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) L ≈ 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 / z2 * n
(1.9) ffki = z1 / z2 * 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
fl - lapátelhaladási frekvencia [Hz]
Nl - járókerék lapátszáma [-]
Villamos motor hibafrekvenciái
(1.22) P = 2 * fh / fszi
P - pólusok száma [-]
fh - 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 /
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
- Galgóczi Gyula: Megint a szíjhajtásról, http://www.galgoczi.net
- Kováts Attila: Rezgésmérések és rezgésvizsgálatok, Miskolc Egyetem, Miskolc, 1999., 21-22. o.
- Suri Ganeriwala - SpectraQuest: Review of techniques for bearing and gearbox diagnostics, IMAC Conference, 2010, Jacksonville FL