Vibrasjonsanalyse er en nøkkelteknikk for å diagnostisere maskiners tekniske tilstand. Ulike maskinfeil produserer karakteristiske mønstre i vibrasjonsfrekvensspekteret. Ved å undersøke frekvensspekteret til maskinvibrasjoner (vanligvis via FFT-analyse), kan man identifisere spesifikke feiltyper. Nedenfor presenteres vanlige feilkategorier (ubalanse, feiljustering, løshet, lagerfeil, girfeil) i tabeller. Hver tabell skisserer undertyper av feilen, som beskriver deres typiske vibrasjonsspekter, de observerte spektralkomponentene, viktige identifiserende trekk og en illustrerende spektrumgraf (innebygd som SVG). Alle frekvensreferanser bruker multipler av driftshastigheten (f.eks. "1×" = frekvens per omdreining).
Ubalanse
| Feiltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse av spektrale komponenter | Nøkkelfunksjon | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Statisk ubalanse (Ettplan) | Spekteret domineres av en enkelt topp ved den grunnleggende driftshastigheten (1 × RPM):. Vibrasjonen er sinusformet, med minimal energi ved andre frekvenser. | Primært en sterk 1× rotasjonsfrekvenskomponent. Lite eller ingen høyere harmoniske (en ren 1× tone):. | Stor 1× amplitude i alle radielle retninger: vibrasjon i begge lagrene er i fase (ingen faseforskjell mellom de to endene):. Omtrent 90° faseforskyvning observeres ofte mellom horisontale og vertikale målinger i samme lager:. | |
| Dynamisk ubalanse (Toplans/Parplans) | Spekteret viser også en dominerende frekvenstopp én gang per omdreining (1×), tilsvarende statisk ubalanse. Vibrasjon er ved rotasjonshastigheten, uten noe betydelig innhold av høyere frekvenser hvis ubalanse er det eneste problemet. | Dominerende 1× RPM-komponent (ofte med en «svingning» eller vingling av rotoren): Høyere harmoniske er vanligvis fraværende med mindre andre feil er tilstede. | 1× vibrasjon ved hvert lager er ute av fase – det er omtrent en faseforskjell på 180° mellom vibrasjonene i de to endene av rotoren: (noe som indikerer en ubalanse i paret). Den sterke 1×-toppen med dette faseforholdet er et tegn på dynamisk ubalanse. |
Feiljustering
| Feiltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse av spektrale komponenter | Nøkkelfunksjon | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Parallell feiljustering (Forskjøvede aksler) | Vibrasjonsspekteret viser forhøyet energi ved grunntonen (1×) og dens harmoniske 2× og 3× driftshastighet, spesielt i radial retning. Vanligvis er 1×-komponenten dominerende med tilstedeværende feiljustering, ledsaget av en merkbar 2×-komponent. | Inneholder betydelige topper ved akselrotasjonsfrekvenser på 1×, 2× og 3×. Disse forekommer hovedsakelig i radielle vibrasjonsmålinger (vinkelrett på akselen):. | Høy 1× og 2× vibrasjon i radial retning er indikative. En faseforskjell på 180° mellom radielle vibrasjonsmålinger på motsatte sider av koblingen observeres ofte, noe som skiller det fra ren ubalanse. | |
| Vinkelfeiljustering (Skrågående sjakter) | Frekvensspekteret viser sterke harmoniske overtoner i akselhastigheten, særlig en fremtredende 2× driftshastighetskomponent i tillegg til 1×: Vibrasjon ved 1×, 2× (og ofte 3×) vises, med aksial (langs akselen) vibrasjon som betydelig. | Merkbare topper ved 1× og 2× (og noen ganger 3×) kjørehastighet: 2×-komponenten er ofte like stor som eller større enn 1×. Disse frekvensene er uttalt i det aksiale vibrasjonsspekteret (langs maskinens akse): | Relativt høy andre harmonisk (2×) amplitude sammenlignet med 1×, kombinert med sterk aksial vibrasjon. Aksiale målinger på hver side av koblingen er 180° ute av fase, et kjennetegn på vinkelfeiljustering. |
Løshet
| Feiltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse av spektrale komponenter | Nøkkelfunksjon | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Mekanisk løshet (Komponentløshet) | Spekteret er rikt på harmoniske frekvenser i løpehastigheten. Et bredt spekter av heltallsmultipler av 1× (fra 1× opp til høyere ordener som ~10×) opptrer med betydelige amplituder. I avanserte tilfeller kan også subharmoniske frekvenser (f.eks. 0,5×) oppstå. | Flere harmoniske frekvenser i driftshastighet dominerer (1×, 2×, 3× … opptil rundt 10×). Av og til kan brøkdeler (halvordens) frekvenskomponenter ved 1/2×, 3/2× osv. være tilstede på grunn av gjentatte støt. | En særegen «harmonisk serie» av topper i spekteret – en rekke jevnt fordelte topper ved heltallsmultipler av rotasjonsfrekvensen. Dette indikerer løse eller feilmonterte deler som forårsaker gjentatte støt. Tilstedeværelsen av mange harmoniske (og muligens halvordens subharmoniske) er en toneartsignatur. | |
| Strukturell løshet (Løshet i base/montering) | Vibrasjonsspekteret domineres ofte av én eller to ganger kjørehastigheten. Vanligvis vil en topp ved 1× o/min og/eller en topp ved 2× o/min dukke opp i spekteret. Høyere harmoniske over 2× har vanligvis mye lavere amplitude sammenlignet med disse grunnleggende forholdene. | Viser primært frekvenskomponenter ved 1× og 2× akselhastigheten. Andre harmoniske (3×, 4×, osv.) er vanligvis fraværende eller små. 1×- eller 2×-komponenten kan dominere avhengig av løshetens art (f.eks. ett støt per omdreining eller to støt per omdreining). | En bemerkelsesverdig høy 1× eller 2× topp (eller begge deler) i forhold til resten av spekteret, som indikerer løshet i støtter eller struktur. Ofte er vibrasjonen sterkere i vertikal retning hvis maskinen er løst montert. En eller to dominerende lavordenstopper med få høyere harmoniske er karakteristisk for løshet i strukturen eller fundamentet. |
Lagerfeil
| Feiltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse av spektrale komponenter | Nøkkelfunksjon | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Ytre rasefeil | Vibrasjonsspekteret viser en serie topper som korresponderer med frekvensen til den ytre lagerfeilen og dens harmoniske. Disse toppene er vanligvis ved høyere frekvenser (ikke heltallsmultipler av akselrotasjonen) og indikerer hver gang et rulleelement passerer over den ytre lagerfeilen. | Flere harmoniske overtoner i den ytre lagerringens kulefrekvens (BPFO) er tilstede. Vanligvis kan 8–10 harmoniske overtoner av BPFO observeres i spekteret for en uttalt forkastning i den ytre lagerringen. Avstanden mellom disse toppene er lik BPFO (en karakteristisk frekvens bestemt av lagergeometri og hastighet). | Et tydelig tog av topper ved BPFO og dens påfølgende harmoniske er signaturen. Tilstedeværelsen av en rekke jevnt fordelte høyfrekvente topper (BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO, …) peker tydelig på en defekt i det ytre lageret. | |
| Indre rasefeil | Spekteret for en indre løpsfeil viser flere fremtredende topper ved den indre løpsfeilfrekvensen og dens harmoniske. I tillegg er hver av disse feilfrekvenstoppene vanligvis ledsaget av sidebåndtopper fordelt med driftshastighetsfrekvensen (1×). | Inneholder flere harmoniske overtoner i den indre løpebanens kulefrekvens (BPFI), ofte i størrelsesorden 8–10 harmoniske. Karakteristisk er disse BPFI-toppene modulert av sidebånd ved ±1× RPM – som betyr at ved siden av hver BPFI-harmoniske vises mindre sidetopper, atskilt fra hovedtoppen med en mengde som tilsvarer akselrotasjonsfrekvensen. | Det avslørende tegnet er tilstedeværelsen av BPFI-harmoniske frekvenser for indre lagerbanefeil (BPFI) med et sidebåndmønster. Sidebåndene som er fordelt med akselhastigheten rundt BPFI-harmonikkene, indikerer at den indre lagerbanefeilen belastes én gang per omdreining, noe som bekrefter et problem med den indre lagerbanen snarere enn den ytre lagerbanen. | |
| Defekt i rulleelement (Ball/Rulle) | En defekt på et rulleelement (kule eller rulle) produserer vibrasjoner ved rulleelementets rotasjonsfrekvens og dets harmoniske. Spekteret vil vise en serie topper som ikke er heltallsmultipler av akselhastigheten, men snarere multipler av kulens/rullens rotasjonsfrekvens (BSF). En av disse harmoniske toppene er ofte betydelig større enn de andre, noe som gjenspeiler hvor mange rulleelementer som er skadet. | Topper ved den grunnleggende rulleelementfeilfrekvensen (BSF) og dens harmoniske. For eksempel vil BSF, 2×BSF, 3×BSF, osv. dukke opp. Det er verdt å merke seg at amplitudemønsteret til disse toppene kan indikere antall skadede elementer – f.eks. hvis den andre harmoniske er størst, kan det tyde på at to kuler/ruller har avskallinger. Ofte følger det med noe vibrasjon ved løpebanefeilfrekvensene, ettersom skade på rulleelementet ofte også fører til løpebaneskade. | Tilstedeværelsen av en serie topper med avstand mellom BSF (lagerelementets rotasjonsfrekvens) snarere enn akselrotasjonsfrekvensen identifiserer en defekt i rulleelementet. En spesielt høy amplitude av den N-te harmoniske i BSF impliserer ofte at N elementer er skadet (f.eks. kan en veldig høy 2×BSF-topp indikere to kuler med defekter). | |
| Burdefekt (Lagerbur / FTF) | En burdefekt (separatordefekt) i et rullelager gir vibrasjon ved burets rotasjonsfrekvens – den grunnleggende togfrekvensen (FTF) – og dens harmoniske. Disse frekvensene er vanligvis subsynkrone (under akselhastigheten). Spekteret vil vise topper ved FTF, 2×FTF, 3×FTF, osv., og ofte noe interaksjon med andre lagerfrekvenser på grunn av modulering. | Lavfrekvente topper som tilsvarer burets rotasjonsfrekvens (FTF) og heltallsmultipler av den. Hvis for eksempel FTF ≈ 0,4× akselhastighet, kan du se topper ved ~0,4×, ~0,8×, ~1,2× osv. I mange tilfeller eksisterer en burdefekt samtidig med løpsdefekter, slik at FTF kan modulere løpsdefektsignaler og produsere sum-/differansefrekvenser (sidebånd rundt løpsfrekvenser). | En eller flere subharmoniske topper (under 1×) som samsvarer med lagerburets rotasjonshastighet (FTF) indikerer et burproblem. Dette vises ofte sammen med andre indikasjoner på lagerfeil. Nøkkelsignaturen er tilstedeværelsen av FTF og dens harmoniske i spekteret, noe som ellers er uvanlig med mindre buret svikter. |
Girfeil
| Feiltype | Spektrumbeskrivelse | Kort beskrivelse av spektrale komponenter | Nøkkelfunksjon | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Gireksentrisitet / bøyd aksel | Denne feilen forårsaker modulering av girinngrepsvibrasjonen. I spekteret er girinngrepsfrekvenstoppen (GMF) omgitt av sidebåndtopper med avstand på girets akselrotasjonsfrekvens (1× girets o/min). Ofte er girets egen 1× driftshastighetsvibrasjon også forhøyet på grunn av den ubalanselignende effekten av eksentrisitet. | Merkbar økning i amplitude ved girets nettfrekvens og dens lavere harmoniske (f.eks. 1×, 2×, 3× GMF). Tydelige sidebånd vises rundt GMF (og noen ganger rundt dens harmoniske) med intervaller lik 1× rotasjonshastigheten til det berørte giret. Tilstedeværelsen av disse sidebåndene indikerer amplitudemodulasjon av nettfrekvensen ved girets rotasjon. | Girinngrepsfrekvens med uttalte sidebånd ved 1× girfrekvens er signaturtrekket. Dette sidebåndmønsteret (topper likt fordelt rundt GMF etter driftshastigheten) indikerer sterkt gireksentrisitet eller en bøyd giraksel. I tillegg kan girets grunnleggende (1×) vibrasjon være høyere enn normalt. | |
| Slitasje eller skade på girtann | Feil i girtenner (som slitte eller ødelagte tenner) gir en økning i vibrasjon ved girets inngrepsfrekvens og dens harmoniske. Spekteret viser ofte flere GMF-topper (1×GMF, 2×GMF, osv.) med høy amplitude. I tillegg dukker det opp en rekke sidebåndfrekvenser rundt disse GMF-toppene, med avstand mellom akselrotasjonsfrekvensen. I noen tilfeller kan man også observere eksitasjon av girets naturlige frekvenser (resonanser) med sidebånd. | Forhøyede topper ved girinngrepsfrekvensen (tanninngrepsfrekvens) og dens harmoniske (for eksempel 2×GMF). Rundt hver større GMF-harmoniske er det sidebåndtopper atskilt med 1× kjørehastighet. Antallet og størrelsen på sidebånd rundt 1×-, 2×-, 3× GMF-komponentene har en tendens til å øke med alvorlighetsgraden av tannskaden. I alvorlige tilfeller kan det oppstå ytterligere topper som tilsvarer girets resonansfrekvenser (med egne sidebånd). | Flere harmoniske girnettfrekvenser med høy amplitude, ledsaget av tette sidebåndsmønstre, er kjennetegnet. Dette indikerer uregelmessig tannpassasje på grunn av slitasje eller en brukket tann. Et sterkt slitt eller skadet gir vil vise omfattende sidebånd (ved intervaller på 1× girhastighet) rundt nettfrekvenstoppene, noe som skiller det fra et sunt gir (som ville ha et renere spektrum konsentrert ved GMF). |
NB 
EN 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UK 
VI
0 Kommentarer