Ilmainen suunnittelutyökalu #033
Tärinälähteen tunniste
Vuorovaikutteinen diagnostiikkatyökalu — syötä värähtelytaajuus käyntinopeuden kertalukuna tunnistaksesi pyörivien koneiden todennäköiset vikalähteet.
Diagnostiset tulokset
Täydellinen taajuus–vikareferenssi
Värähtelytaajuusanalyysi
Jokainen mekaaninen vika aiheuttaa värähtelyä akselin pyörimisnopeuteen liittyvillä ominaistaajuuksilla. Tunnistamalla värähtelyspektrin hallitseva taajuus ja ilmaisemalla se akselin nopeuden kertalukuna (monikkona), voidaan määrittää todennäköisin vian lähde.
Kertaluvun laskenta
Jossa f_värähtely on mitattu hallitseva taajuus hertseinä ja Kierrosluku on akselin pyörimisnopeus.
Yleiset vikataajuudet
| Kertaluku (harmoninen) | Taajuus | Ensisijainen lähde | Lisäindikaattorit |
|---|---|---|---|
| 1x | Akselin nopeus | Epätasapaino | Vakaa vaihe, verrannollinen nopeuden neliöön |
| 1x | Akselin nopeus | Taipunut akseli | Voimakas aksiaalinen värähtely, vaihestabiili |
| 2x | 2 x akselin nopeus | Epäkohdistus | Korkea aksiaalinen, 180° vaihe kytkimen yli |
| 3x | 3 x akselin nopeus | Vakava linjausvirhe | Useita harmonisia yliaaltoja läsnä |
| 0,42–0,48x | Subsynkroninen | Öljypyörre | Liukulaakerit, nopeudesta riippuvat |
| 0,5x | Puolet akselin nopeudesta | Löysyys / hankaus | Murtolukuiset aliharmoniat |
| Useita harmonisia | 1x, 2x, 3x… | Mekaaninen löysyys | Monet juoksunopeuden harmoniset yliaallot |
| Epäsynkroninen | BPFO, BPFI, BSF | Laakeriviat | Moduloitu juoksunopeuden mukaan |
| Z x kierrosluku | Lapataajuus | Virtausongelmat | Pulsaatio, kavitaatio |
| Z x kierrosluku | Vaihteen verkko | Vaihdeongelmat | Sivunauhat osoittavat, mikä vaihde |
| 2x linja (100/120 Hz) | Kiinteä taajuus | Sähkö | Häviää, kun virta katkaistaan |
Vaihekulmaopas
Vaiheanalyysi on kriittinen samalla taajuudella esiintyvien vikojen erottamiseksi. Kun taajuus on 1x: stabiili vaihe = epätasapaino, 180° kytkimen yli = linjausvirhe, epästabiili vaihe = löysyys. Käytä aina takometrin referenssiä.
Käytännön esimerkki
Annettu: Käyntinopeus = 1500 RPM, vallitseva taajuus = 75 Hz
Ajonopeuden taajuus = 1500 / 60 = 25 Hz
Kertaluku = 75 / 25 = 3,0x
Ensisijainen epäilty: Vakava linjausvirhe tai mekaaninen löysyys
Suositus: Tarkista kytkimen kohdistus, kiinnityspultit ja perusta
⚠️ Huomautus: Tämä työkalu tarjoaa ohjeita yleisten vikataajuussuhteiden perusteella. Lopullinen diagnoosi edellyttää korrelaatiota vaihetietojen, aika-aaltomuodon, kiertoratakaavioiden, käyttöolosuhteiden ja koneen historian kanssa. Varmista aina lisämittauksilla.
Useimmat mekaaniset viat aiheuttavat värähtelyä akselin pyörimisnopeuteen sidotuilla ominaistaajuuksilla:
- 1× RPM: Epätasapaino (yleisin), taipunut akseli, välys/löysyys
- 2× RPM: Linjausvirhe (ensisijainen indikaattori)
- 0,42–0,48×: Öljypyörre (oil whirl) liukulaakereissa
- Ei-synkroninen: Laakeriviat
Ilmaise värähtelytaajuus akselin pyörimisnopeuden monikertana (kertalukuna) ja vertaa tunnettuihin vikamalleihin. Suhteuta tulokset aina vaihekulmaan, amplitudin kehitystrendiin ja käyttöolosuhteisiin.
1×-värähtely (eli synkroninen värähtely) esiintyy täsmälleen akselin pyörimistaajuudella. Koneella, jonka pyörimisnopeus on 3000 RPM, 1× = 50 Hz.
1×-värähtelyä esiintyy aina jossain määrin jäännösepätasapainon vuoksi. Se muuttuu huolestuttavaksi, kun amplitudi ylittää standardien ISO 10816/20816 mukaiset raja-arvot.
Ensisijaiset syyt: massaepätasapaino, taipunut akseli, epäkeskisyys, resonanssi. Vaihekulma-analyysi auttaa erottamaan nämä syyt toisistaan.
Alisynkronisen värähtelyn (alle 1× RPM) syitä ovat muun muassa:
- Öljypyörre / Oil whirl (0,42–0,48×): Liukulaakerin epästabiilius, taajuus seuraa pyörimisnopeutta
- Öljypiiska / Oil whip: Vakavampi — taajuus lukittuu roottorin ominaistaajuuteen eikä seuraa pyörimisnopeutta
- Kosketus / hankaaminen (0,5×, murtolukukerrannaiset): Roottorin ja staattorin kosketus synnyttää aliharmonisia taajuuksia
- Löysyys (0,5×): Mekaaninen välys tai löysyys kiinnityspisteissä
- Hihnaresonanssi: Hihnan ominaistaajuus hihnakäyttöisissä järjestelmissä
Alisynkroninen värähtely on usein vaarallisempaa kuin synkroninen, sillä se voi johtaa tuhoisaan epästabiiliuteen.
Korkeataajuisen värähtelyn (yli 10× RPM) lähteet:
- Vierintälaakeriviat: BPFO (ulkokehä), BPFI (sisäkehä), BSF (vierintäelin), FTF (pidin)
- Hammasryntö: Hammasluku × RPM sekä sivukaistat
- Siipien ohitus: Siipiluku × RPM
- Sähköiset häiriöt: Uranohitustaajuus, kommutointi
- Kavitaatio: Satunnainen korkeataajuinen laajakaistakohina
- Rakenneresonanssi: Komponenttien ominaistaajuudet
Vaihekulma on värähtelyhuipun ja akselin kohdistusmerkin välinen kulmasuhde (mitattuna kierroslukumittarilla).
Tärkeimmät diagnostiset käyttökohteet:
- Epätasapaino: Vakaa, toistettava vaihe taajuudella 1×
- Linjausvirhe: ~180° vaihe-ero kytkimen yli taajuudella 1× ja/tai 2×
- Löysyys: Epävakaa, vaeltava vaihe
- Resonanssi: ~90° vaihesiirto ominaistaajuudella, suuri vahvistus
- Taipunut akseli: ~180° vaihesiirto taajuudella 1× sisemmästä ulompaan laakeriin
Ilman vaihetietoja on usein mahdotonta erottaa toisistaan vikoja, jotka tuottavat saman taajuuden (esim. epätasapaino vs. linjausvirhe taajuudella 1×).
Tällä sivulla kuvatut menetelmät on kehittänyt ja kenttätestannut Vibromera-tiimi Balanset-1A-laitteella, joka on kannettava kaksikanavainen tasapainotuslaite ja tärinäanalysaattori roottoreiden tasapainotukseen paikan päällä.
Ammattimaiset värähtelyanalysaattorit spektrianalyysillä, taajuuskertalukuseurannalla ja vikadiagnostiikalla. Käytössä yli 50 maassa.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko on värähtelyanalyysi-insinööri sekä Vibromeran perustaja ja toimitusjohtaja. Yli 15 vuoden ajan hän on tasapainottanut pyöriviä koneita kentällä eikä koepenkissä: silppureita, teollisuuspuhaltimia, murskaimia, linkoja, akseleita ja karoja. Juuri tästä työstä Balanset-laitteet ovat syntyneet — ne suunniteltiin työkaluksi, jonka asiantuntija voi kantaa koneen luo ja jota hän voi käyttää yksin paikan päällä, ei laboratoriolaitteiksi. Vibromera perustettiin vuonna 2017, ja vuodesta 2023 lähtien sen kotipaikka on ollut Porto Portugalissa. Balanset-sarjan kehitys, kokoonpano ja tuki tapahtuvat täällä. Lippulaivalaite on Balanset-1A, kannettava analysaattori yhden ja kahden tason tasapainotukseen sekä värähtelydiagnostiikkaan. Nikolai osallistuu henkilökohtaisesti asiakastukeen, vaikeiden tasapainotustapausten ratkaisemiseen ja ohjelmiston kehittämiseen. Hän palvelee asiakkaita ympäri maailmaa, millä tahansa kielellä.
