BSF Là Gì? — Thuật Ngữ Vòng Bi

BSF (Ball Spin Frequency — tần số quay phần tử lăn) là tần số rung đặc trưng xuất hiện khi bề mặt của viên bi hoặc con lăn bị hỏng (vết nứt, spalling cục bộ) — phần tử lăn quay và vết hỏng va chạm lần lượt với vòng trong rồi vòng ngoài, tạo ra xung kép đặc trưng.

BSF thường thấp hơn BPFO và BPFI và khó phát hiện hơn vì tín hiệu yếu, theo phương pháp phân tích của SKF bearing diagnostics. Xem phương pháp phân tích phổ và envelope tại bài giám sát rung động vòng bi và chọn vòng bi cầu có số bi phù hợp để dễ tính BSF. Khi phần tử lăn bị hỏng, nó chạm vào vòng trong rồi vòng ngoài nên xung xuất hiện theo cặp mỗi vòng quay của phần tử lăn. Vì phần tử lăn vừa quay vừa tịnh tiến theo vòng quỹ đạo, tốc độ quay của nó phụ thuộc cả vào kích thước hình học lẫn tốc độ trục. Hỏng phần tử lăn thường hiếm hơn hỏng vòng trong/ngoài nhưng nguy hiểm hơn vì phần tử lăn gãy đột ngột có thể làm kẹt toàn bộ vòng bi trong vài giây.

Công thức tính BSF

BSF = (D/2d) × n × (1 − (d/D × cos α)²)

Với vòng bi 6205 (Z=9, d=7,94 mm, D=38,5 mm, α=0°) tại 1.450 rpm (24,17 Hz): BSF = (38,5 / (2 × 7,94)) × 24,17 × (1 − (7,94/38,5)²) = 2,42 × 24,17 × (1 − 0,0425) = 56,0 Hz

Hệ số BSF của 6205 = 2,31. Kiểm tra: 2,31 × 24,17 = 55,8 Hz — khớp.

So sánh tần số 6205 tại 1.450 rpm:

• BPFO = 3,59 × 24,17 = 86,8 Hz
• BPFI = 5,42 × 24,17 = 131,0 Hz
• BSF = 2,31 × 24,17 = 55,8 Hz (thấp nhất)

BSF thường xuất hiện trong phổ với harmonics (2×BSF là đặc trưng do phần tử lăn tiếp xúc 2 lần/vòng). Đỉnh BSF đơn yếu — tìm 2×BSF hoặc kết hợp với phân tích cepstrum.

Ví dụ thực tế: Hỏng phần tử lăn vòng bi 30207

Tại một nhà máy chế biến gỗ ở Bình Dương, máy bào 1.450 rpm dùng vòng bi côn 30207 (d=35, D=72, B=17 mm). Tần số BSF = 2,48 × (1.450/60) = 59,9 Hz. Phổ rung phát hiện đỉnh mạnh tại 119,8 Hz (2×BSF) — không thấy đỉnh BPFO hay BPFI rõ. Kiểm tra xác nhận vết nứt trên một con lăn côn. Nếu để thêm 2 tuần ước tính con lăn gãy gây kẹt trục đột ngột.