Ostatnia aktualizacja 30 maja 2026
Diagnostyka drganiowa łożysk tocznych: Jak przewidzieć awarię zanim nastąpi
Łożyska toczne są krytycznie ważnym elementem każdej maszyny wirującej. Statystyki pokazują, że nawet 80% awarii łożysk można przewidzieć na kilka tygodni lub miesięcy przed całkowitym zniszczeniem, stosując diagnostykę drganiową.
Ten artykuł to zaawansowany przewodnik po diagnozowaniu uszkodzeń łożysk, uzupełniający wprowadzający artykuł o diagnostyce drganiowej. Analizujemy tu szczegółowo, jak uszkodzone łożysko „brzmi" w widmie drgań i jak odróżnić usterki poszczególnych elementów łożyska.
Poziom artykułu: Zaawansowany
Jeśli dopiero zaczynasz, zalecamy wcześniej przeczytać wprowadzający przewodnik po diagnostyce drganiowej
Fizyka uszkodzeń łożysk
Kiedy na powierzchni bieżni (pierścienia lub elementu tocznego) pojawia się uszkodzenie (wżer, wykruszenie lub pęknięcie), każde przetoczycie się elementu tocznego przez to miejsce generuje krótki impuls uderzeniowy.
Impulsy te powtarzają się z określoną częstotliwością, charakterystyczną dla każdego elementu łożyska, zależną od:
- Geometrii łożyska (liczba elementów tocznych, średnice)
- Prędkości obrotowej wału
To właśnie te częstotliwości niesynchroniczne (niebędące wielokrotnościami prędkości obrotowej!) stanowią „sygnaturę" uszkodzeń łożysk w widmie drgań.
Charakterystyczne częstotliwości uszkodzeń łożysk
Każdy element łożyska ma własną charakterystyczną częstotliwość uszkodzenia:
| Częstotliwość | Znaczenie | Element |
|---|---|---|
| BPFO | Ball Pass Frequency Outer race | Częstotliwość, z jaką elementy toczne przechodzą przez uszkodzenie na bieżni zewnętrznej |
| BPFI | Ball Pass Frequency Inner race | Częstotliwość, z jaką elementy toczne przechodzą przez uszkodzenie na bieżni wewnętrznej |
| BSF | Ball Spin Frequency | Częstotliwość obrotu elementu tocznego wokół własnej osi |
| FTF | Fundamental Train Frequency | Częstotliwość obrotowa koszyka |
Profesjonalna diagnostyka drganiowa łożysk
Oceniamy stan łożysk i prognozujemy termin koniecznej wymiany
Zamów diagnostykęUszkodzenie bieżni zewnętrznej (BPFO – Ball Pass Frequency Outer race)
Opis fizyczny: uszkodzenie (wżer, wykruszenie lub pęknięcie) na bieżni zewnętrznej łożyska. Każde przetoczycie się elementu tocznego przez to uszkodzenie generuje impuls uderzeniowy.
Opis widma: w widmie drgań widoczna jest seria pików odpowiadających częstotliwości uszkodzenia bieżni zewnętrznej i jej harmonicznym. Piki te zazwyczaj leżą na wyższych częstotliwościach (nie są całkowitymi wielokrotnościami częstotliwości obrotowej wału) i zaznaczają każdy moment przejścia elementu tocznego przez uszkodzenie.
Uszkodzenie bieżni wewnętrznej (BPFI – Ball Pass Frequency Inner race)
Opis widma: przy uszkodzeniu bieżni wewnętrznej widmo wykazuje kilka wyraźnych pików na częstotliwości uszkodzenia bieżni wewnętrznej i jej harmonicznych. Ponadto każdy z tych pików uszkodzeniowych jest zazwyczaj otoczony wstęgami bocznymi rozsuniętymi o częstotliwość obrotową (1×).
Uszkodzenie elementu tocznego (BSF – Ball Spin Frequency)
Opis widma: uszkodzenie elementu tocznego (kulki lub rolki) generuje drgania na częstotliwości obrotowej elementu tocznego i jej harmonicznych. Widmo wykazuje serię pików, które nie są całkowitymi wielokrotnościami częstotliwości obrotowej wału, lecz wielokrotnościami częstotliwości obrotowej kulki/rolki (BSF).
Uszkodzenie koszyka (FTF – Fundamental Train Frequency)
Opis widma: uszkodzenie koszyka łożyska tocznego generuje drgania na częstotliwości obrotowej koszyka — Fundamental Train Frequency (FTF) — i jej harmonicznych. Częstotliwości te są zazwyczaj podsynchroniczne (niższe od częstotliwości obrotowej wału).
Etapy rozwoju uszkodzenia łożyska
Uszkodzenie łożyska rozwija się etapowo:
- Etap początkowy: pojawia się pierwsza słaba składowa na częstotliwości charakterystycznej
- Rozwój: amplituda piku rośnie, pojawiają się harmoniczne
- Stadium postępujące: liczne harmoniczne, wstęgi boczne i rosnący ogólny poziom „szumu" w obszarze wysokich częstotliwości
- Stadium krytyczne: bardzo wysokie piki, szum szerokopasmowy, niestabilne odczyty
Zalecenia dotyczące monitorowania:
- Gdy pojawią się częstotliwości łożyskowe — zwiększyć częstotliwość monitorowania (mierzyć częściej)
- Sprawdzić smarowanie
- Rozpocząć planowanie wymiany łożyska przy najbliższej okazji
- Gwałtowny wzrost amplitudy jest sygnałem do pilnej wymiany
Zaleta diagnostyki drganiowej: wykrycie uszkodzeń łożysk na 2–6 miesięcy przed całkowitym zniszczeniem daje czas na zaplanowanie naprawy, zamówienie części zamiennych i wybór optymalnego momentu zatrzymania maszyny.
Podsumowanie
Diagnostyka łożysk tocznych na podstawie widma drgań jest skutecznym narzędziem utrzymania predykcyjnego. Znajomość częstotliwości charakterystycznych (BPFO, BPFI, BSF, FTF) i umiejętność ich rozpoznawania pozwala:
- Wykrywać usterki na wczesnym etapie
- Planować wymiany z dużym wyprzedzeniem
- Unikać awaryjnych zatrzymań
- Obniżać koszty napraw
Nowoczesne analizatory drgań, takie jak Balanset-1A, umożliwiają uzyskanie szczegółowych widm i wykrycie częstotliwości łożyskowych już na wczesnym etapie rozwoju uszkodzenia.
← Powrót do wprowadzającego przewodnika po diagnostyce drganiowej
Diagnostyka łożysk
Przyrządy do diagnostyki oraz profesjonalne usługi diagnostyki drganiowej
Usługi diagnostyczne
Diagnostyka łożysk z prognozą pozostałego okresu eksploatacji
Zamów diagnostykęSzybka lista kontrolna
- Identyfikować niesynchroniczne szczyty, a nie wielokrotności 1x
- Dopasować szczyty do BPFO, BPFI, BSF lub FTF
- Szukać wstęg bocznych przy 1x w celu potwierdzenia usterki bieżni wewnętrznej (BPFI)
- Odnotować szczyty podsynchiczne dla usterek koszyka (FTF)
- Zwiększyć częstotliwość monitorowania po pojawieniu się częstotliwości łożyskowych
- Sprawdzić smarowanie i zaplanować wymianę łożyska