Jak poznám, zda jsou vibrace způsobeny nevyvážeností nebo chybným zarovnáním?

Unbalance produces a dominant peak at exactly 1× RPM (shaft speed) in the radial direction, with stable phase and amplitude that rises with speed (unbalance force ∝ speed²). Misalignment produces significant 2× RPM component (often equal to or larger than 1×), strong axial vibration, and 180° phase shift across the coupling.

Jaké jsou frekvence vad ložisek (BPFO, BPFI, BSF, FTF)?

Jedná se o charakteristické frekvence generované při přechodu valivého tělesa přes vadu na specifické součásti ložiska. BPFO (Ball Pass Frequency Outer Race), BPFI (Ball Pass Frequency Inner Race), BSF (Ball Spin Frequency), FTF (Fundamental Train Frequency). Závisí na geometrii ložiska a otáčkách hřídele.

Jaká je vhodná úroveň vibrací pro rotační stroje?

Norma ISO 10816-1 klasifikuje závažnost vibrací podle třídy strojů. Pro typické průmyslové stroje (třída II, 15–75 kW): Zóna A (dobrá) 7.1 mm/s.

Lze Balanset-1A použít pro vibrační analýzu?

Yes. The Balanset-1A includes a 2-channel vibration analyzer with full FFT spectrum display (F8 — Charts mode, 'F5-Spectrum (Hz)' tab) and a vibrometer for overall/1× comparison (F5 mode). Both channels can be used simultaneously for radial+axial comparison.

Jaký je rozdíl mezi časovým průběhem a FFT spektrem?

Časový průběh zobrazuje amplitudu vibrací v čase – komplexní, pokud je přítomno více poruch. FFT tuto amplitudu rozkládá na jednotlivé frekvenční složky a vytváří spektrum, kde každý vrchol odpovídá specifickému zdroji.

Co způsobuje subharmonické vibrace (0,5×)?

Subharmonické složky při 0,5× ot./min obvykle naznačují silnou mechanickou vůli, olejový víření v radiálních ložiskách nebo prasklé hřídele. Vrcholy polovičního řádu vznikají v důsledku nárazů, ke kterým dochází při každé druhé otáčce.

Analýza vibrací — Diagnostika spektra Průvodce

📌 Kanonický referenční článek - vibromera.eu

Od základů FFT po diagnostiku poruch: naučte se číst vibrační spektra, počítat frekvence vad ložisek, hodnotit závažnost podle ISO 10816 a diagnostikovat nevývahu, nesouosost, uvolnění, vady ložisek a ozubení — pomocí interaktivních nástrojů a Balanset-1A.

Diagnostický postup v tomto průvodci je stejný, jaký Vibromera dodává v přístroji Balanset-1A: FFT spektrum, hodnocení závažnosti podle ISO 10816/20816 a asistované dvourovinné vyvažování v jedné přenosné jednotce.

Interaktivní diagnostické kalkulačky

Základní nástroje pro analýzu vibrací – frekvence vad ložisek, frekvence záběru ozubených kol, posouzení závažnosti a převod jednotek

🔵 Kalkulačka frekvence vad ložisek

Rychlý výběr – běžné ložisko Přednastavená geometrie vychází z klasických konstrukcí SKF/FAG (design E pro NU, ISO/J2 pro kužely 30xxx). Počet valivých elementů se liší podle výrobce a generace — pro kritickou diagnostiku zadejte skutečnou geometrii vašeho ložiska z jeho datového listu.

Otáčky hřídele (ot./min.)

Počet valivých těles (n)

Průměr kuličky / válečku, Bd (mm)

Průměr rozteče, Pd (mm)

Kontaktní úhel, α (stupně)

BPFO — Vnější kroužek

BPFI — Vnitřní kroužek

BSF — rotace kuličky/válečku

FTF — Klec (ložisková klec)

1× hřídel = - Hz | Poměr BPFO/BPFI: -

📏 ISO 10816 Intenzita vibrací & otáčky↔Hz & GMF

Rychlost vibrací (mm/s RMS)

Třída stroje

Dobrý

B Přijatelné

Výstraha C

D Nebezpečí

🔄 Převodník otáček ↔ Hz

RPM

Frekvence (Hz)

1× = 25.00 Hz | 2× = 50.00 Hz | 3× = 75.00 Hz | Perioda = 40.00 paní

⚙️ Frekvence záběru ozubených kol (GMF)

Otáčky hřídele (hnací ozubené kolo)

Počet zubů (hnací kolo)

Počet zubů (hnané kolo) – volitelné, pro převodový poměr

Frekvence záběru ozubených kol (GMF)

2× GMF

3× GMF

Převodový poměr

Otáčky hnaného hřídele

RPM

Identifikace závad na první pohled

Každá mechanická závada vytváří charakteristický "otisk prstu" ve vibračním spektru

⚖️

Nevyváženost

1×

Dominantní vrchol na otáčkách hřídele. Radiální. Síla ∝ rychlost². Stabilní fáze.

🔧

Nesouosost

2× (+ 1×, 3×)

Silná druhá harmonická. Vysoká axiální vibrace. Fázový úhel 180° přes vazbu.

🔩

Vůle

1×, 2×, 3×…n×

"Les" harmonických. Může vykazovat 0,5× subharmonické.

🔵

Vada ložiska

BPFO/BPFI/BSF

Nesynchronní vrcholy. Postranní pásma při 1×. Nárůst šumové hladiny.

⚙️

Porucha převodového stupně

GMF ± 1×

Frekvence záběru ozubených kol s postranními pásmy při otáčkách hřídele.

📊 Kompletní diagnostická referenční tabulka

Porucha	Primární frekvence	Harmonické	Směr	Fázové chování	Klíčový rozlišovací znak
Statická nevyváženost	1×	Nízká / žádná	Radiální (H,V)	Obě ložiska ve stejné fázi	Čistá sinusoida 1×. Síla ∝ rychlost².
Dynamická nevyváženost	1×	Nízká / žádná	Radiální (H,V)	~180° mezi ložisky	1× dominantní, ložiska mimo fázi (pár).
Rovnoběžná nesouosost	2× (≥ 1×)	1×, 3×	Radiální	180° přes spojku	2× často > 1×. Vysoká radiální vibrace u spojky.
Úhlová nesouosost	1×, 2×	3×	Axiálně dominantní	180° přes spojku (axiální)	Vysoká axiální. Axiální ≥ 50% radiálního.
Vůle součástek	1×, 2×… 10×+	Mnoho (~10×)	Radiální	Nepravidelný	"Les" harmonických. Možné 0,5× sub.
Strukturální vůle	1× nebo 2×	Málo nad 2×	Vertikální	Nestabilní	Silná vertikální vibrace. Reaguje na kontrolu šroubů.
Vnější kroužek (BPFO)	BPFO, 2×BPFO...	Vícenásobné BPFO	Radiální	NEUPLATŇUJE SE	Nesynchronní. Žádné postranní pásma 1×.
Vnitřní kroužek (BPFI)	BPFI, 2×BPFI...	Vícenásobné BPFI	Radiální	Modulováno při 1×	Harmonické složky BPFI s postranními pásmy ±1×.
Valivé těleso (BSF)	BSF, 2×BSF...	Vícenásobný BSF	Radiální	NEUPLATŇUJE SE	2×BSF často > 1×BSF. Nesynchronní.
Klec (FTF)	FTF ≈ 0,4×	2,3× Nedovolená akce	Radiální	NEUPLATŇUJE SE	Fundamental < 1×; harmonické mohou přesáhnout 1×.
Ozubený záběr	GMF = N × 1 ×	2,3× GMF	Radiální + axiální	Modulováno při 1×	GMF s postranními pásmy. N = zuby.
Elektrické (motor)	2× síťová frekvence	-	Radiální	Pokles při vypnutí	100/120 Hz. Zkouška okamžitého zastavení.

Interaktivní demonstrace spektra FFT — 17 scénářů závad

Vyberte typ poruchy pro zobrazení charakteristického časového průběhu a frekvenčního spektra. Porovnejte vzorce pro identifikaci hlavní příčiny.

Základní hodnota

Nevyváženost

Nesouosost

Vůle

Ložiska

Ozubená kola

Další

Normální provozní stav – nízké, stabilní vibrace. Malý 1× vrchol ze zbytkové nevyváženosti. Čisté spektrum.

Časová oblast (průběh)

Frekvenční spektrum (FFT)

Co je vibrační analýza?

Rychlá odpověď

Analýza vibrací je proces měření a interpretace mechanických kmitů rotujících strojů za účelem diagnostiky poruch bez nutnosti demontáže. Použití Rychlá Fourierova transformace (FFT) (rychlá Fourierova transformace) se komplexní vibrační signál rozloží na jednotlivé frekvenční složky. Každá porucha vytváří charakteristický spektrální "otisk prstu": nevyváženost při 1× ot./min, nesouosost při 2×, uvolnění jako více harmonických, vady ložiska na nesynchronních frekvencích. Balanset-1A provádí vyvažování i spektrální analýzu v jednom přenosném přístroji.

Každý rotační stroj vibruje. Ve zdravém stroji jsou vibrace nízké a stabilní — jeho normální "provozní podpis." S rozvojem vad se vibrace mění předvídatelným způsobem. Měřením a analýzou těchto změn můžeme identifikovat hlavní příčinu, předpovědět poruchu a naplánovat údržbu ještě před katastrofickou havárií. To je základ prediktivní údržba.

FFT: Jádro spektrální analýzy

Vibrační senzor (akcelerometr) převádí mechanické kmitání na elektrický signál. Toto se zobrazuje v průběhu času. časový průběh — složitá, zdánlivě chaotická křivka, pokud je přítomno více poruch. FFT (rychlá Fourierova transformace) rozkládá tento složitý signál na jednotlivé sinusové složky, z nichž každá má svou vlastní frekvenci a amplitudu.

Představte si FFT jako hranol rozkládající bílé světlo na duhu. Komplexní průběh signálu je "bílé světlo" — FFT odhaluje jednotlivé "barvy" (frekvence) skryté uvnitř. Výsledkem je vibrační spektrum — primární diagnostický nástroj.

Rotační frekvence

f₁ₓ = ot./min / 60 (Hz)

1× = frekvence otáčení hřídele – reference pro veškerou spektrální analýzu

Klíčové parametry spektra

Frekvence (osa X, Hz): Jak často dochází k oscilacím. Přímo spojeno se zdrojem. 1× = otáčky hřídele. 2× = dvojnásobek otáček hřídele.
Amplituda (osa Y, mm/s RMS): Intenzita vibrací na každé frekvenci. Vyšší vrcholy = více energie = vážnější stav.
Harmonické: Celočíselné násobky základní frekvence: 2× (2.), 3× (3.), 4× atd. Jejich přítomnost a relativní výška nesou diagnostické informace.
Fáze (°): Časový vztah v různých bodech měření. Nezbytný pro rozlišení nevyváženosti (stejnofázové) od nesouososti (180°).

Jednotky měření vibrací: výchylka, rychlost, zrychlení

Vibraci lze měřit jako tři různé fyzikální veličiny. Každá z nich zdůrazňuje jiné frekvenční rozsahy, což je předurčuje pro různé diagnostické úkoly. Pochopení, kdy použít kterou veličinu, je zásadní pro efektivní analýzu.

📏 Výchylka

µm (špička-špička) nebo mil

Nejlepší dosah: 1-100 Hz

Měří, jak daleko se povrch pohybuje. Zdůrazňuje nízké frekvence — ideální pro pomaloběžné stroje, analýzu orbity hřídele a bezdotykové sondy na kluzných ložiskách. 1 mil = 25,4 µm.

📈 Rychlost

mm/s (efektivní hodnota)

Nejlepší dosah: 10-1000 Hz

Měří, jak rychle povrch se pohybuje. standardní parametr pro všeobecné monitorování strojů dle normy ISO 10816. Plochá frekvenční odezva přikládá stejnou váhu většině typů poruch. Balanset-1A měří v mm/s RMS.

💥 Zrychlení

m/s² nebo g (RMS/vrchol)

Nejlepší dosah: 500 Hz – 20 kHz

Měří síla vibrací. Zdůrazňuje vysoké frekvence — ideální pro rané závady ložisek, ozubený záběr a rázy. 1 g = 9,80665 m/s². Používá se pro obálkovou/demodulační analýzu.

Kdy použít který parametr

Parametr	Jednotka	Frekvenční rozsah	Nejlepší pro	Normy
Výchylka	µm (špička-špička)	1-100 Hz	Pomalé stroje (< 600 ot/min), oběžná dráha hřídele, bezdotykové sondy, kluzná ložiska (referenční — nezměřeno přístrojem Balanset-1A)	ISO 7919 (vibrace hřídele)
Rychlost	mm/s (efektivní hodnota)	10-1000 Hz	Obecné monitorování strojů — nevyváženost, nesouosost, vůle. Výchozí parametr. Nativní (a jediný) parametr přístroje Balanset-1A.	ISO 10816, ISO 20816
Zrychlení	g nebo m/s² RMS	500 Hz – 20 kHz	Časné vady ložisek, záběr ozubených kol, nárazy, vysokorychlostní stroje (referenční — nezměřeno přístrojem Balanset-1A)	ISO 15242 (vibrace ložisek)

Konverze při jedné frekvenci

v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d

d = výchylka (m), v = rychlost (m/s), a = zrychlení (m/s²), f = frekvence (Hz). Všechny veličiny musí používat stejnou konvenci amplitudy (všechny ve špičce, všechny ve špička-špička, nebo všechny v RMS) — kombinace výchylky špička-špička s rychlostí RMS zavádí chybu ~2,8×.

💡 Základní pravidlo

Pokud máte na výběr pouze jeden senzor a jeden parametr — zvolte rychlost (mm/s RMS). Pokrývá nejširší škálu běžných poruch s plochou odezvou. Balanset-1A to používá jako svůj nativní parametr. Měření zrychlení přidejte pouze tehdy, když potřebujete zachytit vady ložisek nebo ozubených kol v rané fázi při vysokých frekvencích.

Měřicí technika s Balanset-1A

📋 Specifikace měření Balanset-1A

Balanset-1A měří rychlost vibrací, mm/s RMS (0.2–80 mm/s). Měřicí pásmo: 5-1000 Hz; senzor je lineární v rozsahu ±10 % až do ~550 Hz, nad touto hodnotou je pouze zobrazovací kompenzace poklesu. Spektrum na obrazovce (nastavení "Spectrum, Hz") sahá až do 8 kHz — zobrazovací rozsah, nikoli tvrzení o přesnosti měření. Neexistují režimy výchylky ani zrychlení, ani obálka/demodulace — oddíly o zrychlení, obálkové analýze a kavitaci níže jsou referenční materiál.

Umístění senzoru

Kvalita diagnostiky zcela závisí na kvalitě měření. Vibrační síly se přenášejí přes ložiska, proto musí být senzory namontovány na ložiskových skříních – co nejblíže k ložisku, na nosné konstrukci (nikoli na krytech nebo chladicích žebrech).

Příprava povrchu: Čistý, rovný, bez odlupující se barvy. Magnetická základna musí být v jedné rovině.
Radiální horizontální (H): Kolmo k hřídeli, vodorovná rovina. Často nejvyšší amplituda.
Radiální vertikální (V): Kolmo k hřídeli, svislá rovina.
Axiální (A): Rovnoběžně s hřídelí. Důležité pro detekci nesouososti.

💡 Dvoukanálový diagnostický trik

Balanset-1A má 2 kanály. Pro diagnostiku namontujte oba senzory na stejný ložisko — jeden radiální, jeden axiální. To poskytuje současná radiální + axiální spektra, což umožňuje okamžitou detekci nesouososti.

Režimy Balanset-1A pro diagnostiku

F8 — Charts → záložka "F5-Spectrum (Hz)": Zobrazení plného spektra FFT. Hlavní diagnostický režim. Ostatní karty Charts — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics (1x..Nx) a F6-Orbit — pokrývají celkovou vibraci, sledování 1×, harmonické vzory a orbitu hřídele.
F5 — Vibration Meter: Rychlé posouzení. Porovnejte V1s (celková efektivní hodnota) s V1o (1×). Pokud V1s ≈ V1o → nevyváženost. Pokud V1s ≫ V1o → jiné poruchy.
F6 — Reports: Archiv měření a HTML reporty — použijte je k uložení výchozích hodnot.
F9 — Route Inspection: Vedené měřicí trasy s trendovými zónami podle ISO 10816-1 — pro pravidelné monitorovací obchůzky.

⚠️ V1s vs. V1o – První diagnostická kontrola

Před vyvážením porovnejte V1s s V1o. Pokud V1s ≫ V1o (např. 8 vs. 2 mm/s), většina vibrací NENÍ způsobena nevyvážeností. Vyvažování problém nevyřeší – prozkoumejte celé spektrum.

Fázová analýza – diagnostický diferenciátor

Frekvence vám napoví co vibruje; fáze vám to řekne jak. Dvě vady mohou vytvářet identická spektra (obě dominovaná 1×) — rozliší je pouze fázová analýza. Fáze je úhlový vztah mezi vibracemi v různých měřicích bodech, měřený ve stupních (0°–360°).

🧭 Fáze → Diagnostická referenční tabulka

Fázový vztah	Měřicí body	Diagnóza	Vysvětlení
0° (ve fázi)	Ložisko 1 ↔ Ložisko 2 (radiální)	Statická nevyváženost	Obě ložiska se pohybují společně synchronně — jedno těžké místo ve středu rotoru. Jednorovinná korekce.
~180° (v protifázi)	Ložisko 1 ↔ Ložisko 2 (radiální)	Dynamická (párová) nevyváženost	Ložiska se kymácejí v protilehlých rovinách – dvě těžká místa v různých rovinách vytvářejí klopný silový pár. Je nutná korekce ve dvou rovinách.
~90°	Horizontální ↔ Vertikální (stejné ložisko)	Nevyváženost (libovolný typ)	Typické pro nevyváženost – vektor síly se otáčí s hřídelí a vytváří ~90° mezi H a V ve stejném bodě.
~180°	Přes spojku (radiální)	Rovnoběžná nesouosost	Síly spojky tlačí hřídele od sebe v opačných radiálních směrech. Charakteristickým znakem je fázový rozdíl 180° přes spojku s vysokým 2×.
~180°	Přes spojku (axiálně)	Úhlová nesouosost	Hřídele střídavě axiálně tlačí/táhnou. Rozhodující je axiální posuv 180° přes spojku s vysokým 1× a 2×.
0°	Přes spojku (axiálně)	Není to nesouosost	Obě strany se pohybují ve stejném axiálním směru – pravděpodobně tepelný růst, deformace potrubí nebo měkká patka. Nejedná se o úhlovou nesouosost.
Nepravidelné / nestabilní	Jakékoli konzistentní body	Mechanická vůle	Fázové hodnoty mezi měřeními náhodně přeskakují – což je charakteristické pro nárazy v uvolněných spojích. Nestabilní fáze = uvolnění.
Pomalu driftující	Jakýkoli bod, v průběhu času	Rezonance nebo tepelné vlivy	Postupný fázový posun během zahřívání naznačuje změnu strukturální tuhosti s teplotou (tepelná nesouosost).
Konzistentní, ne 0/180°	Ložisko 1 ↔ Ložisko 2	Kombinovaná statická + párová nevyváženost	Fáze mezi 0° a 180° indikuje kombinaci statických a vazebných složek – vyžaduje vyvážení ve dvou rovinách.

💡 Měření fáze s Balanset-1A

Balanset-1A zobrazuje fázi při 1× (údaj F1° v režimu vibrometru) a jako referenci používá tachometr. Pro porovnání fáze mezi dvěma ložisky změřte každé ložisko ve stejném směru (např. horizontálně) s tachometrem na stejné referenční značce. Rozdíl v naměřených hodnotách fáze odhalí typ poruchy. Není potřeba žádný speciální software — stačí obě hodnoty odečíst.

Porucha 1: Nevyváženost

Příčina: Těžiště posunuté od osy otáčení. Výrobní tolerance, nánosy usazenin, eroze, zlomená lopatka, ztracené závaží.

Spektrum: Dominantní vrchol přesně na 1× RPM. Velmi nízké harmonické. Radiální vibrace. Nevyváženost síla roste s rychlostí²; amplituda vibrací roste s otáčkami, přičemž přesný vztah závisí na blízkosti rezonance. Fáze je stabilní a opakovatelná.

Statická nevyváženost (jednorovinná)

Čistý 1× vrchol, sinusový průběh. Obě ložiska ve fázi. Korekce v jednorovině.

Statická nevyváženost — dominantní 1× při 25 Hz (1500 ot./min). Minimální harmonické.

Dynamická nevyváženost (dvourovinná / párová)

Také 1× dominantní, ale ložiska ~180° mimo fázi. Nutná korekce ve dvou rovinách.

Dynamická nevyváženost — 1× dominantní. Spektrum podobné statické, ale fáze se liší v ložiskách.

Opatření: Provést vyvažování rotoru s Balanset-1A. Tolerance třídy G na ISO 1940-1.

Porucha 2: Nesouosost hřídele

Příčina: Osy spřažených hřídelí se neshodují. Mohou být rovnoběžné (přesazené) nebo úhlové (nakloněné), obvykle obojí.

Rovnoběžná nesouosost (radiální)

Vysoká 1× a 2× v radiálním směru. 2× často ≥ 1×. Fázový posun 180° napříč spojkou.

Rovnoběžná nesouosost – radiální směr. Silné 1× a 2× s menším 3×.

Úhlová nesouosost – radiální

1× i 2× jsou přítomny v radiálním směru — kterákoli může dominovat, takže samotné radiální spektrum není průkazné. Rozhoduje axiální měření.

Úhlová nesouosost — radiální (R). Zvýšené jak 1×, tak 2× (2× > 1× v tomto příkladu).

Úhlová nesouosost – axiální

Axiální vibrace ≥ 50 % radiální, typicky dominuje 1× se zvýšeným 2× a 3×. Fáze 180° napříč spojkou v axiálním směru. Toto je klíčové rozlišující měření.

Úhlová nesouosost — axiální (A). Dominantní 1× se silným 2× a 3× v axiálním směru.

Opatření: Vyvažování NEPOMŮŽE. Zastavte stroj a proveďte vyrovnání hřídele. Poté znovu zkontrolujte vibrace.

Porucha 3: Mechanická vůle

Příčina: Ztráta konstrukční tuhosti – uvolněné šrouby, praskliny v základech, opotřebovaná ložisková úložná místa, nadměrné vůle.

Uvolnění komponent

"Les" harmonických — 1×, 2×, 3×, 4×… až 10×+ s klesající amplitudou. Může vykazovat 0,5× subharmonické.

Vůle součásti — mnoho harmonických od 1× do 10×. Všimněte si subharmonické v oblasti 0.4–0.5×.

Vůle základny

1× a/nebo 2× dominantní. Málo vyšších harmonických. Silné vertikální vibrace.

Strukturální vůle — dominují 1× a 2×. Minimální vyšší harmonické.

Opatření: Zkontrolujte a utáhněte montážní šrouby. Zkontrolujte základy. Vždy zkontrolujte uvolnění. před vyvažování.

Porucha 4: Vady valivých ložisek

Příčina: Pittink, odlupování, opotřebení oběžných drah, valivých těles nebo klece.

Frekvence vad ložisek

BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · f_s
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · f_s
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s

n = valivá tělesa | Bd = průměr kuličky | Pd = roztečný průměr | α = kontaktní úhel | f_s = ot./min/60

Defekt vnějšího kroužku (BPFO)

Série vrcholů na BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Žádná 1× postranní pásma (stacionární kruh). Nejčastější závada ložiska.

Vada vnějšího kroužku – harmonické BPFO na nesynchronních frekvencích. Žádná postranní pásma.

Defekt vnitřního kroužku (BPFI)

Harmonické složky BPFI s postranními pásmy ±1× (rotující prstenec, modulace zátěžové zóny). Klíčovým identifikátorem je vzor postranního pásma.

Vada vnitřního kroužku — harmonické složky BPFI s postranními pásmy ±1× (menší vrcholy lemující hlavní vrcholy).

Vady valivého tělesa (BSF)

Harmonické BSF. 2×BSF často dominantní. Nesynchronní. Často doprovázené poškozením oběžné dráhy.

Vada valivého tělesa – harmonické složky BSF. Poznámka: 2×BSF je nejvyšší (poškození dvou těles).

Defekt klece (FTF)

Subsynchronní základní frekvence (FTF ≈ 0.4× otáčky hřídele); její harmonické se mohou rozšířit nad 1×. Nízká frekvence. Často doprovází další poškození ložiska.

Závada klece — základní frekvence FTF je subsynchronní (pod 1×); její harmonické se mohou rozšířit nad 1× otáček hřídele.

Vývoj vady ložiska (4 fáze)

Fáze 1 – Podpovrchová: Ultrazvuková / akusticko-emisní zóna (přibližně 20–60 kHz). Není vidět na standardní FFT. Detekovatelné pomocí spike energy / obálkové analýzy.

Fáze 2 – Časná vada: Nárazy rozezní vlastní frekvence ložiska (přibližně 500–2000 Hz); diskrétní frekvence vad (BPFO, BPFI) se objevují s nízkou amplitudou ke konci této fáze. Balanset-1A spolehlivě zachytí diskrétní frekvence vad (desítky až stovky Hz) od pozdní Fáze 2.

Fáze 3 – Rozvinutá: Více harmonických. Vznikají postranní pásma. Zvyšuje se hladina šumu.

Fáze 4 – Pokročilá: Širokopásmový šum. Ložiskové frekvence mohou mizet v šumu. Naléhavá výměna.

Analýza obálky (demodulace) – včasná detekce poškození ložisek

Standardní FFT spektrální analýza detekuje závady ložisek od pozdní fáze 2. Před tím jsou rázy ložiska příliš slabé — a příliš vysokofrekvenční — než aby se objevily nad úrovní šumu. Analýza obálky (nazývaná také demodulace nebo vysokofrekvenční detekce, HFD) rozšiřuje detekci do mnohem dřívějších fází.

Jak to funguje

Když valivý element narazí na vadu, generuje krátký nárazový impuls, který vyvolá vysokofrekvenční strukturální rezonance (obvykle 5–20 kHz). Tyto rezonance při každém nárazu krátce "zvoní". Analýza obálky funguje ve třech krocích:

Pásmový filtr: Izolujte vysokofrekvenční rezonanční pásmo (např. 5–15 kHz), kde zvoní nárazy.
Usměrnění a obálka: Extrahujte amplitudový modulační vzorec – "obálku", která následuje po vrcholech zvonění.
FFT obálky: Aplikujte FFT na obálkový signál. Výsledek ukazuje opakovací frekvence nárazů – což se rovná četnosti vad ložisek (BPFO, BPFI, BSF, FTF).

Proč obálka detekuje dříve

V surovém spektru může slabý náraz na BPFO produkovat 0,1 mm/s – neviditelný mezi strojním šumem 2 mm/s. Tentýž náraz však vyvolává rezonanci na 8 kHz, kde není žádný jiný zdroj vibrací. Po demodulaci se opakovací vzor BPFO jasně vynořuje z čistého pozadí.

Související parametry

Energie hrotu (SE): Celkové měření energie vysokofrekvenčního nárazu. Skalární trendová hodnota. Vhodné pro screening "go/no-go".
gSE / HFD / PeakVue: Názvy specifické pro dodavatele pro parametry odvozené z obálky. Všechny jsou založeny na stejném principu.
Obalování zrychlení: Balanset-1A měří v rychlosti (mm/s). Pro plnou obálkovou analýzu je ideální specializovaný analyzátor se vstupem pro zrychlení a možností pásmové filtrace. FFT Balanset-1A však dokáže účinně detekovat diskrétní frekvence vad ložisek ve standardním rychlostním spektru od pozdní Fáze 2.

Obálkové spektrum defektu vnitřního kroužku – harmonické BPFI jasně vystupují z demodulovaného vysokofrekvenčního signálu. Porovnejte se spektrem surové rychlosti, kde mohou být skryty v šumu.

Opatření: Zkontrolujte mazání. Naplánujte výměnu ložiska. Zvyšte frekvenci monitorování.

Porucha 5: Vady ozubení

Příčina: Opotřebované, důlkové nebo zlomené zuby. Excentricita ozubeného kola. GMF = počet zubů × otáčky hřídele / 60.

Excentricita ozubeného kola

GMF s postranními pásmy při ±1× otáčkách hřídele. 1× rychlosti ozubeného kola může být také zvýšena.

Excentricita ozubeného kola — GMF při 500 Hz s postranními pásmy ±1×. Zvýšená 1×.

Opotřebení / poškození zubů ozubeného kola

Více harmonických GMF s hustými postranními pásmy. Intenzita vibrací roste s počtem postranních pásem a amplitudou.

Opotřebení ozubeného kola — GMF a 2×GMF s více postranními pásmy v intervalech 1×.

Opatření: Zkontrolujte převodový olej, zda neobsahuje kovové částice. Naplánujte kontrolu. Sledujte trend postranního pásma GMF.

Závada 6: Elektrické závady (motory)

Elektromagnetické poruchy způsobují vibrace na 2× síťová frekvence (100 Hz na sítích 50 Hz, 120 Hz na sítích 60 Hz). Rozhodující test: vibrace zmizí okamžitě při výpadku proudu. Mechanické závady postupně odeznívají.

Excentricita statoru: 2× síťová frekvence, stálá amplituda.
Vady rotorové tyče: Postranní pásma kolem provozní rychlosti 1× rozmístěná s frekvencí průchodu pólů (skluz × počet pólů — typicky 0,5–2 Hz, takže je potřeba jemné frekvenční rozlišení, aby je bylo možné oddělit). Může se také objevit frekvence průchodu tyčí rotoru (počet tyčí × rychlost hřídele) s postranními pásmy na 2× síťové frekvence.
Měkké chodidlo: Vibrace se mění, když se uvolní jednotlivé patky motoru.

Porucha 7: Problémy s řemenovým pohonem

Příčina: Opotřebované, špatně seřízené nebo nesprávně napnuté řemeny. Řemenové pohony generují vibrace na frekvence průchodu pásu, což je obvykle subsynchronní frekvence (pod 1× otáčky hřídele), protože řemen je delší než obvod řemenice.

Frekvence pásu

f_řemen = (π · D · ot./min) / (60 · L)

D = průměr řemenice (m) | L = délka řemene (m) | RPM = otáčky řemenice

Společné podpisy pásů

Opotřebení / závada řemene: Vrcholy na frekvenci řemenu (f_řemen) a jeho harmonické (2×, 3×, 4× f_řemen). Základní frekvence se objevuje pod 1× otáček hřídele — subsynchronní vrchol je klíčovým indikátorem; vyšší harmonické se mohou rozšířit nad 1×.
Nesprávné vyrovnání řemene: Zvýšené axiální vibrace při 1× a 2× otáčkách hřídele. Podobné jako nesouosost hřídele, ale omezené na stroj s řemenovým pohonem.
Nesprávné napětí: Vysoká vibrace 1×, která se dramaticky mění s nastavením napnutí řemene. Příliš napnuté řemeny zvyšují zatížení ložiska; uvolněné řemeny způsobují klepání a špičky frekvence řemene.
Rezonance: Vlastní frekvence řemene ("třepotání" řemene) může být vybuzena, pokud rezonance rozpětí řemene odpovídá provozní rychlosti. Viditelná jako široký vrchol na vlastní frekvenci řemene.

Závada řemenového pohonu — základní frekvence řemenu je subsynchronní; její harmonické sahají až po 1× otáčky hřídele a nad ně (25 Hz).

Opatření: Zkontrolujte stav řemene, jeho napnutí a souosost řemenic. Vyměňte opotřebované řemeny. V případě opakujících se problémů ověřte souosost řemenic laserovým přístrojem nebo pravítkem.

Porucha 8: Kavitace čerpadla

Příčina: Bubliny páry se tvoří a prudce kolabují, když místní tlak klesne pod tlak páry kapaliny – obvykle na sání čerpadla. Každý kolaps bubliny vytváří mikroimpakt. Tisíce kolapsů za sekundu generují charakteristický širokopásmový šum.

Spektrální podpis

Širokopásmová energie: Na rozdíl od mechanických vad (které produkují diskrétní špičky) kavitace vytváří zvýšenou, nepravidelnou hladinu šumu rozprostřenou přes široké frekvenční pásmo — v grafu níže přibližně od 200 Hz až po okraj zobrazeného rozsahu. Spektrum vypadá spíše jako "hrb" nebo zvýšená plošina než jako ostré špičky.
Náhodné, neperiodické: Žádné harmonické, žádný vztah k otáčkám hřídele. Hluk zní jako "štěrk" nebo "praskání" – slyšitelný i bez přístrojů.
Nízkofrekvenční efekty: Silná kavitace může také způsobit nestabilitu při 1× a širokopásmový nízkofrekvenční šum z turbulence proudění.

Kavitace čerpadla – širokopásmový vysokofrekvenční šum (zvýšená hladina šumu nad 200 Hz). Žádné diskrétní špičky – na rozdíl od závad ložisek, které vykazují specifické frekvence.

Opatření: Zvyšte sací tlak (snižte čerpadlo, otevřete sací ventil, snižte ztráty v sacím potrubí). Zkontrolujte NPSH._{k dispozici} vs. NPSH_požadovaný. Pokud je to možné, snižte otáčky čerpadla. Kavitace způsobuje rychlé poškození erozí – neignorujte ji.

Porucha 9: Víření oleje a šlehání oleje (kluzná ložiska)

Příčina: Nestabilita olejového filmu v kluzných ložiscích. Olejový klín nutí hřídel obíhat v rámci vůle ložiska při subsynchronní frekvenci. To se liší od vad valivých ložisek a vyskytuje se pouze u kluzných ložisek. Zobrazení orbity hřídele — o F8 — Charts → karta F6-Orbit na Balanset-1A — je klasický způsob sledování chování kluzného ložiska.

Olejový vír

Frekvence: Přibližně 0,42× až 0,48× otáčky hřídele (často uváděné jako ~0,43×). Jedná se o subsynchronní vrchol, který sleduje otáčky hřídele – pokud se otáčky zvyšují, frekvence víru se úměrně zvyšuje.
Spektrum: Jeden vrchol při ~0,43× otáčkové frekvenci, který se posouvá s otáčkami. Amplituda může být střední.
Stav: Předchůdce olejového šlehání. Obvykle není okamžitě destruktivní, ale naznačuje nestabilitu.

Olejový bič

Frekvence: Uzamkne se na první kritické rychlosti rotoru vlastní frekvence (kritická rychlost). Na rozdíl od víru NEsleduje otáčky hřídele – frekvence zůstává konstantní i při změně otáček.
Spektrum: Velký subsynchronní vrchol při první kritické rychlosti rotoru. Amplituda může být velmi vysoká – destruktivní.
Stav: Nebezpečný. Je nutný okamžitý zásah. Může vést k zadření ložiska a poškození hřídele.

Víření oleje – subsynchronní vrchol při ~0,43× otáčky hřídele (≈ 10,7 Hz pro 1500 ot./min). Liší se od 0,5× vůle.

⚠️ Víření oleje vs. uvolnění – jak rozlišit

Oba produkují subsynchronní vrcholy, ale: Olejový vír leží na ~0.42–0.48× (ne přesný poloviční řád), zatímco vůle generuje vrcholy přesně na 0.5×, 1.5×, 2.5× — přesné poloviční řády. Oba sledují otáčky hřídele při jejich změně; ten, který ne sleduje otáčky, je olejový bič, která se zaklesne na první kritickou frekvenci rotoru. Oil whirl se vyskytuje pouze u kluzných ložisek — pokud má stroj valivá ložiska, nemůže se jednat o oil whirl.

Opatření: V případě víru oleje: zkontrolujte vůli ložiska, viskozitu oleje a zatížení. Zvyšte zatížení ložiska nebo změňte viskozitu oleje. V případě bičování oleje: okamžitě snižte rychlost pod kritickou hranicí. Poraďte se se specialistou na dynamiku rotoru.

ISO 10816 Závažnost vibrací — Klasifikační tabulka

ISO 10816-1 (obecná část řady ISO 10816, nahrazená normou ISO 20816, ale stále široce používaná jako reference) definuje zóny závažnosti vibrací pro čtyři třídy strojů. Vibrace se měří jako rychlost v mm/s RMS na tělesech ložisek. Tabulka níže ukazuje všechny hranice zón pro všechny čtyři třídy — použijte ji jako rychlou referenci při vyhodnocování měření. Všimněte si, že ISO 10816-3 (nyní ISO 20816-3), která pokrývá průmyslové stroje o výkonu nad 15 kW pracující při 120–15 000 RPM, používá jiné schéma — dvě skupiny strojů s třídami tuhého nebo pružného uložení — namísto tříd I–IV uvedených zde.

📋 Zóny úrovně vibrací podle ISO 10816-1 — třídy strojů I–IV (mm/s RMS)

Třída stroje	Zóna A Dobrý	Zóna B Přijatelný	Zóna C Výstraha	Zóna D Nebezpečí
Třída I Malé stroje ≤ 15 kW (čerpadla, ventilátory, kompresory)	≤ 0,71	0,71 – 1,8	1,8 – 4,5	> 4,5
Třída II Střední stroje 15–75 kW (bez speciálního základu)	≤ 1,12	1,12 – 2,8	2,8 – 7,1	> 7,1
Třída III Velké stroje > 75 kW (tuhý základ)	≤ 1,8	1,8 – 4,5	4,5 – 11,2	> 11,2
Třída IV Velké stroje > 75 kW (flexibilní základ, např. ocelový rám)	≤ 2,8	2,8 – 7,1	7,1 – 18	> 18

📌 Jak používat tuto tabulku

Krok 1: Určete třídu svého stroje podle výkonu a typu základu.
Krok 2: Změřte celkovou rychlost vibrací (mm/s RMS) na každém ložiskovém tělese v radiálním směru.
Krok 3: Najděte zónu. Zóna A = nově uvedené do provozu nebo vynikající. Zóna B = neomezený dlouhodobý provoz. Zóna C = přijatelné pouze po omezenou dobu – naplánujte údržbu. Zóna D = dochází k poškození – co nejdříve zastavte stroj.

Pamatujte: Trendy jsou důležitější než absolutní hodnoty. Stroj běžící na 2,4 mm/s (zóna B pro třídu II), který byl dříve na 1,2 mm/s, se zdvojnásobil — prošetřete příčinu, i když je to stále "přijatelné." Vibrometrický režim Balanset-1A (F5) zobrazuje celkovou rychlost V1s pro okamžité posouzení zóny.

⚠️ Norma ISO 10816 vs. norma ISO 20816

Norma ISO 10816 byla formálně nahrazena normou ISO 20816 (publikovanou v letech 2016–2022). Hranice zón zůstávají pro většinu typů strojů podobné, ale norma ISO 20816 přidává kritéria pro hodnocení výchylky vibrací a rozšiřuje části specifické pro daný stroj. V praxi zůstávají hodnoty normy ISO 10816 referenčním standardem v oboru. Jak Balanset-1A, tak většina průmyslových vibračních programů stále používají zóny normy ISO 10816.

Od měření k monitorování

Analýza trendů

Jedno spektrum je snímek. Síla vibrační analýzy je analýza trendů — sledování změn v čase.

Vytvořte základní linii: Změřte nové nebo prokazatelně funkční zařízení. Uložte spektra — přístroje Balanset-1A F6 — Reports archiv ukládá měření a HTML reporty.
Stanovte intervaly: Kritické: týdně. Standardní: měsíčně. Pomocné: čtvrtletně.
Zajistěte opakovatelnost: Stejné body, stejné směry, stejné provozní podmínky.
Sledování změn: Dvojnásobné zvýšení oproti výchozímu stavu je významné, i když se hodnota nachází v zóně ISO A.
Používejte měřicí trasy: přístroje Balanset-1A F9 — Route Inspection vede opakovatelná měřicí kola a sleduje trendy naměřených hodnot vůči zónám ISO 10816-1.

Rozhodovací algoritmus

Získejte kvalitní spektrum (F8 grafy, radiální + axiální).
Určete nejvyšší vrchol – to je dominantní problém.
Odpovídá typu poruchy:
- 1× dominuje → Nevyváženost → Vyvažování pomocí Balanset-1A.
- 2× dominuje + vysoká axiální → Nesouosost → Vyrovnejte hřídele.
- Mnoho harmonických → Vůle → Zkontrolujte a utáhněte.
- Nesynchronní vrcholy → Ložisko → Plán výměny.
- GMF + postranní pásma → Převodovka → Zkontrolujte olej, zkontrolujte převodovku.
Nejprve odstraňte dominantní závadu – sekundární příznaky často mizí.

← Zpět na Řešení

Často kladené otázky – Analýza vibrací

▸ Co je vibrační analýza?

Proces měření a interpretace mechanických kmitů pro diagnostiku poruch strojů bez nutnosti demontáže. FFT rozkládá komplexní vibrace na frekvenční složky. Každá závada vytváří charakteristický spektrální "otisk prstu" – nevyváženost při 1× ot./min, nesouosost při 2× ot./min, vůle jako více harmonických, vady ložisek při nesynchronních frekvencích.

▸ Jak poznám nevyváženost od nesouososti?

Nevyváženost: dominantní vrchol 1×, radiální, stabilní fáze, amplituda rostoucí s otáčkami (síla ∝ rychlost²). Nesprávné zarovnání: významné 2× (často ≥ 1×), vysoké axiální vibrace, fázový úhel 180° napříč spojkou.

▸ Jaké jsou frekvence vad ložisek?

Frekvence generované při průchodu valivých těles přes defekty. BPFO = vnější kroužek, BPFI = vnitřní kroužek, BSF = kulička/váleček, FTF = klec. NEJSOU to celočíselné násobky otáček hřídele. Použijte výše uvedenou kalkulačku frekvencí ložisek.

▸ Jaká je dobrá úroveň vibrací?

ISO 10816-1 zóny pro Třídu II (15–75 kW): A < 1.12, B < 2.8, C < 7.1, D > 7.1 mm/s RMS. Na trendech záleží více — 2násobný nárůst oproti výchozí hodnotě je významný i v Zóně A.

▸ Umí Balanset-1A provádět vibrační analýzu?

Ano. 2kanálový FFT spektrální analyzátor (F8 — Charts, záložka "F5-Spectrum (Hz)"), vibrometr (F5). Namontujte oba senzory radiálně+axiálně na jedno ložisko pro okamžitou detekci nesouososti.

▸ Časový průběh vs. FFT spektrum?

Tvar vlny ukazuje amplitudu v závislosti na čase – složité, když se překrývá více poruch. FFT se rozkládá na jednotlivé frekvence (jako hranol rozštěpující světlo). Každý vrchol spektra = jeden zdroj vibrací.

▸ Jak často bych měl měřit vibrace?

Kritické: týdně. Standardní: měsíčně. Pomocné: čtvrtletně. Po údržbě: okamžitě. Klíčová je konzistence – stejné body, směry, podmínky.

▸ Co způsobuje 0,5× (subharmonické) vibrace?

Silná mechanická vůle, olejový vír v radiálních ložiskách nebo prasklá hřídel. Vrcholy poloviční velikosti (0,5×, 1,5×) vznikají v důsledku nárazů při každé druhé otáčce. Vážný stav – nutná okamžitá pozornost.

Nejprve diagnostikujte – pak vyvažte

Balanset-1A je současně 2kanálový analyzátor vibrací a přesný terénní vyvažovač. Identifikujte závadu podle spektra a pak ji odstraňte — vše jedním přístrojem.

Procházet zařízení →

Analýza vibrací strojů – diagnostické spektrální signatury běžných poruch