Värähtelyanalyysi on keskeinen tekniikka koneiden teknisen kunnon diagnosoinnissa. Erilaiset koneviat tuottavat tyypillisiä kuvioita värähtelytaajuusspektrissä. Tutkimalla koneen värähtelyjen taajuusspektriä (tyypillisesti FFT-analyysin avulla) voidaan tunnistaa tiettyjä vikatyyppejä. Alla on taulukoissa esitetty yleisiä vikaluokkia (epätasapaino, linjausvirhe, löysyys, laakeriviat, vaihdeviat). Jokaisessa taulukossa esitetään vian alatyypit, kuvataan niiden tyypillinen värähtelyspektri, havaitut spektrikomponentit, keskeiset tunnistetiedot ja havainnollistava spektrikuvaaja (upotettu SVG-muodossa). Kaikissa taajuusviittauksissa käytetään käyntinopeuden monikertoja (esim. "1×" = kerran kierrosta kohden -taajuus).
Epätasapaino
| Vikatyyppi | Spektrin kuvaus | Spektrikomponenttien lyhyt kuvaus | Keskeinen ominaisuus | SVG-kaavio |
|---|---|---|---|---|
| Staattinen epätasapaino (Yksitasoinen) | Spektriä hallitsee yksi piikki perustason nopeusalueella (1× RPM):. Värähtely on sinimuotoista, ja muilla taajuuksilla energia on minimaalista. | Ensisijaisesti voimakas 1× pyörimistaajuuskomponentti. Vähän tai ei ollenkaan korkeampia harmonisia (puhdas 1×-sävy):. | Suuri 1× amplitudi kaikkiin säteittäisiin suuntiin: molempien laakereiden värähtely on vaiheessa (ei vaihe-eroa päiden välillä):. Saman laakerin vaaka- ja pystysuuntaisten mittausten välillä havaitaan usein noin 90° vaihesiirto:. | |
| Dynaaminen epätasapaino (Kaksitasoinen/Pari) | Spektrissä näkyy myös hallitseva kerran kierrosta kohden esiintyvä taajuuspiikki (1×), samanlainen kuin staattisen epätasapainon tapauksessa. Tärinä esiintyy pyörimisnopeudella, eikä merkittävää korkeampien taajuuksien osuutta ole, jos epätasapaino on ainoa ongelma. | Hallitseva 1× RPM-komponentti (usein roottorin "heilumisen" tai heilumisen kanssa): Korkeampia harmonisia yliaaltoja yleensä ei esiinny, ellei muita vikoja ole läsnä. | 1× tärinä kussakin laakerissa on epätahdissa – roottorin kahden pään värähtelyn välillä on noin 180° vaihe-ero: (mikä viittaa parien epätasapainoon). Voimakas 1×-piikki tässä vaihesuhteessa on merkki dynaamisesta epätasapainosta. |
Väärin kohdistus
| Vikatyyppi | Spektrin kuvaus | Spektrikomponenttien lyhyt kuvaus | Keskeinen ominaisuus | SVG-kaavio |
|---|---|---|---|---|
| Rinnakkainen virheasento (Siirtymäakselit) | Värähtelyspektrissä on kohonnut energia perustaajuudella (1×) ja sen harmonisilla yliaalloilla 2× ja 3× nopeus, erityisesti säteittäisessä suunnassa. Tyypillisesti 1× komponentti on hallitseva, ja siihen liittyy linjausvirhe, johon liittyy huomattava 2× komponentti. | Sisältää merkittäviä piikkejä 1×, 2× ja 3× akselin pyörimistaajuuksilla. Nämä esiintyvät pääasiassa säteittäisvärähtelymittauksissa (kohtisuorassa akseliin nähden):. | Suuret 1× ja 2× värähtelyt säteittäissuunnassa ovat suuntaa antavia. Kytkimen vastakkaisilla puolilla olevien säteittäisvärähtelymittausten välillä havaitaan usein 180° vaihe-ero, mikä erottaa sen puhtaasta epätasapainosta. | |
| Kulmavirhe (Kallistetut akselit) | Taajuusspektrissä näkyy voimakkaita akselin nopeuden harmonisia yliaalleja, erityisesti näkyvä 2× käyntinopeuskomponentti 1×:n lisäksi esiintyy värähtelyä 1×, 2× (ja usein 3×) nopeuksilla, ja aksiaalinen (akselin suuntainen) värähtely on merkittävää. | Merkittäviä piikkejä 1× ja 2× (ja joskus 3×) ajonopeudella: 2×-komponentti on usein yhtä suuri tai suurempi kuin 1×. Nämä taajuudet korostuvat aksiaalisessa värähtelyspektrissä (koneen akselia pitkin): | Suhteellisen korkea toisen harmonisen (2×) amplitudi verrattuna 1×:ään yhdistettynä voimakkaaseen aksiaaliseen värähtelyyn. Aksiaaliset mittaukset kytkentäkohdan molemmin puolin ovat 180° vaiheen ulkopuolella, mikä on kulmapoikkeaman tunnusmerkki. |
Löyhyys
| Vikatyyppi | Spektrin kuvaus | Spektrikomponenttien lyhyt kuvaus | Keskeinen ominaisuus | SVG-kaavio |
|---|---|---|---|---|
| Mekaaninen löysyys (Komponenttien löysyys) | Spektri on runsas nopeusharmonisten yliaaltojen joukosta. Esiintyy laaja valikoima 1×:n kokonaislukukertoja (1×:stä korkeisiin kertalukuihin, kuten ~10×) merkittävillä amplitudeilla. Edistyneissä tapauksissa voi esiintyä myös aliharmonisia taajuuksia (esim. 0,5×). | Useat käyntinopeuden harmoniset yliaallot ovat vallitsevia (1×, 2×, 3× … jopa noin 10×). Joskus toistuvien iskujen vuoksi voi esiintyä murtolukuisia (puolikertaluvun) taajuuskomponentteja taajuuksilla 1/2×, 3/2× jne. | Spektrissä on selkeästi erottuva ”harmoninen sarja” huippuja – lukuisia tasavälein toisistaan sijaitsevia huippuja pyörimistaajuuden kokonaislukukerrannaisina. Tämä viittaa löysiin tai väärin asennettuihin osiin, jotka aiheuttavat toistuvia iskuja. Useiden harmonisten (ja mahdollisesti puolikkaan aliharmonisten) esiintyminen on keskeinen tunnusmerkki. | |
| Rakenteellinen löysyys (Jalustan/kiinnityksen löysyys) | Värähtelyspektriä hallitsee usein yksi tai kaksi kertaa ajonopeus. Yleensä spektrissä näkyy huippu nopeudella 1 × RPM ja/tai huippu nopeudella 2 × RPM. Yli 2 × RPM:n korkeammat harmoniset ovat yleensä paljon pienempiä amplitudiltaan verrattuna näihin perusvärähtelyihin. | Näyttää ensisijaisesti taajuuskomponentteja arvoilla 1× ja 2× akselin nopeus. Muut harmoniset yliaallot (3×, 4× jne.) yleensä puuttuvat tai ovat vähäisiä. 1×- tai 2×-komponentti voi olla vallitseva löysyyden luonteesta riippuen (esim. yksi isku kierrosta kohden tai kaksi iskua kierrosta kohden). | Huomattavan korkea 1× tai 2× huippu (tai molemmat) suhteessa muuhun spektriin, mikä osoittaa tukien tai rakenteen löysyyttä. Usein värähtely on voimakkaampaa pystysuunnassa, jos kone on löysästi asennettu. Yksi tai kaksi hallitsevaa matalan kertaluvun huippua, joissa on vain vähän korkeampia harmonisia, on ominaista rakenteelliselle tai perustusten löysyydelle. |
Laakeriviat
| Vikatyyppi | Spektrin kuvaus | Spektrikomponenttien lyhyt kuvaus | Keskeinen ominaisuus | SVG-kaavio |
|---|---|---|---|---|
| Ulkopuolinen vika | Värähtelyspektrissä näkyy sarja piikkejä, jotka vastaavat ulomman vierintäkehän vikataajuutta ja sen harmonisia yliaaltoja. Nämä piikit ovat yleensä korkeammilla taajuuksilla (eivät akselin pyörimisnopeuden kokonaislukukerrannaisina) ja osoittavat joka kerta, kun vierintäelementti kulkee ulomman vierintäkehän vikakohdan yli. | Ulkokehän pallonkiertotaajuudessa (BPFO) on useita harmonisia yliaaltoja. Tyypillisesti spektrissä voidaan havaita 8–10 BPFO-harmonista yliaaltoa voimakkaan ulkokehän viallisen tilan yhteydessä. Näiden piikkien välinen etäisyys on yhtä suuri kuin BPFO (laakerin geometrian ja nopeuden määräämä ominaistaajuus). | Selkeä piikkien sarja BPFO:ssa ja sen peräkkäisissä harmonisissa on tunnusmerkki. Lukuisien tasaisesti sijaitsevien korkeataajuisten piikkien (BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO, …) läsnäolo viittaa selvästi ulomman laakerikehän vikaan. | |
| Sisäisen rodun vika | Sisemmän siirrosradan siirrosspektrissä on useita selviä piikkejä sisemmän siirrosradan siirrostaajuudella ja sen harmonisilla yliaalloilla. Lisäksi jokaiseen näistä siirrostaajuuspiikeistä liittyy tyypillisesti sivukaistapiikkejä, jotka sijaitsevat nopeustaajuuden (1×) tasolla. | Sisältää useita sisemmän radan pallopäästötaajuuden (BPFI) harmonisia yliaaltoja, usein luokkaa 8–10 harmonista. Tyypillisesti näitä BPFI-piikkejä moduloivat sivukaistat nopeudella ±1× RPM – mikä tarkoittaa, että jokaisen BPFI-harmonisen vieressä esiintyy pienempiä sivupiikkejä, jotka ovat erillään pääpiikistä akselin pyörimistaajuuden verran. | Ilmaiseva merkki on sisemmän kehäradan vikataajuuden (BPFI) harmonisten esiintyminen sivukaistakuviolla. Akselinopeudella BPFI-harmonisten ympärillä olevat sivukaistat osoittavat, että sisemmän kehäradan vikaa kuormitetaan kerran kierrosta kohden, mikä vahvistaa sisäisen kehäradan ongelman ulkokehän sijaan. | |
| Vierivän elementin vika (Pallo/Rulla) | Vierintäelementin (kuulan tai rullan) vika aiheuttaa värähtelyä vierintäelementin pyörimistaajuudella ja sen harmonisilla yliaalloilla. Spektrissä näkyy sarja piikkejä, jotka eivät ole akselin nopeuden kokonaislukukertoja, vaan pikemminkin kuulan/rullan pyörimistaajuuden (BSF) kerrannaisia. Yksi näistä harmonisista piikeistä on usein huomattavasti suurempi kuin muut, mikä heijastaa kuinka monta vierintäelementtiä on vaurioitunut. | Perusvierintäelementin vikataajuudella (BSF) ja sen harmonisilla yliaalloilla esiintyy piikkejä. Esimerkiksi BSF, 2×BSF, 3×BSF jne. Näiden piikkien amplitudikuvio voi osoittaa vaurioituneiden elementtien lukumäärän – esimerkiksi jos toinen harmoninen on suurin, se voi viitata siihen, että kahdessa kuulassa/rullassa on lohkeamia. Usein tähän liittyy jonkin verran värähtelyä vierintäelementin vikataajuuksilla, koska vierintäelementin vaurioituminen johtaa usein myös vierintäelementin vaurioitumiseen. | Laakerielementin pyörimistaajuuden (BSF) ja akselin pyörimistaajuuden erottamalla toisistaan esiintyvien piikkien sarja osoittaa vierintäelementin vian. Laakerielementin N:nnen harmonisen erityisen suuri amplitudi viittaa usein siihen, että N elementtiä on vaurioitunut (esim. erittäin korkea 2×BSF-piikki voi viitata kahteen vialliseen kuulaan). | |
| Häkkivika (Laakerihäkki / FTF) | Vierintälaakerin häkki- (erotin-) vika aiheuttaa värähtelyä häkin pyörimistaajuudella – perustaajuudella (FTF) – ja sen harmonisilla yliaalloilla. Nämä taajuudet ovat yleensä alisynkronisia (akselin nopeuden alapuolella). Spektrissä näkyy huippuja FTF:llä, 2×FTF:llä, 3×FTF:llä jne., ja usein vuorovaikutusta muiden laakeritaajuuksien kanssa modulaation vuoksi. | Häkin pyörimistaajuutta (FTF) vastaavat matalataajuiset piikit ja sen kokonaislukukerrannaiset. Esimerkiksi, jos FTF ≈ 0,4 × akselin nopeus, piikkejä voi nähdä arvoilla ~0,4 ×, ~0,8 ×, ~1,2 × jne. Monissa tapauksissa häkkivirhe esiintyy samanaikaisesti kilparadoissa olevien virheiden kanssa, joten FTF voi moduloida kilparadoissa olevien virheiden signaaleja tuottaen summa-/erotustaajuuksia (sivukaistoja kilparadoissa olevien taajuuksien ympärillä). | Yksi tai useampi laakerihäkin pyörimisnopeuden (FTF) kanssa linjassa oleva aliharmoninen huippu (alle 1×) viittaa häkkiongelmaan. Tämä ilmenee usein muiden laakerivikaoireiden rinnalla. Keskeinen ominaisuus on FTF:n ja sen harmonisten esiintyminen spektrissä, mikä on muuten harvinaista, ellei häkki ole vikaantumassa. |
Vaihdeviat
| Vikatyyppi | Spektrin kuvaus | Spektrikomponenttien lyhyt kuvaus | Keskeinen ominaisuus | SVG-kaavio |
|---|---|---|---|---|
| Vaihteen epäkeskisyys / Taivutettu akseli | Tämä vika aiheuttaa hammaspyörän kytkentävärähtelyn modulaatiota. Spektrissä hammaspyörän kytkentätaajuuden (GMF) huippua ympäröivät sivukaistahuiput, jotka sijaitsevat hammaspyörän akselin pyörimistaajuuden (1 × hammaspyörän RPM) välein. Usein myös hammaspyörän oma 1 × käyntinopeuden värähtely on koholla epäkeskisyyden epätasapainon kaltaisen vaikutuksen vuoksi. | Huomattava amplitudin kasvu vaihteen kytkentätaajuudella ja sen alemmilla harmonisilla (esim. 1×, 2×, 3× GMF). GMF:n ympärille (ja joskus sen harmonisten ympärille) ilmestyy selkeitä sivunauhoja välein, jotka ovat 1× kyseisen vaihteen pyörimisnopeus. Näiden sivunauhojen läsnäolo osoittaa kytkentätaajuuden amplitudimodulaatiota vaihteen pyörimisen vaikutuksesta. | Tyypillinen ominaisuus on hammaspyörän kytkentätaajuus, jossa on selkeät sivunauhat 1× hammaspyörätaajuudella. Tämä sivunauhakuvio (huiput, jotka ovat tasaisin välein GMF:n ympärillä käyntinopeuden mukaan) viittaa vahvasti hammaspyörän epäkeskisyyteen tai vääntyneeseen hammaspyörän akseliin. Lisäksi hammaspyörän perusvärähtely (1×) voi olla normaalia korkeampi. | |
| Vaihteiden hampaiden kuluminen tai vaurioituminen | Hammasrattaiden viat (kuten kuluneet tai rikkoutuneet hampaat) aiheuttavat värähtelyn lisääntymistä hammasrattaiden kytkeytymistaajuudella ja sen harmonisilla yliaalloilla. Spektrissä näkyy usein useita suuria GMF-piikkejä (1×GMF, 2×GMF jne.). Lisäksi näiden GMF-piikkien ympärillä esiintyy lukuisia sivukaistataajuuksia, joiden väliin jää akselin pyörimistaajuus. Joissakin tapauksissa voidaan havaita myös hammasrattaiden ominaistaajuuksien (resonanssien) herätettä sivukaistoilla. | Kohonneet piikit hammaspyörän kytkeytymistaajuudella (hampaiden kytkeytymistaajuudella) ja sen harmonisilla yliaalloilla (esimerkiksi 2×GMF). Kunkin GMF-pääharmonisen ympärillä on sivukaistapiikkejä, joiden välissä on 1× käyntinopeus. 1×, 2×, 3× GMF-komponenttien ympärillä olevien sivukaistojen lukumäärä ja koko kasvavat yleensä hammasvaurion vakavuuden myötä. Vakavissa tapauksissa voi esiintyä lisäpiikkejä, jotka vastaavat hammaspyörän resonanssitaajuuksia (omine sivukaistoineen). | Useat suuren amplitudin omaavat hammaspyörän kytkentätaajuusharmoniset, joihin liittyy tiheitä sivukaistakuvioita, ovat tyypillisiä merkkejä. Tämä viittaa epätasaiseen hampaan ylikulkuun kulumisen tai rikkoutuneen hampaan vuoksi. Voimakkaasti kuluneella tai vaurioituneella hammasrattaalla on laajat sivunauhat (1× vaihdenopeuden välein) kytkentätaajuushuippujen ympärillä, mikä erottaa sen terveestä hammasrattaasta (jolla olisi puhtaampi spektri keskittyen GMF:ään). |
FI 
EN 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FR 
DE 
EL 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UK 
VI
0 Huomautuksia