什么是FTF？轴承基本振动频率 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡 什么是FTF？轴承基本振动频率 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"，用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡

什么是FTF？轴承中的基频

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理解 FTF——基本列车频率

定义：什么是 FTF？

金融时报 （基频，也称为笼式频率或保持器频率）是四个基本频率之一 轴承故障频率, 表示轴承保持架（也称隔板或保持器）的旋转速度，该保持架用于固定滚动体并维持其间距。保持架绕轴承旋转，带动滚动体一起运动，其旋转一周所需的时间等于所有滚动体绕轴承旋转一周所需的时间。.

FTF是四种轴承频率中最低的，通常为轴转速的0.35倍至0.48倍（亚同步）。虽然它最少用于缺陷检测（保持架缺陷很少见），但FTF作为调制频率发挥着重要作用，它能够产生 边带 围绕其他轴承故障频率，特别是 BSF.

数学计算

公式

FTF（轴承传递函数）是根据轴承几何形状和轴转速计算得出的：

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

变量

  • n = 轴旋转频率（赫兹）或转速（转/60）
  • 屋宇署 = 球或滚子的直径
  • 钯 = 节圆直径（通过滚动体中心的圆的直径）
  • β = 接触角

简化形式

对于零接触角轴承（β = 0°）：

  • FTF ≈ (n / 2) × [1 – Bd/Pd]
  • 对于Bd/Pd ≈ 0.2的典型轴承，这得出FTF ≈ 0.4 × n
  • 经验法则：FTF 通常为轴转速的 0.4 倍（轴频率的 40%）

典型范围

  • FTF 通常为轴转速的 0.35-0.48 倍，具体取决于轴承几何形状。
  • 例如：1800 转/分 (30 赫兹) → FTF ≈ 12 赫兹 (0.4 倍轴转速)
  • 始终低于同步速度（低于运行速度的1倍）
  • 四个轴承频率中最低的

物理意义

笼子运动

笼子的旋转由滚动元件决定：

  • 滚动体在内圈和外圈之间滚动（无滑动）
  • 保持架以滚动体中心的平均速度运动
  • 速度大约是静止的外圈（0）和旋转的内圈（轴速度）之间的中间值。
  • 因此，笼子以大约 40% 的轴转速旋转

笼子的功能

  • 间距： 保持滚动体之间的均匀间距
  • 指导： 保持滚动部件在正确的轨道上运行
  • 润滑： 可能有助于润滑剂的分布
  • 防止接触： 防止滚动部件相互接触

当FTF出现在振动光谱中时

直接笼状缺陷

当笼状结构本身存在缺陷时，会出现主要的FTF峰值：

  • 破碎的牢笼： 笼状结构破裂或开裂
  • 磨损的口袋： 保持架与滚动体之间的间隙过大
  • 笼子摩擦： 笼子接触种族或海豹
  • 频率： 带谐波的直接FTF峰值
  • 稀有度： 仅笼状结构缺陷并不常见（< 5% 的失败次数）

边带调制（更常见）

FTF 更常见的表现形式是 BSF 周围的边带间距：

  • 当滚动体缺陷存在时（BSF 激活）
  • 缺陷球的冲击强度在其轨道运动过程中会发生变化。
  • 变化发生在笼状轨道频率（FTF）处
  • 产生边带：BSF ± FTF、BSF ± 2×FTF、BSF ± 3×FTF
  • 滚动体缺陷的诊断模式

轴承不稳定性

  • 轴承引起的失稳可能导致接近故障阈值时出现次同步振动。
  • 可能表明预紧力不足或轴承间隙问题。
  • 通过不同的特征（连续性与冲击性）与笼状缺陷区分开来

笼状缺陷诊断

笼子问题的症状

  • 在 FTF 频率处达到峰值 振动频谱
  • 2×FTF、3×FTF 等谐波.
  • 振幅通常不稳定或变化不定。
  • 可能伴有可听见的噪音（咔嗒声或嘎嘎声）
  • 有时在时域波形中可以看到周期性冲击。

笼子缺陷的原因

  • 润滑不当： 润滑不足导致保持架磨损
  • 高速运行： 笼子承受过大的离心力
  • 污染： 颗粒物会损坏笼体材料或口袋。
  • 过热： 笼状材料的热变形或软化
  • 疲劳： 薄笼截面的高周疲劳
  • 安装损坏： 安装过程中笼子弯曲或损坏

实际重要性

作为诊断标志物

FTF的主要诊断价值在于边带间隔：

  • 1× 侧带： 指示内圈缺陷（受轴旋转调制）
  • FTF 边带： 指示滚动元件缺陷（由笼状轨道运动引起的调制）
  • 模式识别： 边带间距可立即识别缺陷类型
  • 高级诊断： 理解FTF有助于正确解读复杂的方位光谱。

在自动化诊断中

  • 现代振动分析仪可自动计算所有四个频率。
  • 软件识别出 BPFO、BPFI、BSF 和 FTF 处的峰值。
  • 使用 FTF 和 1× 作为搜索条件的自动边带检测
  • 根据振幅和谐波含量评估严重程度。

与其他轴承频率的关系

频率层级

四个轴承频率按数量级排序如下：

  • 最低： FTF（0.4倍轴速）
  • 低-中： BSF （轴转速的 2-3 倍）
  • 中等的： BPFO （轴转速的 3-5 倍）
  • 最高： BPFI （轴转速的5-7倍）

数学关系

  • 所有四个频率都与轴承几何形状相关
  • 知道一种频率和轴承类型就可以计算其他频率和轴承类型。
  • 对于给定的轴承模型，频率之间的比率保持不变。
  • 提供诊断交叉验证

故障频率（FTF）虽然是轴承故障频率中最低且最不常直接观测到的频率，但在轴承诊断中却起着至关重要的作用。它作为滚动体缺陷的调制频率，以及对保持架问题的潜在指示作用，使得理解故障频率对于全面、准确地评估轴承状态至关重要。.

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