A hibafrekvencia-kalkulátor használata

A lapon megjelenő kalkulátorok egymással párhuzamosan használhatók, azonban a fordulatszám értéke mindkét panelen azonos lesz.
A kalkulátorokban az egyes hibafrekvenciák számítsához a fordulatszám a kiinduló adat, amely viszont átszámolható a frekvencia vagy a periódus ismeretében.
Szíjhajtásnál a szíjfrekvencia kiszámításához szükséges szíjhossz értékét a kalkulátor a közelítő formula [1] szerint számolja, a végeredmény értékében ezt figyelembe kell venni.
A gördülőcsapágy hibafrekvenciái is meghatározhatók közelítő formulákkal pusztán a gördülőelemek számának megadásával [2], melyek alkalmazása mellett azonban +/-20% hiba is lehetséges. A pontosabb számításokhoz [3] további adatok megadása szükséges.
A siklócsapágy olajfilm örvénylési frekvenciáit a kalkulátor a klasszikus formulák szerint számolja. Meg kell azonban jegyezni, hogy turbó gépek esetén akár 10-20%-kal magasabb frekvenciákkal kell számolni. [2]
A villamos motor pólusszámát és szinkron fordulatát a megadott változótól függően számolja át a másik változóba a kalkulátor.
A mintavételi idő meghatározása a mért paraméter, jelenség lefolyása szempontjából is fontos tényező. Legtöbb esetben ezt az időt a gép ciklusidejével, fordulatszámával kell összevetni. A jobb oldali kalkulátorban számolható a mintavételi idő és az egy mintavételi blokkra eső fordulatok vagy ciklusok száma.
A kalkulátorban alkalmazott összefüggések alább, vagy az adott témákhoz kapcsolódó cikkek alatt tekinthetők meg.

Jó számolgatást!

Alkalmazott összefüggések


Fordulat - frekvencia - periódus

(1.1)  n = f * 60

(1.2)  f = n / 60 

(1.3)  T = 60 / n * 1000
n - fordulatszám [min-1]
f - frekvencia [Hz]
T - periódusidő [ms]
  • Bármely megadott paramérerből a másik két változó számítódik.
  • A fordulatszám az elsődleges adat az alábbi számításokhoz.
Közelítő szíjhossz [1]

(1.4)  ≈ 2 * a + PI / 2 * (d1 + d2) + (d2 + d1)2  / (4 * a)

L - szíjhossz [mm]
a - tengelytáv [mm]
d1, d2 - szíjtárcsák átmérői [mm]
 
Szíjfrekvencia

(1.5)  fsz = d * PI (n - s) / 60 / L

fsz - szíjfrekvencia [Hz]
d - d1 szíjtárcsa átmérője [mm]
n - d1 tárcsa fordulatszáma [min-1]
s - slip [min-1]
L - szíjhossz [mm]
 
Szíjhajtás kimenő fordulatszáma

(1.6)  nszki = d * PI * (n - s) / L

(1.7)  fszki = nszki / 60

nszki - kimenő fordulatszám [min-1]
fszki - kimenő fordulati frekvencia [Hz]
d - d1 szíjtárcsa átmérője [mm]
n - d1 tárcsa fordulatszáma [min-1]
s - slip [min-1]
L - szíjhossz [mm]
 
Fogaskerékhajtás kimenő fordulatszáma

(1.8)  nfki = z1 / z* n

(1.9)  ffki = z1 / z* n / 60

nfki - kimenő fordulatszám [min-1]
ffki - kimenő fordulati frekvencia [Hz]
n - bemenő fordulatszám [min-1]
z1 - hajtó fogaskerék fogszáma [mm]
z2 - hajtott fogaskerék fogszáma [mm]
 
Gördülőcsapágy hibafrekvenciái közelítő számítással [2]

(1.10)  fkosár = 0,4 * f

(1.11)  fkgy = 0,4 * f * N

(1.12)  fbgy = 0,6 * f * N

(1.13)  fge = 0,23 * f * N   | N <= 10

(1.14)  fge = 0,18 * f * N   | N > 10

  • Ha csak a gördülőelemek száma adott, a fenti képletekkel +/- 10...20% eltéréssel számíthatók a közelítő hibafrekvenciák.
  • Egyes irodalmakban az fkgy = 0,4...0,45 * f * N, míg fbgy = 0,55...0,6 * f * N

Gördülőcsapágy hibafrekvenciái pontosabb számítással [3]

(1.15)  fkosár = f / 2 * (1 - d/D*cos FI)

(1.16)  fkgy = f * N / 2 * (1 - d/D*cos FI)

(1.17)  fbgy = f * N / 2 * (1 + d/D*cos FI)

(1.18)  fge =  D / (2 d) * (1 - (d/D*cos FI)^2)

fkosár - csapágykosár hibafrekvenciája [Hz]
fkgy - külsőgyűrű hibafrekvenciája [Hz]
fbgy - belsőgyűrű hibafrekvenciája [Hz]
fge - gördülőelem hibafrekvenciája [Hz]
f - forgórész fordulatszáma
N - gördülőelemek száma [-]
d - gördülőelem átmérője [mm]
D - gördülűpálya középátmérő [mm]
FI - érintkezési szög

Számításra tett feltételezések:

  • külső gyűrű áll, belső forog
  • összes gördülőelem azonos átmérőjű
  • a gördülőelemek és a külső-/belsőgyűrűk között tiszta gördülés van
  • a tengely és a csapágy között nincs csúszás
Siklócsapágy olajfilm-örvénylési hibafrekvenciája

(1.19)  fofmi = 0,42 * f

(1.20)  fofma = 0,48 * f

fofmi - olajfilm-örvénylési frekvencia minimális értéke [Hz]
fofma - olajfilm-örvénylési frekvencia maximális értéke [Hz]
f - forgórész fordulati frekvenciája [Hz]
  • Egyes turbó gépeknél a frekvencia-tartomány a fordulat 50-60%-át is elérheti.
Lapátelhaladási frekvencia (ventilátor és centrifugál-szivattyú)

(1.21)  fl = Nl * f

f- lapátelhaladási frekvencia [Hz]
N- járókerék lapátszáma [-]
 
Villamos motor hibafrekvenciái

(1.22)  P = 2 * fh / fszi

P - pólusok száma [-]
f- hálózati frekvencia [Hz]
fszi - szinkron frekvencia [Hz]
- A kalkulátorban az a paraméter kerül kiszámításra, melyhez a szükséges és elegendő adatok rendelkezésre állnak.
(1.23)   fhor = f * Nhor
(1.24)   frud = f * Nrud
(1.25)   fpol = f * Npol
fhor - horony frekvencia [Hz]
frud - rúd frekvencia [Hz]
fpol - pólus frekvencia [Hz]
Nhor - állórész horonyszáma [-]
Nrud - forgórész rúrszáma [-]
Npol - állórész pólusszáma [-]
 
Rezgésgyorsulás - rezgéssebesség - rezgéselmozdulás

(2.1)  a = v *   | a = d * 2

(2.2)  v = a /   | v = d * 

(2.3)  d = a / 2  | d = v / 

 - szögsebesség [1/s]
a - rezgésgyorsulás [m/s2] | [g]
v - rezgéssebesség [mm/s]
d - rezgéselmozdulás [µm]
 
Mintavételi idő - fordulat/adatblokk
 

(2.1)  

(2.2)  NMPB = tm * f

tm - mintavételi idő [s]
NV - spektrum vonalszáma [-]
NA - átlagolások száma [-]
NP - átlapolások száma [-]
NN - Nyquist-szorzó [-]
fmax - spektrumban a legmagasabb mérni kívánt frekvencia [Hz]
NFPB - mintavételi blokkonkénti fordulatok száma [-]
f - fordulati frekvencia [Hz]
 
 

Irodalom

  1. Galgóczi Gyula: Megint a szíjhajtásról, http://www.galgoczi.net
  2. Kováts Attila: Rezgésmérések és rezgésvizsgálatok, Miskolc Egyetem, Miskolc, 1999., 21-22. o.
  3. Suri Ganeriwala - SpectraQuest: Review of techniques for bearing and gearbox diagnostics, IMAC Conference, 2010, Jacksonville FL
 

© muszakidiagnosztika.com

© spectronics.hu

Kiegészítő információk