và biên độ phụ thuộc vào vùng tải, đường truyền, độ trượt và vị trí đo.

Tần suất chuyền bóng — Vòng trong (BPFI)

Tốc độ mà các phần tử lăn đi qua một điểm trên vòng trong. Các lỗi ở vòng trong thường thể hiện các dải bên ở tốc độ trục xung quanh BPFI.

Tần số quay của bóng (BSF)

Tần số quay của một phần tử lăn quanh trục của chính nó. Các khuyết tật của phần tử lăn thường xuất hiện ở tần số gấp 2 lần tần số quay chuẩn (BSF) vì khuyết tật tiếp xúc với cả hai vòng lăn trong mỗi vòng quay.

Lưu ý: Các công thức động học này giả định lăn thuần túy không trượt. Tần số thực tế có thể thay đổi theo tải, khe hở, bôi trơn, tốc độ và độ trượt; hãy dùng các giá trị tính toán làm dấu mốc tìm kiếm thay vì bằng chứng chính xác về hư hỏng.

Ví dụ thực tế

Ví dụ tính toán — hình học đã nêu, 1500 RPM

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

Tần số trục = 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

⚠️ Lưu ý: Hãy dùng hình học bên trong và góc tiếp xúc của nhà sản xuất vòng bi cho đúng biến thể vòng bi. Không suy ra góc tiếp xúc hoặc kích thước phần tử lăn chỉ từ ký hiệu.

Tần số khuyết tật vòng bi là các tần số rung động đặc trưng phát sinh khi vòng bi lăn có khuyết tật cục bộ. Mỗi bộ phận của vòng bi — vòng ngoài, vòng trong, con lăn/bi và vòng cách — tạo ra một mẫu tần số riêng dựa trên hình học vòng bi và tốc độ trục.

Bốn tần số chính là: BPFO (Tần số bi đi qua vòng ngoài), BPFI (Tần số bi đi qua vòng trong), BSF (Tần số tự quay của bi) và FTF (Tần số cơ bản của vòng cách).

Khuyết tật vòng ngoài có thể tạo ra các thành phần gần BPFO và các bậc hài của nó. Các dải biên FTF hoặc dải biên khác cũng có thể xuất hiện vì tải trọng, độ trượt và biến điệu ảnh hưởng đến đáp ứng.

Chỉ riêng sự trùng khớp tần số chưa phải là bằng chứng. Hãy xác nhận bằng phân tích đường bao (envelope), xu hướng, điều kiện vận hành và kiểm tra thực tế.

Khuyết tật vòng ngoài được khảo sát quanh BPFO; khuyết tật vòng trong quanh BPFI. Biến điệu theo tốc độ trục thường gặp quanh BPFI, trong khi BPFO cũng có thể xuất hiện dải biên FTF.

Hãy giải đoán cả hai dạng phổ cùng với tải trọng, vị trí đo, phổ đường bao và xu hướng theo thời gian.

Sóng hài và dải biên có thể củng cố giả thuyết hư hỏng vòng bi, nhưng số lượng của chúng không phải là thang đo mức độ nghiêm trọng chung hay công thức tính tuổi thọ còn lại.

Đánh giá biên độ và xu hướng cùng với phổ đường bao, nền nhiễu, điều kiện làm việc và các phép đo kiểm chứng.

Sử dụng thông số hình học do nhà sản xuất vòng bi cung cấp hoặc cơ sở dữ liệu vòng bi đã xác thực cho đúng mã hiệu và hậu tố thiết kế bên trong.

Đường kính lỗ và đường kính ngoài không xác định duy nhất đường kính con lăn, đường kính vòng chia hay góc tiếp xúc. Nếu không có hình học chính xác, hãy ghi nhận tần số tính toán như giá trị ước tính và đối chiếu với phổ đo thực tế; không trình bày hình học suy đoán như dữ liệu của nhà sản xuất.

Các quy trình được mô tả trên trang này đã được đội ngũ Vibromera phát triển và thử nghiệm thực địa bằng Balanset-1A, một máy cân bằng hai kênh cầm tay kiêm máy phân tích rung động dùng để cân bằng rotor tại chỗ.