Загадочная частота 0.6× — частота, которой не должно быть (но она есть)

Введение

Вы знаете правило: у подшипника с неподвижным наружным кольцом сепаратор вращается примерно на 0.4× от рабочей скорости. Поэтому, когда в спектре появляется пик на 0.4×, первая мысль — дефект сепаратора или тела качения. Но что, если вы видите чёткий пик на 0.6×? Не 0.4×, не 1×. Просто одинокий пик на 0.6×. Откуда он берётся? Подтвердить гипотезу помогают ультразвук SDT340 на ранних стадиях трения и электрические сигнатуры Artesis e-MCM.

Мысленный эксперимент: смена системы отсчёта

Обычно мы стоим на земле — наружное кольцо неподвижно. Внутреннее кольцо вращается на 1×. Сепаратор — на 0.4×.

Теперь представьте, что вы «садитесь» на внутреннее кольцо — как будто вал не движется.

В этой системе отсчёта наружное кольцо вращается в обратную сторону на −1×. Скорость сепаратора относительно вас: 0.4× − 1× = −0.6×. То есть в этой системе сепаратор вместе с телами качения проходит фиксированную точку на внутреннем кольце с частотой 0.6×.

Откуда берётся вибрация на 0.6×?

Даже при отсутствии повреждений на внутреннем кольце любая асимметрия между телами качения создаёт возмущение каждый раз, когда «нестандартное» тело качения проходит фиксированную точку внутреннего кольца.

Примеры асимметрии, которые генерируют возбуждение на 0.6×:

• Одно тело качения незначительно больше или меньше остальных
• На одном теле качения есть небольшая выкрашина (spall)
• Гнездо сепаратора изношено или треснуло, и одно тело качения расположено иначе

Каждый раз, когда это тело качения проходит цикл — с интервалом 0.6× — оно слегка приподнимает или смещает вал. Этот микроудар повторяется с частотой 0.6×.

Почему 0.6× видна не всегда?

Если асимметрия присутствует всегда, почему 0.6× так редко встречается в спектрах? Дело в пути передачи сигнала.

Путь сигнала	Описание
Дефект наружного кольца — короткий путь	Наружное кольцо → корпус → датчик. Прямая передача, минимальное затухание.
Асимметрия тела качения — длинный путь	Тело качения → наружное кольцо → корпус → датчик. Значительно больше затухания.

0.6× появляется в спектре только когда энергия сигнала достаточна, чтобы «пережить» этот длинный путь.

Именно поэтому роликовые цилиндрические подшипники показывают 0.6× чаще, чем шариковые: линейный контакт у роликов передаёт энергию эффективнее, чем точечный у шариков.

Что может вызывать 0.6×?

Причина	Описание
Разброс размеров тел качения	Допуски при производстве или прогрессивный износ, при котором одно тело оказывается больше или меньше остальных.
Выкрашина на одном теле качения	Локальный дефект, который периодически нарушает зону нагружения с интервалом 0.6×.
Износ гнезда сепаратора	Избыточный зазор в одном гнезде, из-за которого тело качения движется иначе, чем соседние.
Трещина сепаратора	Структурное повреждение, меняющее положение или движение одного или нескольких тел качения.

Диагностический совет

Если вы видите чистый пик на 0.6× без других гармоник — не спешите ставить диагноз «дефект сепаратора» (это 0.4×). Думайте о асимметричном теле качения в неподвижной системе отсчёта внутреннего кольца.

И проверьте тип подшипника: если это роликовый — вероятность обнаружения 0.6× значительно выше.

Вопрос для обсуждения

Если в спектре есть 0.6×, какие ещё сигнатуры могут присутствовать? Поделитесь тем, что вы наблюдали на практике — свяжитесь с нашими инженерами.