Why Balancing Doesn't Reduce Vibration: 9 Causes and How to Fix Each One

Das Kernproblem: Ausgewogenheit behebt genau eine Sache.

Durch Auswuchten wird die Massenasymmetrie eines rotierenden Bauteils korrigiert. Das ist alles. Der Massenschwerpunkt des Rotors liegt nicht auf seiner Rotationsachse, daher erzeugt jede Umdrehung eine Zentrifugalkraft, die die Maschine in Schwingung versetzt. Ausgleichsgewichte verlagern den Massenschwerpunkt zurück auf die Achse. Die Vibrationen werden reduziert.

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 Aussehen 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.

Die "vorgetäuschte Unwucht" – 5 Fehler, die sie vortäuschen

Resonanz: die Falle, in die jeder mindestens einmal tappt.

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 Eigenfrequenz 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.

Nachlässigkeit: diejenige, die die Mathematik außer Kraft setzt.

Die Berechnung des Auswuchtens basiert auf linearer Algebra. Sie geht davon aus, dass sich die Schwingungsantwort verdoppelt, wenn die Unwuchtkraft verdoppelt wird. Spiel widerspricht dieser Annahme. Ein lockeres Lagergestell kann in einer Richtung steif, in einer anderen jedoch nachgiebig sein. Ein weicher Fuß hebt die Maschine bei einer bestimmten Schwingungsamplitude von einer der Lagerungen ab und verändert so die effektive Steifigkeit während des Zyklus.

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.

Fehlausrichtung: die 2×-Signatur

Eine Fehlausrichtung der Kupplung erzeugt Kräfte, die hauptsächlich bei der doppelten Drehzahl (und manchmal bei der dreifachen) auftreten. Zeigt die FFT des Balanset-1A eine starke Komponente bei der doppelten Drehzahl an – insbesondere in Kombination mit starken axialen Schwingungen –, liegt das Problem in der Ausrichtung und nicht in der Wuchtung. Richten Sie die Wellen zunächst per Laser aus. Prüfen Sie anschließend, ob eine Wuchtung noch erforderlich ist. Oft ist dies nicht der Fall.

Zustand des Rotors: Verschmutzte Laufräder und verbogene Wellen

Das Problem mit dem verschmutzten Rotor

Staub, Produktablagerungen, Kalkablagerungen, Korrosion – all dies an Lüfterflügeln, Pumpenlaufrädern oder Zentrifugenrotoren führt zu einer ungleichmäßigen Massenverteilung. Die Maschine vibriert. Die Versuchung ist groß, sie einfach so auszuwuchten und die Produktion wieder aufzunehmen.

Tun Sie das nicht. Das Balanset-1A berechnet zwar eine Korrekturlösung für einen verschmutzten Rotor, erkennt aber nicht, dass der Rotor verschmutzt ist – es misst lediglich die Vibrationen und berechnet die Werte. Diese Ablagerungen lösen sich jedoch während des Betriebs ab. In einem Ventilator, der heißes Gas verarbeitet, löst sich beispielsweise mitten in der Nacht an einem Samstag ein Stück Zunder. Der Rotor gerät dadurch sofort aus dem Gleichgewicht – und zwar noch stärker, da die Korrekturgewichte den abgelösten Schmutz eigentlich ausgleichen sollten. Die Gewichte sind nun selbst die Ursache der Unwucht.

Gebogene Wellen: Warum schwere Gewichte bei einer bestimmten Geschwindigkeit nicht helfen

Eine verbogene Welle erzeugt Exzentrizität – der geometrische Mittelpunkt stimmt nicht mit dem Rotationszentrum überein. Dies äußert sich in einer Unwucht bei einfacher Drehzahl. Der entscheidende Unterschied: Eine verbogene Welle erzeugt drehzahlabhängige Vibrationen, im Gegensatz zu einer einfachen Unwucht. Vibrationen lassen sich bei einer bestimmten Drehzahl mit einem großen Ausgleichsgewicht mitunter reduzieren, bei allen anderen Drehzahlen verschlimmern sie sich jedoch. Zudem erhöht sich die Wellenbelastung, was die Lebensdauer von Lagern und Kupplungen verkürzt.

Die Prüfung erfolgt mechanisch: Der Rundlauf wird mit einer Messuhr gemessen, während die Welle langsam von Hand gedreht wird. Überschreitet der angezeigte Gesamtrundlauf (TIR) die Toleranz der Maschine – typischerweise 0,02–0,05 mm bei Präzisionsrotoren, bis zu 0,1 mm bei Schwerindustriemaschinen –, muss die Welle gerichtet oder ausgetauscht werden. Auswuchten allein kann die Geometrie nicht korrigieren.

Verfahrensfehler: Probegewicht, Winkel und Temperatur

Manchmal ist die Maschine in Ordnung, und der Fehler liegt im Verfahren. Solche Fehler verleiten Techniker zu der Annahme, das Gerät sei defekt, obwohl in Wirklichkeit die Eingangsdaten fehlerhaft sind.

Probegewicht zu klein

Das Balanset-1A lernt das System, indem es dessen Reaktion auf ein bekanntes Testgewicht misst. Ist das Testgewicht zu klein, geht die Änderung von Amplitude und Phase im Messrauschen unter. Die Software berechnet Einflusskoeffizienten aus dem Rauschen, und die resultierende Korrektur ist im Wesentlichen zufällig.

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.

Winkelmessfehler

Ausbalancieren ist Vektorrechnung. Ein 10-g-Gewicht im rechten Winkel gleicht die Unwucht aus. Dasselbe Gewicht von 10 g im Winkel von 180° zum rechten Winkel verdoppelt 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.

Beides sind heimtückische Fehlerquellen: Die Software zeigt eine zuverlässige Korrektur an, Sie installieren sie, und die Vibrationen nehmen sprunghaft zu. Wenn die Vibrationen nach der Installation der berechneten Korrektur zugenommen haben, sollte als Erstes überprüft werden, ob der Winkel in die richtige Richtung gemessen wurde.

Thermische Verzerrung: das "Heute Morgen war noch alles in Ordnung"-Problem

Ein bei 20 °C Wicklungstemperatur ausgewuchteter Motor kann bei 80 °C stark vibrieren. Heißgasventilatoren, die Prozessgase mit Temperaturen von 200–400 °C fördern, entwickeln eine thermische Verformung – die Welle oder das Laufrad verzieht sich mit steigender Temperatur leicht, wodurch sich die Massenverteilung verschiebt. Die im kalten Zustand erreichte Auswuchtung geht im heißen Zustand verloren.

Die Lösung: Lassen Sie die Maschine vor dem abschließenden Feinwuchtvorgang den thermischen Gleichgewichtszustand erreichen (volle Betriebstemperatur, stabile Bedingungen). Wuchten Sie Maschinen, die heiß laufen, im warmen Zustand. Dokumentieren Sie bei Maschinen mit deutlichen Vibrationsunterschieden zwischen kaltem und warmem Zustand beide Zustände – manche Kunden akzeptieren höhere Kaltstartvibrationen, da diese nach dem Aufwärmen der Maschine abnehmen.

Entscheidungstabelle: Was sagt Ihnen das Spektrum?

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.

Feldbericht: Der Fan, der immer wieder zurückkam

Eine Getreideverarbeitungsanlage meldete sich wegen eines großen Saugzugventilators (45 kW, 1470 U/min). Dieser war innerhalb von sechs Monaten dreimal ausgewuchtet worden. Jedes Mal sank die Vibration auf etwa 2 mm/s, stieg aber innerhalb von drei bis vier Wochen wieder auf über 8 mm/s an. Der vorherige Techniker hatte nach jeder Auswuchtung Korrekturgewichte angeschweißt – drei Sätze von drei verschiedenen Einsätzen, alle noch am Laufrad.

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.

Dann sah ich mir das Laufrad an. Es war dick mit Getreidestaub bedeckt, 3–5 mm dick und ungleichmäßig verteilt. Der vorherige Techniker hatte jedes Mal gegen den Staub ankämpfen müssen. Der Staub sammelte sich an, verschob sich, fiel teilweise ab – und die Vibrationen kehrten zurück. Die Korrekturgewichte aus drei Einsätzen wirkten sich nun gegenseitig entgegen.

Wir haben alle vorherigen Korrekturgewichte entfernt (drei Sätze, insgesamt elf Gewichte). Das Laufrad wurde bis aufs blanke Metall gereinigt und komplett neu ausgewuchtet. Einfache Zwei-Ebenen-Korrektur: 22 g vorne, 15 g hinten.

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 Tabelle zur Schwingungsstärke for other machine classes.

Checkliste vor dem Ausgleich

Bevor Sie ein Probegewicht auf eine Maschine auflegen, überprüfen Sie jeden Punkt auf dieser Liste. Sollte eine Überprüfung fehlschlagen, beheben Sie das Problem zuerst. Das Auswuchten einer Maschine, die eine dieser Überprüfungen nicht besteht, ist Zeitverschwendung.

1. 1
   Rotor sauber?

   Blankes Metall. Kein Staub, keine Ablagerungen, keine Produktrückstände. Falls eine Reinigung nicht möglich ist, dokumentieren Sie das Risiko und weisen Sie den Kunden darauf hin, dass die Stabilität möglicherweise nicht gegeben ist.
2. 2
   Schaft gerade?

   Rundlaufgenauigkeit prüfen. Die Rundlaufgenauigkeit muss innerhalb der Maschinentoleranz liegen (0,02–0,05 mm für Präzisionsfertigung, 0,1 mm für Schwerindustrie). Falls die Toleranz nicht eingehalten wird, richten oder ersetzen.
3. 3
   Keine Lockerung?

   Alle Schrauben mit dem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen. Fühlerlehre unter jedem Fuß – kein weicher Fuß. Keine Risse in der Grundplatte. Lagerböcke fest. Spektrum: kein "Wald" von Harmonischen.
4. 4
   Ausrichtung akzeptabel?

   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.
5. 5
   Nicht nahe der Resonanzfrequenz?

   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.
6. 6
   Bei Betriebstemperatur?

   Bei heißlaufenden Maschinen: Auswuchten im thermischen Gleichgewichtszustand, nicht im kalten. Ist der Unterschied zwischen kaltem und heißem Zustand signifikant, dokumentieren Sie beide.
7. 7
   Drehzahlmesser und Referenzwert fixiert?

   Reflektierende Markierung angebracht. Drehzahlmesser befestigt. Winkelrichtung überprüft (mit oder entgegen der Drehung). Nach dem ersten Lauf keine Referenzpunkte mehr verändern.
8. 8
   Acceptance 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.

Häufig gestellte Fragen