Why Balancing Doesn't Reduce Vibration: 9 Causes and How to Fix Each One
Du kørte proceduren, installerede korrektionsvægten, og vibrationen er den samme. Eller værre. Instrumentet er ikke i stykker – problemet er noget, som balancering aldrig var designet til at reparere. Sådan finder du ud af, hvad det noget er.
Kerneproblemet: Balancering løser præcis én ting
Afbalancering korrigerer masseasymmetri i en roterende del. Det er det. Rotorens massecenter falder ikke sammen med dens rotationsakse, så hver omdrejning genererer en centrifugalkraft, der ryster maskinen. Korrektionslodder flytter massecenteret tilbage til aksen. Vibrationen falder.
But vibration in rotating machinery has many sources, and unbalance is only one of them. This guide covers the nine that most often make a balancing job fail: resonance, mechanical looseness, misalignment, a bent shaft, bearing defects, a dirty rotor, an undersized trial weight, an angle error, and thermal distortion. Most of them produce vibration that udseende like unbalance: it is synchronous or near-synchronous, it's periodic, and it shakes the machine in the radial direction. The frustrating part is that adding correction weights to a machine suffering from looseness or resonance doesn't just fail — it can make things worse.
Balanset-1A is a balancer, but it's also a vibration analyzer with FFT spectrum analysis (F8 – Charts) and a vibration meter (F5 – Vibration Meter). These diagnostic tools are the key to identifying which of the nine causes you're actually dealing with — before you waste time on trial weights.
Den "falske ubalance" - 5 fejl, der efterligner den
Resonans
Operating speed matches the structure's natural frequency. A small unbalance force gets amplified many times. Phase wanders even while the RPM readout looks steady — real drives never hold speed perfectly, and near a resonance a fraction of a percent of speed change is enough to move the phase. This is the diagnostic clue. The Balanset-1A cannot calculate a consistent correction angle because the angle keeps changing.
Mekanisk løshed
Løse bolte, blød fod, revnede bundplader, slidte lejesæder. Maskinresponsen bliver ikke-lineær – når man tilføjer en prøvevægt, "bevæger" systemet sig anderledes, end matematikken forventer. Indflydelseskoefficienterne er forkerte, så korrektionen er forkert.
Fejljustering
Vinkel- eller forskudt forskydning mellem drivaksel og drevet aksel. Skaber kræfter, der efterligner ubalance, men har en stærk 2× komponent. Hvis den aksiale vibration overstiger ca. 50% radial, skal der mistænkes forskydning, før der forsøges at afbalancere.
Bøjet skaft
Geometric eccentricity that doesn't behave like simple mass asymmetry. The rotor does respond to a trial weight, but the balance holds only at the speed where it was done — at any other speed vibration is worse and shaft stress increases. Check runout with a dial indicator — if it exceeds 0.02–0.05 mm, straighten or replace.
Lejefejl
Damaged rolling elements, pitted races, or loose outer rings. Creates vibration at bearing defect frequencies, which are non-integer multiples of shaft speed — typically 3×–12× for BPFO/BPFI, so they can sit right among the low-order harmonics. What identifies them is that the peak does not land exactly on 2×, 3×, or 4×. Balancing has no effect; replace the bearing. The Balanset-1A measures vibration velocity in the 5–1000 Hz band (no envelope analysis), so it shows developed defects, not early-stage ones.
Teknikeren, der bliver ved med at tilføje prøvelodder til en løs maskine, forårsager mest skade. Hver iteration ændrer responsen uforudsigeligt. Efter tre eller fire mislykkede forsøg er der korrektionslodder fra tidligere kørsler svejset på tilfældige positioner, hvilket gør fremtidig afbalancering endnu vanskeligere. Rule: if the first trial weight doesn't produce a clean, repeatable change (≥20–30% in amplitude or ≥20–30° in phase), stop. Diagnose before adding more metal.
Resonans: Fælden, der fanger alle mindst én gang
Near resonance, the phase angle between the unbalance force and the vibration response shifts rapidly with tiny speed changes. If the machine runs at 1,480 RPM and the structural naturlig frekvens is at 1,500 RPM, a 1% speed drift can swing the phase by roughly 10–35°, depending on how lightly the structure is damped (the lighter the damping, the sharper the swing). The balancing software sees a different angle every run and computes a different correction every time.
The first test is simple: open the Balanset-1A's Vibration Meter (F5 from the main screen), hold a constant speed and watch the phase — on screen, V1s= is the broadband RMS, V1o= the 1× component, and F1= is the 1× phase in degrees (not a function key). If the phase wanders more than 10–20° while the RPM readout is stable, you're near resonance. The Polar tab makes the drift visible: add each new reading as a point on the polar plot and watch the cluster smear. The fix is not more trial weights — it's either changing the operating speed (run at a different RPM) or modifying the structure's stiffness or mass to shift the natural frequency away from running speed.
The definitive test is a bump test or a coast-down, and the Balanset-1A has a built-in Bump Test mode: strike the housing with a soft hammer while the machine is stopped, and the software shows the structure's natural frequency along with the ring-down decay. Compare it with your running speed — if they are within a few percent, no amount of trial weights will help. On a coast-down, a resonance shows a clear amplitude peak with a ~90° phase shift at that speed.
Løshed: den der bryder matematikken
Balanceringsmatematik er lineær algebra. Den antager, at en fordobling af ubalancekraften fordobler vibrationsresponsen. Løshed bryder med denne antagelse. En løs lejepiedestal kan være stiv i én retning, men slap i en anden. En blød fod løfter maskinen fra en montering ved en bestemt vibrationsamplitude, hvilket ændrer den effektive stivhed midt i cyklussen.
Before balancing any machine, check: all anchor bolts torqued, no soft foot (feeler gauge under each foot), no cracks in the baseplate, no play in bearing pedestals. If the Balanset-1A shows a "forest" of harmonics instead of a clean 1× peak — the F4-Harmonics (1x..Nx) tab in F8 – Charts displays the 1× to N× amplitudes directly — fix the structure first.
Forkert justering: 2× signaturen
Forkert koblingsjustering producerer primært kræfter ved 2× omdr./min. (og nogle gange 3×). Hvis Balanset-1A FFT'en viser en stærk 2× komponent – især kombineret med høj aksial vibration – er justering problemet, ikke balance. Laserjuster først akslerne. Kontroller derefter, om balancering stadig er nødvendig. Ofte er det ikke tilfældet.
Rotortilstand: Beskidte impeller og bøjede aksler
Problemet med den beskidte rotor
Støv, produktophobning, kalkaflejringer, korrosion – alt dette på ventilatorblade, pumpehjul eller centrifugerotorer skaber ujævn massefordeling. Maskinen vibrerer. Fristelsen er at afbalancere den "som den er" og vende tilbage til produktionen.
Lad være. Balanset-1A vil producere en korrektionsløsning til en snavset rotor. Den ved ikke, at rotoren er snavset - den måler kun vibrationer og beregner. Men disse aflejringer skaller af under drift. I en ventilator, der behandler varm gas, falder et stykke af skalaen klokken 2 om natten om lørdagen. Nu er rotoren øjeblikkeligt ude af balance - bare værre, fordi dine korrektionsvægte kompenserede for det snavs, der lige faldt af. Vægtene er nu kilden til ubalance.
Hvis du har afbalanceret en snavset rotor og derefter renset den, kommer vibrationen straks tilbage. Du har fjernet den masse, du kompenserede for, og korrektionsvægtene forbliver. Løsningen: fjern alle gamle korrektionsvægte, rengør rotoren grundigt, og afbalancer derefter forfra. Betragt rengøring som trin nul, ikke en eftertanke.
Bøjede aksler: hvorfor tunge vægte ved én hastighed ikke hjælper
En bøjet aksel skaber excentricitet – det geometriske centrum matcher ikke rotationscentret. Dette ligner ubalance ved 1× omdr./min. Den afgørende forskel: en bøjet aksel producerer vibrationer, der er hastighedsafhængige på en måde, som simpel ubalance ikke er. Man kan nogle gange reducere vibrationer ved en bestemt hastighed med en stor korrektionsvægt, men ved enhver anden hastighed er vibrationen værre. Og akselspændingen øges, hvilket forkorter lejets og koblingens levetid.
Verifikationen er mekanisk: mål kast med en måleur, mens akslen drejes langsomt i hånden. Hvis det samlede angivne kast (TIR) overstiger maskinens tolerance – typisk 0,02-0,05 mm for præcisionsrotorer, op til 0,1 mm for tung industri – skal akslen rettes ud eller udskiftes. Afbalancering kan ikke fikse geometrien.
Procedurefejl: Prøvevægt, vinkel og temperatur
Nogle gange er maskinen i orden, og fejlen ligger i proceduren. Det er disse fejl, der får teknikere til at tro, at "instrumentet er i stykker", når inputdataene faktisk er forkerte.
Prøvevægt for lille
Balanset-1A lærer systemet at kende ved at måle, hvordan det reagerer på en kendt prøvevægt. Hvis prøvevægten er for lille, bliver ændringen i amplitude og fase skjult i målestøjen. Softwaren beregner påvirkningskoefficienter ud fra støjen, og den resulterende korrektion er i det væsentlige tilfældig.
Target: the trial weight should change amplitude by at least 20–30% or phase by at least 20–30°. If you add 10 g and the reading barely moves, try 20 g or 30 g. Start conservatively, but don't be afraid to go bigger if needed. The math needs a clear signal. You don't have to guess the starting mass: after Run 0 the Balanset-1A software offers a First Trial Weight Estimator that computes both the trial mass and the installation angle.
How big should a trial weight be?
A safe starting point is a weight whose centrifugal force stays within 5–10% of the rotor weight. As a formula:
mprøve = k · M · g / (R · ω²), k = 0.05–0.10
hvor M is the rotor mass (kg), g = 9.81 m/s², R is the mounting radius of the weight (m), and ω = 2π·RPM/60 (rad/s). Example: a 50 kg rotor at 3,000 rpm with the weight at R = 0.2 m gives m ≈ 0.07·50·9.81/(0.2·314²) ≈ 1.7 g — grams, not hundreds of grams. That looks surprisingly small for a 50 kg rotor, but check the force: at 3,000 rpm those 1.7 g already pull F = m·R·ω² ≈ 34 N — about 7% of the rotor's weight. Starting small is the point: stepping up is cheap, while an oversized weight is a real load on bearings and welds. The same force check works in reverse for any weight you are about to bolt on.
You don't have to compute this by hand: the Balanset software includes a First Trial Weight Estimator that recommends both the mass and the starting angle from your rotor data, and a Bumptest to check that you are not working near a natural frequency.
A good trial weight changes the reading by at least 20–30% in amplitude or 20–30° in phase. If the response is smaller, increase the weight stepwise — never jump straight to a heavy weight "to see something happen."
Fejl i vinkelmåling
Balancering er vektormatematik. En 10 g vægt i den rette vinkel ophæver ubalancen. De samme 10 g ved 180° fra den rette vinkel fordobler the unbalance. How bad an angle error is, exactly: the residual after a correction placed θ off target is 2·U·sin(θ/2) of the original unbalance U. 20° off leaves 35%, 45° off leaves 77% — still an improvement. At 60° you are back where you started, and beyond 60° the machine is worse than before you touched it.
Two common errors easily cost more than 60°: measuring the angle in the wrong direction — with the Balanset-1A the correction angle is always measured from the trial weight position in the direction of rotation, and for rotors that turn counter-clockwise as seen from the sensor there is a mirror option on the polar diagram — and moving the tachometer or reflective mark between runs, which shifts the zero reference.
Begge er stille dræbere — softwaren viser en sikker korrektion, du installerer den, og vibrationen stiger. Hvis vibrationen steg efter installation af den beregnede korrektion, er det første, du skal kontrollere, om vinklen blev målt i den korrekte retning.
Termisk forvrængning: problemet med "det var fint i morges"
En motor, der er afbalanceret ved en viklingstemperatur på 20 °C, kan vibrere kraftigt ved 80 °C. Varmgasventilatorer, der håndterer procesgas på 200-400 °C, udvikler termisk bøjning — akslen eller impelleren vrider sig en smule, når temperaturen stiger, hvilket forskyder massefordelingen. Den balance, der opnås med kold motor, forsvinder, når den er varm.
Løsningen: Kør maskinen til termisk stabil tilstand (fuld driftstemperatur, stabile forhold) før den endelige trimbalancekørsel. Balancer "varm" for maskiner, der kører varmt. Hvis maskinen har betydelige vibrationsændringer fra kold til varm, skal begge forhold dokumenteres - nogle kunder accepterer højere koldstartsvibrationer velvidende at de falder, når maskinen varmes op.
Diagnosticér først. Så balancer.
Balanset-1A includes FFT spectrum analysis + vibrometer mode + 1/2-plane balancing. One device for diagnostics and correction. No separate analyzer needed for unbalance, looseness, misalignment, and resonance diagnostics.
Beslutningstabel: Hvad fortæller spektret dig?
Open F8 – Charts in the Balanset-1A software and switch to the F5-Spectrum (Hz) tab. Look at the peaks. Match the pattern to the fault.
| Spektrummønster | Faseadfærd | Mest sandsynlige skyld | Handling |
|---|---|---|---|
| Ren 1× peak, ingen andre harmoniske | Stabil | Ubalance | Fortsæt med afbalanceringen |
| Strong 1×, phase wanders ±10–20° while RPM reads steady | Ustabil | Resonans | Ændr hastighed eller modificer struktur |
| Mange harmoniske: 2×, 3×, 4×, subharmoniske | Uregelmæssig | Mekanisk løshed | Spænd, fastgør den bløde fod, inspicer basen |
| Stærk 2× + forhøjet aksial vibration | Stabil | Fejljustering | Laserjuster aksler |
| Strong 1× (+2×), axial 1× at the coupling; balance holds only at one speed | Stabil | Bøjet skaft | Kontrollér kast, ret/udskift |
| Peaks at non-integer multiples of 1× (bearing defect frequencies) | Ikke tilgængelig | Lejefejl | Udskift leje |
| Clean 1×, balance drifts back within weeks | Stabil | Dirty rotor | Clean to bare metal, remove old weights, rebalance |
| Trial weight changes amplitude by under 20–30% and phase by under 20–30° | Barely changes | Prøvevægt for lille | Increase the trial mass — use the First Trial Weight Estimator |
| 1× peak, der forskydes efter opvarmning | Skifter med temperaturen | Termisk forvrængning | Balance ved driftstemperatur |
| 1× men korrektion gør det værre | Stabil | Vinkelfejl | Bekræft rotationsretning og reference |
Before starting any balancing job, spend 5 minutes in the spectrum (F8 – Charts → F5-Spectrum (Hz)). If the spectrum shows a clean 1× peak with stable phase — proceed. If it shows anything else — diagnose first. This single habit eliminates the majority of failed balancing attempts. Five minutes of spectrum analysis saves an hour of futile trial weight runs.
Feltrapport: Fanen der blev ved med at komme tilbage
Et kornforarbejdningsanlæg ringede om en stor induceret ventilator på 45 kW, der kørte med 1.470 omdr./min. De havde afbalanceret den tre gange på seks måneder. Hver gang faldt vibrationen til omkring 2 mm/s, og inden for 3-4 uger steg den tilbage til over 8 mm/s. Den tidligere tekniker havde svejset korrektionslodder efter hver afbalancering – tre sæt fra tre separate besøg, alle stadig på impelleren.
First thing I did was open the Balanset-1A spectrum (F8 – Charts). The FFT showed a clean 1× peak at 24.5 Hz (shaft speed) — so it looked like unbalance. Phase was stable. No looseness. No misalignment signature. That part checked out.
Så kiggede jeg på impelleren. Et kraftigt lag af kornstøv, 3-5 mm tykt, ujævnt fordelt. Den forrige tekniker havde balanceret mod støvet hver gang. Støvet ophobede sig, flyttede sig, faldt delvist af – og vibrationen vendte tilbage. Korrektionslodderne fra tre besøg kæmpede nu mod hinanden.
Vi fjernede alle tidligere korrektionslodder (tre sæt, 11 lodder i alt). Rengjorde impelleren til bart metal. Afbalancerede fra bunden. Enkelt 2-plans korrektion: 22 g foran, 15 g bagpå.
45 kW ID-blæser, 1.470 o/min, kornforarbejdning — afbalanceret 3× på 6 måneder
Grundårsag: afbalancering mod støvaflejringer, der forskyder sig over tid. Tre tidligere korrektionsvægtsæt fjernet. Impeller rengjort til bart metal. Ny 2-plans afbalancering.
The plant installed a monthly cleaning schedule for the impeller. Vibration was 0.9 mm/s right after the job and 1.1 mm/s six months later — no rebalance needed. The three previous visits — removal of old weights, welding, measurement — cost more in total than a single correct diagnosis would have.
For context: a 45 kW machine falls into ISO 10816-1 Class II (medium machines, 15–75 kW), where the vibration severity zone boundaries are 1.12 / 2.80 / 7.10 mm/s RMS (A/B, B/C, C/D). The original 8.4 mm/s was deep in zone D — vibration severe enough to cause damage — while both 0.9 and 1.1 mm/s sit in zone A, the as-new range. See our Vibrationsstyrkeskema for other machine classes.
Tjekliste før afbalancering
Før du placerer en prøvevægt på en maskine, skal du kontrollere alle punkter på denne liste. Hvis en kontrol fejler, skal du først rette den. At afbalancere en maskine, der ikke fejler en af disse kontroller, er spild af tid.
- 1Er rotoren ren?Bart metal. Intet støv, ingen aflejringer, ingen produktophobning. Hvis du ikke kan rengøre det, skal du dokumentere risikoen og fortælle kunden, at balancen muligvis ikke holder.
- 2Lige skaft?Kontrol af måleur. TIR inden for maskinens tolerance (0,02-0,05 mm for præcision, 0,1 mm for tung industri). Hvis den er ude, skal den rettes eller udskiftes.
- 3Ingen løshed?Alle bolte er spændt. Følerblad under hver fod — ingen blød fod. Ingen revner i bundpladen. Lejesøjlerne er solide. Spektrum: ingen "skov" af harmoniske.
- 4Er justeringen acceptabel?Axial vibration less than 50% of radial. The Balanset-1A's two channels normally mount radially — turn one sensor to the axial direction for a separate run to check this. No strong 2× in spectrum. If suspect, laser-align first.
- 5Ikke i nærheden af resonans?Phase stable — wandering less than ±10–20° while the RPM readout looks steady. If it wanders more, run the built-in Bump Test; change speed or modify structure before balancing.
- 6Ved driftstemperatur?For maskiner, der kører varmt: balance ved termisk stabil tilstand, ikke kold. Hvis forskellen mellem koldt/varmt er betydelig, skal begge dokumenteres.
- 7Omdrejningstæller og reference fikset?Reflekterende mærke på plads. Omdrejningstæller fastgjort. Vinkelretning verificeret (med eller mod rotation). Flyt ikke nogen reference efter første kørsel.
- 8Acceptance criterion agreed?Know the ISO 10816 zone limit for the machine before you start, and the residual-unbalance grade G (ISO 1940-1, now ISO 21940-11) you are aiming at. The Balanset-1A software has both built in: an ISO 1940 tolerance calculator on the plane panel and ISO 10816-1 machine classes in the route/trend module.
Ofte stillede spørgsmål
Stop med at gætte. Begynd at diagnosticere.
Balanset-1A: FFT-spektrum + vibrometer + 2-plans afbalancering i ét sæt. Diagnosticer den egentlige fejl, reparer den, verificer. Sendes over hele verden med DHL. 2 års garanti. Ingen abonnementer.
0 Comments