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Defektfrequenzrechner für Rollenketten
Berechnung der Zahneingriffsfrequenz, der Kettengliedfrequenz, der Antriebsdrehzahl und der Oberschwingungen für Rollenketten-Antriebssysteme.
Ergebnisse
Zahneingriffsharmonische
| Harmonisch | Frequenz (Hz) | CPM | Hinweis |
|---|
Zahneingriffsfrequenz
Die Zahneingriffsfrequenz (TMF) ist die Rate, mit der Kettenglieder in die Zähne des Kettenrads eingreifen:
- Z₁ — Anzahl der Zähne am Antriebsritzel
- n₁ — Drehzahl der Antriebswelle (U/min)
Kettengliedfrequenz
Die Frequenz eines Kettenglieds entspricht einer vollständigen Umdrehung der Kettenschleife:
- NLinks — Gesamtzahl der Kettenglieder
Abtriebsdrehzahl
Vibrationsindikatoren
| Frequenz | Quelle | Anzeige |
|---|---|---|
| 1× TMF | Zahneingriff | Normaler Kettenbetrieb, polygonaler Effekt |
| 2×, 3× TMF | Harmonische | Kettenverschleiß, abgenutzte Ritzelzähne, übermäßiges Spiel |
| 1× Kettengliedfrequenz | Kettenumlauf | Einzelnes defektes Glied, klemmendes Glied |
| Seitenbänder um TMF | Modulation | Abgenutzte/verlängerte Kette, Fehlausrichtung |
Gegeben: Z₁ = 17, Z₂ = 51, Links = 120, n₁ = 1450 U/min
TMF = 17 × 1450 / 60 = 410,83 Hz
Kettenfrequenz = 17 × 1450 / (60 × 120) = 3,42 Hz
Angetriebene Geschwindigkeit = 1450 × 17/51 = 483,3 U/min
Geschwindigkeitsverhältnis = 17/51 = 0.333
⚠️ Hinweis: Bei Kettenrädern mit weniger als 21 Zähnen wird der Polygon- (Sehnen-)Effekt signifikant und führt selbst bei intakten Kettenantrieben zu höheren TMF-Oberschwingungen. Verwenden Sie Kettenräder mit 21 oder mehr Zähnen, wenn ein ruhiger Lauf unerlässlich ist.
Die Zahneingriffsfrequenz (TMF) ist die Frequenz, mit der die Kettenglieder in die Zähne des Kettenrads eingreifen. Sie entspricht der Zähnezahl des antreibenden Kettenrads multipliziert mit der Wellendrehfrequenz: TMF = Z₁ × RPM / 60.
Diese Frequenz ist eine dominante Schwingungsquelle bei Kettentrieben, und ihre Amplitude steigt bei verschlissenen oder beschädigten Zähnen an.
Die Kettenumlauffrequenz ist die Frequenz, mit der der gesamte Kettenstrang einen vollständigen Umlauf ausführt. Sie ergibt sich aus der Zahneingriffsfrequenz geteilt durch die Gesamtgliederzahl:
fchain = Z₁ × RPM / (60 × Nlinks)
Ein Defekt an einem einzelnen Kettenglied (steifes Gelenk, beschädigte Rolle) erzeugt Schwingungen genau bei dieser Frequenz.
Kettenverschleiß erhöht typischerweise die Amplitude der Zahneingriffsfrequenz (TMF) und ihrer Harmonischen (2×, 3×, 4× TMF). Wichtige Diagnosemerkmale:
- Ansteigende TMF-Harmonische — Kettenlängung, verschlissene Kettenradzähne
- Seitenbänder um die TMF im Abstand der Kettenumlauffrequenz — Modulation durch Kettenschäden
- Anstieg des breitbandigen Rauschens — starker Verschleiß, zu lockere Kette
- Spitze bei 1× Kettenumlauffrequenz — einzelnes defektes oder schwergängiges Kettenglied
Häufige Ursachen sind:
- Kettenverschleiß und Kettenlängung (Teilungsvergrößerung)
- Fluchtungsfehler der Kettenräder
- Falsche Kettenspannung (zu straff oder zu locker)
- Verschlissene Kettenradzähne (hakenförmiges Zahnprofil)
- Beschädigte oder schwergängige Kettenglieder
- Polygoneffekt — prinzipbedingt bei Kettentrieben
Der Polygoneffekt entsteht dadurch, dass eine Kette das Kettenrad nicht als idealen Kreis, sondern als Vieleck (Polygon) umschlingt. Dies verursacht periodische Geschwindigkeits- und Drehzahlschwankungen mit der Zahneingriffsfrequenz.
Der Effekt ist umso stärker ausgeprägt, je kleiner die Zähnezahl des Kettenrads ist. Der Einsatz von Kettenrädern mit 21 oder mehr Zähnen reduziert den Polygoneffekt deutlich. Die Geschwindigkeitsschwankung beträgt näherungsweise ±(1 − cos(180°/Z)) × 100%.
Die auf dieser Seite beschriebenen Verfahren wurden vom Vibromera-Team entwickelt und im Praxiseinsatz getestet, unter Verwendung des Balanset-1A, eines tragbaren Zweikanal-Auswuchtgeräts und Schwingungsanalysators für die Vor-Ort-Rotorauswuchtung.
Professionelle Schwingungsanalysegeräte und -software. Diagnose von Kettenantriebsproblemen vor Ort. Im Einsatz in über 50 Ländern.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ist Schwingungsanalyse-Ingenieur sowie Gründer und Geschäftsführer von Vibromera. Seit mehr als 15 Jahren wuchtet er rotierende Maschinen direkt vor Ort aus statt auf dem Prüfstand: Mulchgeräte, Industrieventilatoren, Brecher, Zentrifugen, Wellen und Spindeln. Aus dieser Arbeit sind die Balanset-Geräte entstanden — sie wurden als Werkzeug konzipiert, das ein Fachmann zur Maschine mitnehmen und dort allein einsetzen kann, nicht als Laborausrüstung. Vibromera wurde 2017 gegründet und hat seinen Sitz seit 2023 in Porto, Portugal. Entwicklung, Montage und Support der Balanset-Reihe finden hier statt. Das Flaggschiffgerät ist das Balanset-1A, ein tragbares Analysegerät für ein- und zweiebeniges Auswuchten sowie für Schwingungsdiagnose. Nikolai ist persönlich in den Kundensupport eingebunden, arbeitet schwierige Auswuchtfälle durch und ist an der Softwareentwicklung beteiligt. Er arbeitet mit Kunden weltweit, in jeder Sprache.
