Analiza vibracija ključna je tehnika za dijagnosticiranje tehničkog stanja strojeva. Različiti kvarovi strojeva proizvode karakteristične obrasce u frekvencijskom spektru vibracija. Ispitivanjem frekvencijskog spektra vibracija stroja (obično putem FFT analize) mogu se identificirati specifične vrste nedostataka. U nastavku su u tablicama prikazane uobičajene kategorije nedostataka (neravnoteža, neusklađenost, labavost, kvarovi ležajeva, kvarovi zupčanika). Svaka tablica prikazuje podtipove kvara, opisujući njihov tipičan spektar vibracija, uočene spektralne komponente, ključne identifikacijske značajke i ilustrativni graf spektra (ugrađen kao SVG). Sve reference frekvencija koriste višekratnike brzine rada (npr. "1×" = frekvencija jednom po okretaju).
Neravnoteža
| Vrsta kvara | Opis spektra | Kratak opis spektralnih komponenti | Ključna značajka | SVG graf |
|---|---|---|---|---|
| Statička neravnoteža (Jedna ravnina) | Spektar dominira jednim vrhom pri osnovnoj brzini rada (1× RPM):. Vibracija je sinusoidna, s minimalnom energijom na ostalim frekvencijama. | Primarno jaka 1× rotacijska frekvencijska komponenta. Malo ili nimalo viših harmonika (čisti 1× ton):. | Velika amplituda od 1× u svim radijalnim smjerovima: vibracija na oba ležaja je u fazi (nema fazne razlike između dva kraja):. Često se opaža fazni pomak od približno 90° između horizontalnih i vertikalnih mjerenja na istom ležaju:. | |
| Dinamička neravnoteža (Dvostruki/Par) | Spektar također pokazuje dominantni vrh frekvencije jednom po okretaju (1×), sličan statičkoj neravnoteži. Vibracija je na brzini rotacije, bez značajnog sadržaja viših frekvencija ako je neravnoteža jedini problem. | Dominantna komponenta 1× RPM (često s "njihanjem" ili klimanjem rotora):. Viši harmonici su općenito odsutni osim ako nisu prisutni drugi kvarovi. | 1× vibracija na svakom ležaju je izvan faze – postoji fazna razlika od oko 180° između vibracija na dva kraja rotora: (što ukazuje na neravnotežu para). Snažan 1× vrh s ovim faznim odnosom je znak dinamičke neravnoteže. |
Neusklađenost
| Vrsta kvara | Opis spektra | Kratak opis spektralnih komponenti | Ključna značajka | SVG graf |
|---|---|---|---|---|
| Paralelno neusklađivanje (Pomaknute osovine) | Spektar vibracija pokazuje povišenu energiju na osnovnoj frekvenciji (1×) i njenim harmonicima 2× i 3× brzine vrtnje, posebno u radijalnom smjeru. Tipično, 1× komponenta je dominantna s prisutnim neusklađenošću, popraćenom značajnom 2× komponentom. | Sadrži značajne vrhove pri frekvencijama rotacije osovine 1×, 2× i 3×. Pojavljuju se pretežno u mjerenjima radijalnih vibracija (okomito na osovinu):. | Visoke vibracije od 1× i 2× u radijalnom smjeru su indikativne. Često se opaža fazna razlika od 180° između mjerenja radijalnih vibracija na suprotnim stranama spojke, što je razlikuje od čistog disbalansa. | |
| Kutno neusklađenje (Nagnute osovine) | Frekvencijski spektar pokazuje jake harmonike brzine osovine, posebno istaknutu komponentu brzine rada 2× uz 1×: Vibracije pri 1×, pojavljuju se 2× (a često i 3×), pri čemu su značajne aksijalne (duž osovine) vibracije. | Značajni vrhovi pri 1× i 2× (a ponekad i 3×) brzine rada: Komponenta 2× često je jednaka ili veća od 1×. Ove frekvencije su izražene u spektru aksijalnih vibracija (duž osi stroja): | Relativno visoka amplituda drugog harmonika (2×) u usporedbi s 1×, u kombinaciji s jakim aksijalnim vibracijama. Aksijalna mjerenja na obje strane spojnice su 180° izvan faze, što je znak kutnog neusklađenosti. |
Labavost
| Vrsta kvara | Opis spektra | Kratak opis spektralnih komponenti | Ključna značajka | SVG graf |
|---|---|---|---|---|
| Mehanička labavost (Labavost komponenti) | Spektar je bogat harmonicima brzine trčanja. Pojavljuje se širok raspon cjelobrojnih višekratnika broja 1× (od 1× do viših redova kao što je ~10×) sa značajnim amplitudama. U naprednijim slučajevima mogu se pojaviti i subharmonijske frekvencije (npr. 0,5×). | Dominiraju višestruki harmonici brzine trčanja (1×, 2×, 3× … do oko 10×). Povremeno, zbog ponovljenih udara mogu biti prisutne frakcijske (polovične) komponente frekvencije od 1/2×, 3/2× itd. | Karakterističan „harmonijski niz“ vrhova u spektru – brojni jednako razmaknuti vrhovi na cjelobrojnim višekratnicima frekvencije rotacije. To ukazuje na labave ili nepravilno postavljene dijelove koji uzrokuju ponovljene udarce. Prisutnost mnogih harmonika (i moguće podharmonika polureda) ključni je znak. | |
| Strukturna labavost (Labavost baze/montaže) | Spektar vibracija često je dominiran jednom ili dva puta većom brzinom rada. Uobičajeno se u spektru pojavljuje vrh pri 1× RPM i/ili vrh pri 2× RPM. Viši harmonici iznad 2× obično su puno niže amplitude u usporedbi s ovim osnovnim harmonicima. | Primarno prikazuje frekvencijske komponente pri 1× i 2× brzini osovine. Ostali harmonici (3×, 4× itd.) uglavnom su odsutni ili su manji. Komponenta 1× ili 2× može prevladavati ovisno o prirodi labavosti (npr. jedan udar po okretaju ili dva udara po okretaju). | Značajno visok vrh od 1× ili 2× (ili oba) u odnosu na ostatak spektra, što ukazuje na labavost nosača ili konstrukcije. Vibracije su često jače u vertikalnom smjeru ako je stroj labavo montiran. Jedan ili dva dominantna vrha nižeg reda s malo viših harmonika karakteristični su za labavost konstrukcije ili temelja. |
Nedostaci ležaja
| Vrsta kvara | Opis spektra | Kratak opis spektralnih komponenti | Ključna značajka | SVG graf |
|---|---|---|---|---|
| Defekt vanjskog koluta | Spektar vibracija pokazuje niz vrhova koji odgovaraju frekvenciji defekta vanjskog prstena i njegovim harmonicima. Ti vrhovi su obično na višim frekvencijama (ne cjelobrojnim višekratnicima rotacije osovine) i pokazuju svaki put kada kotrljajući element pređe preko defekta vanjskog prstena. | Prisutni su višestruki harmonici frekvencije prolaska kuglice vanjskog prstena (BPFO). Obično se u spektru može uočiti 8-10 harmonika BPFO-a za izraženi kvar vanjskog prstena. Razmak između tih vrhova jednak je BPFO-u (karakteristična frekvencija određena geometrijom ležaja i brzinom). | Izrazit niz vrhova na BPFO-u i njegovim uzastopnim harmonicima je karakterističan. Prisutnost brojnih ravnomjerno raspoređenih visokofrekventnih vrhova (BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO, ...) jasno ukazuje na defekt vanjskog prstena ležaja. | |
| Defekt unutarnjeg trkaća | Spektar rasjeda unutarnjeg kruga pokazuje nekoliko istaknutih vrhova na frekvenciji rasjeda unutarnjeg kruga i njegovim harmonicima. Osim toga, svaki od ovih vrhova frekvencije rasjeda obično je popraćen vrhovima bočnog pojasa razmaknutim na frekvenciji brzine rada (1×). | Sadrži više harmonika frekvencije prolaska kuglice unutarnjeg prstena (BPFI), često reda veličine 8-10 harmonika. Karakteristično je da su ovi BPFI vrhovi modulirani bočnim pojasevima pri ±1× RPM - što znači da se pored svakog BPFI harmonika pojavljuju manji bočni vrhovi, odvojeni od glavnog vrha za količinu jednaku frekvenciji vrtnje vratila. | Znak upozorenja je prisutnost harmonika frekvencije defekta unutarnjeg koluta (BPFI) s uzorkom bočnog pojasa. Bočni pojasevi razmaknuti pri brzini osovine oko BPFI harmonika ukazuju na to da se defekt unutarnjeg koluta opterećuje jednom po okretu, što potvrđuje problem s unutarnjim kolutom, a ne s vanjskim kolutom. | |
| Defekt kotrljajućeg elementa (Kuglica/Valjkast) | Defekt kotrljajućeg elementa (kuglice ili valjka) proizvodi vibracije na frekvenciji vrtnje kotrljajućeg elementa i njegovim harmonicima. Spektar će pokazati niz vrhova koji nisu cjelobrojni višekratnici brzine osovine, već višekratnici frekvencije vrtnje kuglice/valjka (BSF). Jedan od ovih harmonijskih vrhova često je znatno veći od ostalih, što odražava koliko je kotrljajućih elemenata oštećeno. | Pojavit će se vrhovi na osnovnoj frekvenciji defekta kotrljajućeg elementa (BSF) i njegovim harmonicima. Na primjer, BSF, 2×BSF, 3×BSF itd. Značajno je da amplitudski uzorak ovih vrhova može ukazivati na broj oštećenih elemenata - npr. ako je drugi harmonik najveći, to bi moglo sugerirati da dvije kuglice/valjci imaju krhotine. Često to prati i neka vibracija na frekvencijama kvara kotrljajućeg elementa, jer oštećenje kotrljajućeg elementa često dovodi i do oštećenja kotrljajućeg elementa. | Prisutnost niza vrhova razmaknutih BSF-om (frekvencija vrtnje elementa ležaja), a ne frekvencijom rotacije vratila, identificira defekt kotrljajućeg elementa. Posebno visoka amplituda N-tog harmonika BSF-a često implicira da je N elemenata oštećeno (npr. vrlo visok vrh 2×BSF može ukazivati na dvije kuglice s defektima). | |
| Defekt kaveza (Kavez ležaja / FTF) | Defekt kaveza (separatora) u kotrljajućem ležaju uzrokuje vibracije na frekvenciji rotacije kaveza – osnovnoj frekvenciji vlaka (FTF) – i njegovim harmonicima. Ove frekvencije su obično subsinkrone (ispod brzine osovine). Spektar će pokazati vrhove na FTF, 2×FTF, 3×FTF itd., a često i neku interakciju s drugim frekvencijama ležajeva zbog modulacije. | Niskofrekventni vrhovi koji odgovaraju rotacijskoj frekvenciji kaveza (FTF) i njezinim cjelobrojnim višekratnicima. Na primjer, ako je FTF ≈ 0,4× brzina osovine, možete vidjeti vrhove na ~0,4×, ~0,8×, ~1,2× itd. U mnogim slučajevima, defekt kaveza koegzistira s defektima utrke, pa FTF može modulirati signale defekta utrke, stvarajući frekvencije zbroja/razlike (bočne pojaseve oko frekvencija utrke). | Jedan ili više subharmonijskih vrhova (ispod 1×) koji se poravnavaju s brzinom rotacije kaveza ležaja (FTF) ukazuju na problem s kavezom. To se često pojavljuje uz druge indikacije kvara ležaja. Ključni znak je prisutnost FTF-a i njegovih harmonika u spektru, što je inače neuobičajeno osim ako kavez ne otkazuje. |
Kvarovi zupčanika
| Vrsta kvara | Opis spektra | Kratak opis spektralnih komponenti | Ključna značajka | SVG graf |
|---|---|---|---|---|
| Ekscentričnost zupčanika / Savijena osovina | Ovaj kvar uzrokuje modulaciju vibracija zahvata zupčanika. U spektru, vrh frekvencije zahvata zupčanika (GMF) okružen je vrhovima bočnog pojasa razmaknutim na frekvenciji rotacije osovine zupčanika (1× okretaji zupčanika u minuti). Često je i vlastita vibracija zupčanika od 1× brzine rada također povišena zbog efekta ekscentričnosti sličnog neravnoteži. | Značajno povećanje amplitude na frekvenciji mreže zupčanika i njegovim nižim harmonicima (npr. 1×, 2×, 3× GMF). Jasne bočne vrpce pojavljuju se oko GMF-a (a ponekad i oko njegovih harmonika) u intervalima jednakim 1× brzini rotacije zahvaćenog zupčanika. Prisutnost ovih bočnih vrpci ukazuje na modulaciju amplitude frekvencije mreže rotacijom zupčanika. | Frekvencija zahvata zupčanika s izraženim bočnim pojasevima pri 1× frekvenciji zupčanika je karakteristična značajka. Ovaj uzorak bočnih pojaseva (vrhovi jednako raspoređeni oko GMF-a brzinom rada) snažno ukazuje na ekscentricitet zupčanika ili savijeno vratilo zupčanika. Osim toga, osnovna vibracija zupčanika (1×) može biti veća od normalne. | |
| Istrošenost ili oštećenje zuba zupčanika | Kvarovi zuba zupčanika (poput istrošenih ili slomljenih zuba) uzrokuju povećanje vibracija na frekvenciji zahvata zupčanika i njegovim harmonicima. Spektar često pokazuje višestruke vrhove GMF-a (1×GMF, 2×GMF itd.) visoke amplitude. Osim toga, oko ovih vrhova GMF-a pojavljuju se brojne bočne frekvencije, razmaknute frekvencijom rotacije vratila. U nekim slučajevima može se uočiti i pobuđivanje vlastitih frekvencija zupčanika (rezonancija) bočnim pojasevima. | Povišeni vrhovi na frekvenciji zahvata zupčanika (frekvencija zahvata zuba) i njegovim harmonicima (na primjer, 2×GMF). Oko svakog glavnog harmonika GMF-a postoje vrhovi bočnih pojaseva odvojeni brzinom vrtnje od 1×. Broj i veličina bočnih pojaseva oko komponenti 1×, 2×, 3× GMF-a imaju tendenciju povećanja s težinom oštećenja zuba. U težim slučajevima mogu se pojaviti dodatni vrhovi koji odgovaraju rezonantnim frekvencijama zupčanika (s vlastitim bočnim pojasevima). | Višestruki visokoamplitudni harmonici frekvencije mreže zupčanika popraćeni gustim uzorcima bočnih pojaseva su obilježje. To ukazuje na nepravilan prolazak zuba zbog istrošenosti ili slomljenog zuba. Jako istrošen ili oštećen zupčanik pokazat će opsežne bočne pojaseve (u intervalima brzine 1× zupčanika) oko vrhova frekvencije mreže, što ga razlikuje od zdravog zupčanika (koji bi imao čišći spektar koncentriran na GMF-u). |
HR 
EN 
BG 
ZH 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
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 Komentari