BPFI là gì? Giải thích về vòng bi bên trong • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều rôto khác BPFI là gì? Giải thích về vòng bi bên trong • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều rôto khác

BPFI là gì? Giải thích về Tần suất chuyền bóng và Vòng đua bên trong

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về BPFI – Tần suất chuyền bóng trong cuộc đua

Định nghĩa: BPFI là gì?

BPFI (Tần suất chuyền bóng, Đường đua bên trong) là một trong bốn yếu tố cơ bản tần số lỗi ổ trục Điều này cho biết tốc độ các phần tử lăn đi qua một khuyết tật trên rãnh trong của ổ trục phần tử lăn. Khi xuất hiện vết nứt, vết vỡ hoặc vết rỗ trên rãnh trong đang quay, các phần tử lăn cố định sẽ va chạm liên tục vào khuyết tật khi nó quay qua chúng, tạo ra các va chạm định kỳ tạo ra rung động ở tần số BPFI.

BPFI được đặc trưng bởi tần suất cao hơn BPFO (tần số chủng tộc bên ngoài) và hầu như luôn thể hiện ±1× đặc biệt dải bên do sự điều biến biên độ khi khuyết tật xoay vào và ra khỏi vùng chịu tải của ổ trục. Các dải biên này là dấu hiệu chẩn đoán quan trọng giúp phân biệt khuyết tật rãnh trong với các vấn đề khác của ổ trục.

Tính toán toán học

Công thức

BPFI được tính toán bằng cách sử dụng hình dạng ổ trục và tốc độ trục:

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

Biến số

  • N = Số lượng các phần tử lăn trong ổ trục
  • N = Tần số quay trục (Hz) hoặc tốc độ (RPM/60)
  • Bd = Đường kính bi hoặc con lăn
  • Pd = Đường kính bước (đường kính của hình tròn đi qua tâm của phần tử lăn)
  • β = Góc tiếp xúc

Tại sao BPFI > BPFO

BPFI luôn cao hơn BPFO đối với cùng một loại ổ trục vì:

  • Vòng trong quay cùng trục trong khi các phần tử lăn quay quanh trục với tốc độ lồng (~0,4×)
  • Vận tốc tương đối giữa vòng đua bên trong và các phần tử lăn cao hơn
  • Công thức cho thấy BPFI = (N × n / 2) × [1 – Bd/Pd] trong khi BPFO = (N × n / 2) × [1 + Bd/Pd]
  • Dấu trừ trong BPFI làm cho nó lớn hơn (trừ một phân số từ 1)
  • Tỷ lệ điển hình: BPFI/BPFO ≈ 1,6-1,8

Giá trị điển hình

  • Đối với vòng bi thông thường: BPFI thường là 5-7 lần tốc độ trục
  • Ví dụ: Vòng bi 10 bi ở tốc độ 1800 vòng/phút (30 Hz) → BPFI ≈ 173 Hz (tốc độ trục gấp 5,8 lần)

Cơ chế vật lý và điều chế vùng tải

Lỗi quay

Những khiếm khuyết của chủng tộc bên trong tạo ra một tình huống độc đáo:

  1. Lỗi nằm ở vòng đua bên trong đang quay
  2. Khi vòng trong quay, khuyết tật di chuyển xung quanh chu vi ổ trục
  3. Mỗi phần tử lăn va vào khuyết tật khi nó đi qua (tần số BPFI)
  4. Nhưng mức độ nghiêm trọng của tác động thay đổi tùy thuộc vào vị trí lỗi so với vùng tải

Hiệu ứng vùng tải

Vùng tải của ổ trục tạo ra sự điều chế biên độ:

  • Lỗi trong vùng tải: Lực tiếp xúc lớn, va đập mạnh khi phần tử lăn va vào nó
  • Lỗi đối diện với vùng tải: Lực tiếp xúc thấp hoặc bằng không, tác động yếu hoặc không tác động
  • Tần số điều chế: Lỗi đi qua vùng tải một lần trên mỗi vòng quay của trục (tần số 1 lần)
  • Kết quả: Biên độ BPFI được điều chế ở tốc độ trục 1×

Tạo dải bên

Điều chế biên độ tạo ra các dải biên toán học:

  • Tần số sóng mang: BPFI
  • Tần số điều chế: Tốc độ trục 1×
  • Dải bên: BPFI ± 1×, BPFI ± 2×, BPFI ± 3×
  • Mẫu: Các dải bên đối xứng cách nhau 1× khoảng xung quanh BPFI
  • Giá trị chẩn đoán: Mẫu dải bên này gần như là đặc trưng cho các khiếm khuyết chủng tộc bên trong

Đặc điểm chữ ký rung động

Xuất hiện quang phổ điển hình

  • Đỉnh Trung tâm: Ở tần số BPFI
  • Họ dải tần bên: Nhiều đỉnh tại BPFI ± n×(1×), trong đó n = 1, 2, 3, …
  • Gia đình hòa hợp: Các họ dải bên bổ sung ở 2×BPFI, 3×BPFI với dải bên ±1× riêng của chúng
  • Mẫu hình ảnh: Trông giống như một "hàng rào" hoặc kiểu lược

Các tính năng của phổ bao

  • Đỉnh BPFI chiếm ưu thế trong phổ bao
  • Dải bên cực kỳ rõ ràng và có tính chẩn đoán
  • Phát hiện sớm nhiều tháng trước khi FFT chuẩn cho thấy đỉnh
  • Biên độ tăng theo cấp số nhân khi khuyết tật phát triển

Phát hiện và chẩn đoán

Các bước nhận dạng

  1. Tính BPFI: Từ số hiệu hoặc hình dạng của ổ trục
  2. Tìm kiếm phổ: Tìm đỉnh ở tần số tính toán (dung sai ±5%)
  3. Xác minh dải tần bên: Xác nhận có dải bên ±1× (tính năng chẩn đoán chính)
  4. Kiểm tra sóng hài: Tìm kiếm 2×BPFI, 3×BPFI có dải bên riêng của chúng
  5. Đánh giá biên độ: So sánh với hướng dẫn cơ bản hoặc mức độ nghiêm trọng
  6. Xác nhận chẩn đoán: BPFI + dải bên = khuyết tật chủng tộc bên trong được xác nhận

Chẩn đoán phân biệt

Tính năng BPFI (Chủng tộc bên trong) BPFO (Chủng tộc bên ngoài)
Tính thường xuyên Cao hơn (tốc độ trục 5-7 lần) Thấp hơn (tốc độ trục 3-5 lần)
Dải bên Hầu như luôn luôn có mặt (±1×) Có thể có hoặc không có
Mẫu dải bên Khoảng cách rất đều đặn, rõ ràng Ít đều đặn hơn nếu có
Sự xuất hiện Ít phổ biến hơn (~25% lỗi) Lỗi phổ biến nhất (~40%)

Tiến triển và mức độ nghiêm trọng

Các giai đoạn phát triển lỗi

  1. Khởi đầu: Các vết nứt hoặc hố nhỏ hình thành, chưa thể phát hiện được
  2. Người mới bắt đầu: Đỉnh BPFI nhỏ xuất hiện trong quang phổ bao (0,1-0,5 g)
  3. Sớm: Đỉnh BPFI rõ ràng với 1-2 sóng hài và dải bên (0,5-2 g)
  4. Vừa phải: Nhiều sóng hài, dải bên nổi bật, vết nứt có thể nhìn thấy khi kiểm tra (2-10 g)
  5. Trình độ cao: Biên độ rất cao, nhiều sóng hài, nền nhiễu cao (>10 g)
  6. Nghiêm trọng: Tiếng ồn băng thông rộng chiếm ưu thế, gần như thất bại, sự cố thảm khốc sắp xảy ra

Ước tính tuổi thọ còn lại

  • Từ mới bắt đầu đến sớm: Thông thường còn lại 6-18 tháng
  • Sớm đến Trung bình: Còn lại 3-6 tháng
  • Trung bình đến Nâng cao: Còn lại 1-3 tháng
  • Tiến triển đến nặng: Số ngày đến số tuần còn lại
  • Biến: Dòng thời gian thực tế phụ thuộc vào tải trọng, tốc độ, điều kiện vận hành và kích thước ổ trục

Nguyên nhân của các khiếm khuyết chủng tộc bên trong

  • Mệt mỏi: Mệt mỏi chu kỳ cao do tải trọng lặp đi lặp lại
  • Cài đặt không đúng cách: Hư hỏng trong quá trình lắp ráp (đập vào vòng trong bằng búa)
  • Hư hỏng trục: Bề mặt trục gồ ghề hoặc bị hư hỏng gây ra hiện tượng mài mòn
  • Vừa khít với sự can thiệp chặt chẽ: Lực quá mạnh trong quá trình ép chặt
  • Sự không cân xứng: Tải trọng không đồng đều làm tăng tốc độ mỏi
  • Sự ô nhiễm: Các hạt gây ra thiệt hại lõm
  • Lỗi bôi trơn: Bôi trơn không đủ dẫn đến hư hỏng bề mặt

Hành động khắc phục

Phản ứng ngay lập tức (khi phát hiện)

  • Tăng tần suất theo dõi (hàng tháng → hàng tuần → hàng ngày khi mức độ nghiêm trọng tăng lên)
  • Lên lịch thay thế ổ trục trong thời gian ngừng hoạt động thuận tiện tiếp theo
  • Biên độ xu hướng để dự đoán tuổi thọ hữu ích còn lại
  • Tránh vận hành ở tốc độ quan trọng có thể đẩy nhanh quá trình hỏng hóc

Kế hoạch thay thế

  • Đặt vòng bi thay thế (xác nhận đúng mẫu)
  • Kế hoạch kiểm tra trục (lỗi vòng trong có thể làm hỏng trục)
  • Điều tra nguyên nhân gốc rễ để ngăn ngừa tái phát
  • Xem xét cải thiện thông số kỹ thuật ổ trục nếu hỏng sớm

Phát hiện BPFI thông qua phân tích rung động là nền tảng của việc giám sát tình trạng ổ trục. Đỉnh tần số cao đặc trưng với dải biên 1x cung cấp dấu hiệu rõ ràng về các khuyết tật bên trong ổ trục, cho phép thực hiện các biện pháp bảo trì kịp thời, ngăn ngừa các hư hỏng nghiêm trọng của ổ trục và các hư hỏng thứ cấp liên quan đến trục và vỏ ổ trục.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp