Kostenloses Ingenieurwerkzeug · #008
Harmonischenfrequenzrechner
Drehzahl in Hertz umrechnen und Harmonische von 1× bis 20× anzeigen. Unverzichtbar für Schwingungsanalysen und Maschinendiagnose.
Ergebnisse
| Ordnung (Harmonische) | Frequenz (Hz) | CPM | Zeitraum (ms) |
|---|
Umrechnung von Drehzahl in Hz
Die Grundfrequenz (1×-Ordnung) in Hz entspricht der Drehzahl geteilt durch 60:
Harmonische Frequenzen
Jede Harmonische (Ordnung) ist ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz:
wobei n die harmonische Ordnung ist (1, 2, 3, …).
Winkelgeschwindigkeit
Häufige Quellen harmonischer Schwingungen
| Ordnung (Harmonische) | Gemeinsame Quelle |
|---|---|
| 1× | Unwucht, verbogene Welle, Exzentrizität |
| 2× | Fehlausrichtung (winkelversetzt/parallel), Lockerheit |
| 3× | Fehlausrichtung (stark), Losigkeit |
| N× | Schaufel-/Leitschaufeldurchgang (N = Anzahl der Schaufeln) |
| Z× | Zahneingriffsfrequenz (Z = Zähnezahl) |
| ½× | Ölwirbel, Reibung |
| 0,43× | Ölpeitsche |
Praktisches Beispiel
Gegeben: Drehzahl = 3000 U/min
1× = 3000 / 60 = 50 Hz (3000 CPM)
2× = 2 × 50 = 100 Hz (6000 CPM)
3× = 3 × 50 = 150 Hz (9000 CPM)
Periode = 1 / 50 = 20 ms
ω = 2π × 50 = 314,16 rad/s
💡 Tipp: In der Schwingungsanalyse ist das harmonische Spektrum ein wichtiges Diagnoseinstrument. Unwucht zeigt einen dominanten 1×-Peak, Fehlausrichtung einen starken 2×- (und manchmal 3×-)Peak, und Lagerdefekte erzeugen nicht-synchrone Frequenzen, die mit der Lagergeometrie zusammenhängen.
Teilen Sie einfach die Drehzahl (RPM) durch 60:
Hz = RPM / 60
Beispiel: 3000 RPM / 60 = 50 Hz. Dies ergibt die Grundfrequenz (1× Drehfrequenz).
Harmonische (Oberschwingungen) sind ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz (1×):
- 1× = Grundfrequenz (1. Ordnung) = ein Ereignis pro Umdrehung
- 2× = 2. Harmonische = zwei Ereignisse pro Umdrehung
- 3× = 3. Harmonische = drei Ereignisse pro Umdrehung
Unterschiedliche Maschinenfehler erzeugen charakteristische Harmonischenmuster: Unwucht dominiert bei 1×, Ausrichtfehler zeigen eine ausgeprägte 2×- und oft 3×-Komponente, und die Schaufeldrehfrequenz liegt bei Schaufelanzahl × 1×.
Die 1×-Frequenz (Drehfrequenz, ein Impuls pro Umdrehung) ist die grundlegendste Schwingungskomponente. Typische Ursachen für erhöhte 1×-Schwingungen:
- Massenunwucht — die weitaus häufigste Ursache
- Verbogene Welle (Wellenschlag) — erzeugt 1× in Verbindung mit hoher Axialschwingung
- Exzentrischer Rotor — bei elektrischen Maschinen
- Resonanz — wenn eine Eigenfrequenz mit der 1×-Drehfrequenz zusammenfällt
Der 1×-Phasenwinkel ist für das Auswuchten entscheidend — er gibt die Winkellage der schweren Stelle an.
Höhere Harmonische weisen auf spezifische mechanische Fehler hin:
- 2×: Wellenfehlausrichtung (Winkel- und Parallelversatz), mechanische Lockerheit, Wellenriss
- 3× und höher: Starke Fehlausrichtung, ausgeprägte mechanische Lockerheit (Lagerspiel/Fundamentlockerheit)
- Schaufeldrehfrequenz (N×): Probleme an Pumpenlaufrädern oder Ventilatorschaufeln
- Zahneingriffsfrequenz (Z×): Verzahnungsfehler in Getrieben
Das Amplitudenverhältnis der Harmonischen zur 1×-Grundschwingung ist ein wichtiges Diagnosekriterium.
Hz (Hertz) = Schwingungen pro Sekunde. Absolute Frequenzeinheit.
CPM (Cycles Per Minute) = Hz × 60. Für die 1×-Ordnung zahlenmäßig identisch mit der Drehzahl in RPM (min⁻¹).
Ordnungen (1×, 2×, ...) = Vielfache der Wellendrehzahl. Drehzahlnormiert — sie bleiben unabhängig von Drehzahländerungen konstant.
Beispiel bei 3000 RPM: 1× = 50 Hz = 3000 CPM; 2× = 100 Hz = 6000 CPM.
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.
Identifizieren Sie Harmonische, diagnostizieren Sie Fehler und wuchten Sie Rotoren vor Ort mit unseren professionellen Schwingungsanalysatoren und tragbaren Auswuchtsystemen.
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.
