Wie wird der Gesamtschwingungspegel aus einem Spektrum berechnet?

Der Gesamtschwingungspegel (Breitbandschwingung) wird als Quadratwurzel der Summe der Quadrate (RSS) der einzelnen Spektralkomponenten berechnet: Gesamt = √(a₁² + a₂² + ... + aₙ²). Dies gilt für die Effektivwerte der Amplituden der einzelnen Frequenzkomponenten.

Was ist der Crest-Faktor?

Der Scheitelfaktor (CF) ist das Verhältnis von Spitzenwert zu Effektivwert (RMS). Bei einer reinen Sinuswelle beträgt CF = √2 ≈ 1,414. Höhere Scheitelfaktoren deuten auf impulsartige Ereignisse wie Lagerschäden hin. Normale Maschinen weisen typischerweise einen CF-Wert von 2–4 auf; Werte über 4 können auf sich entwickelnde Fehler hinweisen.

Soll ich die Spitzen- oder die Effektivwerte verwenden?

Verwenden Sie die Effektivwerte (RMS) für die Gesamtpegelberechnung. Die meisten Schwingungsanalysatoren zeigen Spektrallinien als Effektivwerte an. Falls Sie Spitzenwerte haben, teilen Sie diese vor der Summation durch √2, um sie in Effektivwerte umzurechnen.

Warum entspricht der Gesamtwert nicht der Summe seiner Komponenten?

Da Schwingungskomponenten unterschiedlicher Frequenzen unabhängig sind und sich als Wurzel der Quadratsumme (nicht als arithmetische Summe) addieren. Die RSS-Methode berücksichtigt die statistische Unabhängigkeit der verschiedenen Frequenzkomponenten.

Welche Einheiten soll ich verwenden?

Jede einheitliche Einheit ist geeignet – z. B. mm/s RMS für Geschwindigkeit, g RMS für Beschleunigung oder μm für Weg. Wichtig ist, dass alle Eingangsgrößen dieselbe Einheit und Messart verwenden (alle Effektivwerte oder alle Spitzenwerte).

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Rechner für den Gesamtvibrationspegel

Berechnen Sie den Gesamtschwingungspegel aus den Spektralkomponenten mithilfe der Wurzel der Quadratsumme. Geben Sie bis zu 10 Amplitudenwerte und optional einen Spitzenwert für den Crestfaktor ein.

RSS-Methode Crest-Faktor Bis zu 10 Komponenten

Ergebnisse

Gesamt-RMS-Pegel

—

Crest-Faktor

—

Anzahl der Komponenten

—

Dominante Komponente

—

Dominanter Beitrag

—

Wurzel der Quadratsumme (RSS)

Der Gesamtschwingungspegel aus unabhängigen Spektralkomponenten beträgt:

Wobei a_i die Effektivwerte der einzelnen Spektralkomponenten sind.

Crest-Faktor

CF = √2 ≈ 1,414 — Reine Sinuswelle
CF = 2–4 — Normale Maschinen
CF > 4 — Impulsereignisse (Lagerdefekte)
CF > 6 — Starke Stöße oder Lockerung

Praktisches Beispiel

Beispiel – Kreiselpumpe

Spektrale Komponenten (mm/s RMS): 3.2, 1.8, 0.9, 0.4, 0.2

Gesamt = √(3,2² + 1,8² + 0,9² + 0,4² + 0,2²) = √(10,24 + 3,24 + 0,81 + 0,16 + 0,04)

Gesamt = √14,49 = 3,81 mm/s RMS

Wenn Spitzenwert = 8,5 mm/s → CF = 8,5 / 3,81 = 2.23 (normal)

ℹ️ Hinweis: Die dominante Komponente (üblicherweise 1×) trägt typischerweise am meisten zum Gesamtpegel bei. Ist eine Komponente deutlich größer als die anderen, entspricht der Gesamtpegel annähernd der Amplitude dieser Komponente.

Gesamtschwingungspegelrechner | Effektivwert aus dem Spektrum

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Praktisches Beispiel

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