Vibrationsanalyse er en nøgleteknik til diagnosticering af maskiners tekniske tilstand. Forskellige maskinfejl producerer karakteristiske mønstre i vibrationsfrekvensspektret. Ved at undersøge frekvensspektret for maskinvibrationer (typisk via FFT-analyse) kan man identificere specifikke defekttyper. Nedenfor præsenteres almindelige defektkategorier (ubalance, forskydning, løshed, lejefejl, gearfejl) i tabeller. Hver tabel skitserer undertyper af fejlen, der beskriver deres typiske vibrationsspektrum, de observerede spektrale komponenter, nøgleidentificerende træk og en illustrativ spektrumgraf (indlejret som SVG). Alle frekvensreferencer bruger multipla af driftshastigheden (f.eks. "1×" = frekvens pr. omdrejning).
Ubalance
| Fejltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse af spektrale komponenter | Nøglefunktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Statisk ubalance (Et-plan) | Spektret domineres af en enkelt top ved den grundlæggende driftshastighed (1× RPM):. Vibrationen er sinusformet med minimal energi ved andre frekvenser. | Primært en stærk 1× rotationsfrekvenskomponent. Få til ingen højere harmoniske (en ren 1× tone):. | Stor 1× amplitude i alle radiale retninger: vibration ved begge lejer er i fase (ingen faseforskel mellem de to ender):. Der observeres ofte en faseforskydning på cirka 90° mellem vandrette og lodrette målinger ved det samme leje:. | |
| Dynamisk ubalance (To-plan/Par) | Spektret viser også en dominerende frekvenstop én gang pr. omdrejning (1×), svarende til statisk ubalance. Vibration er ved rotationshastigheden uden signifikant indhold af højere frekvenser, hvis ubalance er det eneste problem. | Dominerende 1× RPM-komponent (ofte med en "svajning" eller slingren i rotoren): Højere harmoniske er generelt fraværende, medmindre andre fejl er til stede. | 1× vibration ved hvert leje er ude af fase – der er en faseforskel på omkring 180° mellem vibrationerne i rotorens to ender: (hvilket indikerer en ubalance i parret). Den stærke 1×-top med dette faseforhold er et tegn på dynamisk ubalance. |
Forskydning
| Fejltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse af spektrale komponenter | Nøglefunktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Parallel forskydning (Forskudte aksler) | Vibrationsspektret udviser forhøjet energi ved den grundlæggende (1×) og dens harmoniske 2× og 3× driftshastighed, især i radial retning. Typisk er 1×-komponenten dominerende med tilstedeværende forskydning, ledsaget af en bemærkelsesværdig 2×-komponent. | Indeholder signifikante toppe ved 1×, 2× og 3× akselrotationsfrekvenser. Disse forekommer overvejende i radiale vibrationsmålinger (vinkelret på akslen):. | Høje 1× og 2× vibrationer i radial retning er indikative. En faseforskel på 180° mellem radiale vibrationsmålinger på modsatte sider af koblingen observeres ofte, hvilket adskiller det fra ren ubalance. | |
| Vinkelforskydning (Skrå aksler) | Frekvensspektret viser stærke harmoniske overtoner i akselhastigheden, især en fremtrædende 2× driftshastighedskomponent ud over 1×: Vibration ved 1×, 2× (og ofte 3×) forekommer, hvor aksial (langs aksel) vibration er betydelig. | Bemærkelsesværdige toppe ved 1× og 2× (og nogle gange 3×) driftshastighed: 2×-komponenten er ofte lige så stor som eller større end 1×. Disse frekvenser er udtalte i det aksiale vibrationsspektrum (langs maskinens akse): | Relativt høj anden harmonisk (2×) amplitude sammenlignet med 1×, kombineret med stærk aksial vibration. Aksiale målinger på begge sider af koblingen er 180° ude af fase, et kendetegn ved vinkelforskydning. |
Løshed
| Fejltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse af spektrale komponenter | Nøglefunktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Mekanisk løshed (Komponentløshed) | Spektret er rigt på harmoniske frekvenser for løbehastigheden. En bred vifte af heltallige multipla af 1× (fra 1× op til højere ordener såsom ~10×) optræder med betydelige amplituder. I fremskredne tilfælde kan der også opstå subharmoniske frekvenser (f.eks. 0,5×). | Flere hastighedsoversvingninger dominerer (1×, 2×, 3× … op til omkring 10×). Lejlighedsvis kan fraktionerede (halvordens) frekvenskomponenter ved 1/2×, 3/2× osv. være til stede på grund af gentagne stød. | En karakteristisk "harmonisk serie" af toppe i spektret – talrige ligeligt fordelte toppe ved heltalsmultipla af rotationsfrekvensen. Dette indikerer løse eller forkert monterede dele, der forårsager gentagne stød. Tilstedeværelsen af mange harmoniske (og muligvis subharmoniske af halv orden) er en toneartsignatur. | |
| Strukturel løshed (Løshed i base/montering) | Vibrationsspektret domineres ofte af en eller to gange driftshastigheden. Almindeligvis vil en top ved 1× RPM og/eller en top ved 2× RPM forekomme i spektret. Højere harmoniske over 2× har normalt en meget lavere amplitude sammenlignet med disse grundværdier. | Viser primært frekvenskomponenter ved 1× og 2× akselhastigheden. Andre harmoniske (3×, 4× osv.) er generelt fraværende eller mindre. 1×- eller 2×-komponenten kan være dominerende afhængigt af løshedens art (f.eks. et slag pr. omdrejning eller to slag pr. omdrejning). | En bemærkelsesværdig høj 1× eller 2× top (eller begge) i forhold til resten af spektret, hvilket indikerer løshed i understøtninger eller struktur. Ofte er vibrationen stærkere i lodret retning, hvis maskinen er løst monteret. En eller to dominerende lavordenstoppe med få højere harmoniske er karakteristisk for strukturel eller fundamental løshed. |
Lejefejl
| Fejltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse af spektrale komponenter | Nøglefunktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Ydre racefejl | Vibrationsspektret udviser en række toppe svarende til den ydre løbefejlfrekvens og dens harmoniske. Disse toppe er normalt ved højere frekvenser (ikke heltalsmultipla af akselrotationen) og indikerer hver gang et rulleelement passerer over den ydre løbefejl. | Der er flere harmoniske overtoner i den ydre løbebanes kuglepasseringsfrekvens (BPFO). Typisk kan 8-10 harmoniske BPFO observeres i spektret for en udtalt ydre løbebanefejl. Afstanden mellem disse toppe er lig med BPFO (en karakteristisk frekvens bestemt af lejegeometri og hastighed). | Et tydeligt tog af toppe ved BPFO og dens successive harmoniske er kendetegnende. Tilstedeværelsen af talrige jævnt fordelte højfrekvente toppe (BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO, ...) peger tydeligt på en defekt i det ydre leje. | |
| Indre racefejl | Spektret for en indre løbebaneforkastning viser adskillige fremtrædende toppe ved den indre løbebaneforkastningsfrekvens og dens harmoniske. Derudover er hver af disse forkastningsfrekvenstoppe typisk ledsaget af sidebåndstoppe fordelt ved driftshastighedsfrekvensen (1×). | Indeholder flere harmoniske af den indre løbebanes kuglepasfrekvens (BPFI), ofte i størrelsesordenen 8-10 harmoniske. Karakteristisk moduleres disse BPFI-toppe af sidebånd ved ±1× RPM – hvilket betyder, at der ved siden af hver BPFI-harmoniske vises mindre sidetoppe, adskilt fra hovedtoppen med et beløb svarende til akselrotationsfrekvensen. | Det afslørende tegn er tilstedeværelsen af BPFI-harmoniske (indre ringfejlfrekvens) med et sidebåndsmønster. Sidebåndene, der er fordelt med akselhastigheden omkring BPFI-harmonikerne, indikerer, at den indre ringfejl belastes én gang pr. omdrejning, hvilket bekræfter et problem med den indre ring snarere end den ydre ring. | |
| Defekt i rulleelement (Kugle/Rulle) | En defekt på et rulleelement (kugle eller rulle) producerer vibrationer ved rulleelementets omdrejningsfrekvens og dets harmoniske. Spektret vil vise en række toppe, der ikke er heltalsmultipla af akselhastigheden, men snarere multipla af kuglens/rullens omdrejningsfrekvens (BSF). En af disse harmoniske toppe er ofte betydeligt større end de andre, hvilket afspejler, hvor mange rulleelementer der er beskadiget. | Toppe ved den grundlæggende rulleelementfejlfrekvens (BSF) og dens harmoniske. For eksempel vil BSF, 2×BSF, 3×BSF osv. forekomme. Det er værd at bemærke, at amplitudemønsteret for disse toppe kan indikere antallet af beskadigede elementer – f.eks. hvis den anden harmoniske er størst, kan det tyde på, at to kugler/ruller har afskalning. Ofte ledsages dette af vibrationer ved løbebanens fejlfrekvenser, da skader på rulleelementer ofte også fører til skader på løbebanen. | Tilstedeværelsen af en række toppe adskilt af BSF (lejeelementets rotationsfrekvens) snarere end af akselrotationsfrekvensen identificerer en defekt i rulleelementet. En særlig høj amplitude af den N'te harmoniske i BSF antyder ofte, at N elementer er beskadiget (f.eks. kan en meget høj 2×BSF-top indikere to kugler med defekter). | |
| Burdefekt (Lejebur / FTF) | En bur- (separator-) defekt i et rulleleje forårsager vibrationer ved burets rotationsfrekvens – Fundamental Train Frequency (FTF) – og dens harmoniske. Disse frekvenser er normalt subsynkrone (under akselhastigheden). Spektret vil vise toppe ved FTF, 2×FTF, 3×FTF osv., og ofte en vis interaktion med andre lejefrekvenser på grund af modulation. | Lavfrekvente toppe svarende til burets rotationsfrekvens (FTF) og heltalsmultipla af den. For eksempel, hvis FTF ≈ 0,4× akselhastighed, kan du se toppe ved ~0,4×, ~0,8×, ~1,2× osv. I mange tilfælde eksisterer en burdefekt samtidig med racedefekter, så FTF'en kan modulere racedefektsignaler og producere sum-/differensfrekvenser (sidebånd omkring racefrekvenser). | En eller flere subharmoniske toppe (under 1×), der stemmer overens med lejeburets rotationshastighed (FTF), er tegn på et burproblem. Dette optræder ofte sammen med andre indikationer af lejefejl. Nøglesignaturen er tilstedeværelsen af FTF og dens harmoniske i spektret, hvilket ellers er usædvanligt, medmindre buret svigter. |
Gearfejl
| Fejltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse af spektrale komponenter | Nøglefunktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Gearets excentricitet / bøjet aksel | Denne fejl forårsager modulering af gearets indgrebsvibrationer. I spektret er gearets indgrebsfrekvens (GMF)-toppen omgivet af sidebånds-toppe med afstand mellem gearets akselrotationsfrekvens (1× gearets omdrejningstal). Ofte er gearets egen 1× driftshastighedsvibration også forhøjet på grund af den ubalancelignende effekt af excentricitet. | Bemærkelsesværdig stigning i amplitude ved gearets netfrekvens og dens lavere harmoniske (f.eks. 1×, 2×, 3× GMF). Tydelige sidebånd vises omkring GMF'en (og nogle gange omkring dens harmoniske) med intervaller lig med 1× rotationshastigheden for det berørte gear. Tilstedeværelsen af disse sidebånd indikerer amplitudemodulation af netfrekvensen ved gearets rotation. | Tandhjulsindgrebsfrekvens med udtalte sidebånd ved 1× tandhjulsfrekvens er det karakteristiske træk. Dette sidebåndsmønster (toppe ligeligt fordelt omkring GMF i forhold til driftshastigheden) indikerer stærkt tandhjulets excentricitet eller en bøjet tandhjulsaksel. Derudover kan tandhjulets grundlæggende (1×) vibration være højere end normalt. | |
| Slid eller beskadigelse af tandhjulet | Fejl i tandhjulet (såsom slidte eller knækkede tænder) forårsager en stigning i vibrationer ved gearets indgrebsfrekvens og dens harmoniske overtoner. Spektret viser ofte flere GMF-toppe (1×GMF, 2×GMF osv.) med høj amplitude. Derudover optræder der adskillige sidebåndsfrekvenser omkring disse GMF-toppe, fordelt med akslens rotationsfrekvens. I nogle tilfælde kan man også observere excitation af gearets naturlige frekvenser (resonanser) med sidebånd. | Forhøjede toppe ved gearets indgrebsfrekvens (tandindgrebsfrekvens) og dens harmoniske (for eksempel 2×GMF). Omkring hver større GMF-harmoniske er der sidebåndstoppe adskilt af 1× driftshastighed. Antallet og størrelsen af sidebånd omkring 1×, 2×, 3× GMF-komponenterne har en tendens til at stige med sværhedsgraden af tandskaden. I alvorlige tilfælde kan yderligere toppe svarende til gearets resonansfrekvenser (med deres egne sidebånd) forekomme. | Flere højamplitude-gearindgrebsfrekvensharmoniske ledsaget af tætte sidebåndsmønstre er kendetegnende. Dette indikerer uregelmæssig tandpassage på grund af slid eller en knækket tand. Et stærkt slidt eller beskadiget gear vil vise omfattende sidebånd (ved intervaller på 1× gearhastighed) omkring indgrebsfrekvenstoppene, hvilket adskiller det fra et sundt gear (som ville have et renere spektrum koncentreret ved GMF). |
DA 
EN 
BG 
ZH 
HR 
CS 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UK 
VI
0 Kommentarer