Wie kann ich anhand der Frequenz eine Schwingungsquelle identifizieren?

Die meisten Schwingungsfehler erzeugen charakteristische Frequenzmuster, die mit der Wellendrehzahl korrelieren. Eine Frequenz von 1x U/min deutet typischerweise auf Unwucht hin, 2x U/min auf Fluchtungsfehler, und subsynchrone Frequenzen (0,42–0,48x U/min) weisen auf Ölwirbel in Gleitlagern hin. Durch die Analyse der dominanten Frequenzen im Schwingungsspektrum lassen sich die wahrscheinlichsten Fehlerquellen eingrenzen.

Was ist eine 1x-Vibration?

Die synchrone Schwingung (auch 1x-Schwingung genannt) tritt exakt mit der Wellendrehzahl (1 x U/min) auf. Sie ist die häufigste Schwingungskomponente und wird hauptsächlich durch Massenunwucht verursacht. Weitere Ursachen sind eine verbogene Welle, Fluchtungsfehler, Spiel und Resonanz. Die Phasenwinkelanalyse hilft, diese Ursachen zu unterscheiden.

Was verursacht subsynchrone Schwingungen?

Untersynchrone Schwingungen treten unterhalb der Wellendrehzahl auf. Häufige Ursachen sind: Ölwirbel (0,42-0,48x in Gleitlagern), Ölpeitschen (fixiert auf die Rotor-Eigenfrequenz), Reibung (verschiedene Subharmonische), Lockerheit (0,5x und Bruchteilharmonische) und Probleme mit dem Riemenantrieb.

Was verursacht hochfrequente Schwingungen?

Hochfrequente Vibrationen (über 10x U/min) werden typischerweise verursacht durch: Wälzlagerdefekte (BPFO, BPFI, BSF), Zahnrad-Eingriffsfrequenzen, Schaufel-/Leitschaufelpassierfrequenzen, elektrisches Rauschen, Resonanz von Strukturbauteilen oder Kavitation in Pumpen.

Welche Rolle spielt der Phasenwinkel bei der Schwingungsdiagnose?

Der Phasenwinkel ist entscheidend für die Unterscheidung von Fehlern mit ähnlichen Frequenzsignaturen. Bei einachsigen Schwingungen gilt: Stabile Phase = Unwucht, 180° Phasendifferenz an der Kupplung = Fehlausrichtung, instabile/sich verschiebende Phase = Lockerung. Die Phase wird mithilfe eines Tachometer-Referenzsignals gemessen und gibt die Winkelbeziehung zwischen Schwingungsmaximum und Wellenposition an.

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Schwingungsquellen-Identifikation

Interaktives Diagnosetool – Geben Sie die Schwingungsfrequenz als Vielfaches der Drehzahl ein, um wahrscheinliche Fehlerquellen bei rotierenden Maschinen zu identifizieren.

Frequenzanalyse Fehlerdiagnose Ordnungsverfolgung

Diagnostische Ergebnisse

Höchstwahrscheinliche Quelle

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Betriebsdrehzahl-Frequenz

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Schwingungsordnung

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Vollständige Frequenz–Fehler-Referenz

Schwingungsfrequenzanalyse

Jeder mechanische Defekt erzeugt Schwingungen mit charakteristischen Frequenzen, die mit der Drehzahl der Welle zusammenhängen. Durch die Identifizierung der dominanten Frequenz im Schwingungsspektrum und deren Angabe als Vielfaches der Wellendrehzahl lässt sich die wahrscheinlichste Fehlerquelle bestimmen.

Ordnungsberechnung

Ordnung = f_Schwingung / f_Drehzahl = f_Schwingung / (RPM / 60)

Wo f_Schwingung die gemessene dominante Frequenz in Hz ist und Drehzahl die Drehzahl der Welle ist.

Häufige Fehlerfrequenzen

Ordnung	Frequenz	Primärquelle	Zusätzliche Indikatoren
1x	Wellendrehzahl	Unwucht	Stabile Phase, proportional zum Quadrat der Drehzahl
1x	Wellendrehzahl	Gebogene Welle	Hohe axiale Vibration, phasenstabil
2x	2 x Wellendrehzahl	Fehlausrichtung	Hohe Axialschwingung, 180° Phasendifferenz über die Kupplung
3x	3 x Wellendrehzahl	Schwere Fehlausrichtung	Mehrere Harmonische vorhanden
0,42–0,48x	Subsynchron	Ölwirbel	Gleitlager, drehzahlabhängig
0,5x	Halbwellendrehzahl	Lockerung / Reibung	Gebrochene Subharmonische
Mehrfache Harmonische	1x, 2x, 3x…	Mechanische Lockerheit	Viele Harmonische der Drehzahl
Nicht-synchron	BPFO, BPFI, BSF	Lagerdefekte	Moduliert durch die Drehzahl
Z x Drehzahl	Schaufeldurchgang	Durchflussprobleme	Pulsation, Kavitation
Z x Drehzahl	Zahnradeingriff	Getriebeprobleme	Die Seitenbänder zeigen an, welches Zahnrad
2x Netzfrequenz (100/120 Hz)	Festfrequenz	Elektrisch	Verschwindet, wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird

Phasenwinkel-Leitfaden

Die Phasenanalyse ist von entscheidender Bedeutung zur Unterscheidung von Fehlern bei gleicher Frequenz. Bei 1x: Stabile Phase = Unwucht, 180°-Drehung über die Kupplung = Fehlausrichtung, instabile Phase = Lockerung. Immer einen Drehzahlmesser als Referenz verwenden.

Praktisches Beispiel

Beispiel — Motor mit 1500 U/min und 75 Hz Vibration

Gegeben: Drehzahl = 1500 U/min, Eigenfrequenz = 75 Hz

Drehzahlfrequenz = 1500 / 60 = 25 Hz

Ordnung = 75 / 25 = 3,0x

Hauptverdächtiger: Schwere Fehlausrichtung oder mechanische Lockerung

Empfehlung: Kupplungsausrichtung prüfen, Befestigungsschrauben inspizieren, Fundament prüfen

⚠️ Hinweis: Dieses Tool bietet Orientierungshilfen basierend auf gängigen Fehlerfrequenz-Beziehungen. Für eine definitive Diagnose ist die Korrelation mit Phasendaten, Zeitverlauf, Orbitdiagrammen, Betriebsbedingungen und Maschinenhistorie erforderlich. Überprüfen Sie die Ergebnisse stets durch zusätzliche Messungen.

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