Gratis engineeringtool #033
Identificatie van de trillingsbron
Interactief diagnosehulpmiddel — voer de trillingsfrequentie in als volgorde van draaisnelheid om mogelijke foutbronnen voor roterende machines te identificeren.
Diagnostische resultaten
Volledige frequentie–foutverwijzing
Trillingsfrequentieanalyse
Elke mechanische storing produceert trillingen met karakteristieke frequenties die gerelateerd zijn aan de rotatiesnelheid van de as. Door de dominante frequentie in een trillingsspectrum te identificeren en deze uit te drukken als een orde (veelvoud) van de assnelheid, kan de meest waarschijnlijke oorzaak van de storing worden vastgesteld.
Ordeberekening
Waar f_vibratie is de gemeten dominante frequentie in Hz en RPM is de rotatiesnelheid van de as.
Veelvoorkomende foutfrequenties
| Orde (harmonische) | Frequentie | Primaire bron | Aanvullende indicatoren |
|---|---|---|---|
| 1x | Assnelheid | Onbalans | Stabiele fase, evenredig met het kwadraat van de snelheid |
| 1x | Assnelheid | Verbogen as | Hoge axiale trilling, fasestabiel |
| 2x | 2 x assnelheid | Uitlijnfout | Hoge axiale trillingen, 180° faseverschil over de koppeling |
| 3x | 3 x assnelheid | Ernstige verkeerde uitlijning | Meerdere harmonischen aanwezig |
| 0,42–0,48x | Subsynchroon | Oliewerveling | Glijlagers, snelheidsafhankelijk |
| 0,5x | Halve assnelheid | Losheid / wrijving | Fractionele subharmonischen |
| Meerdere harmonischen | 1x, 2x, 3x… | Mechanische speling | Veel harmonischen van de draaisnelheid |
| Niet-synchroon | BPFO, BPFI, BSF | Lagerdefecten | Gemoduleerd door de draaisnelheid |
| Z x toerental | Bladpassage | Stroomproblemen | Pulsatie, cavitatie |
| Z x toerental | Tandwielingrijping | Tandwielproblemen | Zijbanden geven aan welk tandwiel het betreft. |
| 2x lijn (100/120 Hz) | Vaste frequentie | Elektrisch | Verdwijnt wanneer de stroom wordt uitgeschakeld. |
Fasehoekhandleiding
Faseanalyse is cruciaal. Voor het onderscheiden van fouten op dezelfde frequentie. Bij 1x: stabiele fase = onbalans, 180° over de koppeling = verkeerde uitlijning, onstabiele fase = speling. Gebruik altijd een tachometerreferentie.
Praktisch voorbeeld
Gegeven: Draaisnelheid = 1500 RPM, Dominante frequentie = 75 Hz
Loopsnelheidfrequentie = 1500 / 60 = 25 Hz
Orde = 75 / 25 = 3,0x
Hoofdverdachte: Ernstige verkeerde uitlijning of mechanische speling
Aanbevolen: Controleer de uitlijning van de koppeling, inspecteer de bevestigingsbouten en controleer de fundering.
⚠️ Let op: Deze tool biedt richtlijnen op basis van veelvoorkomende foutfrequentieverbanden. Een definitieve diagnose vereist correlatie met fasegegevens, tijdgolfvormen, baandiagrammen, bedrijfsomstandigheden en machinegeschiedenis. Controleer de resultaten altijd met aanvullende metingen.
De meeste mechanische fouten veroorzaken trillingen bij karakteristieke frequenties die gerelateerd zijn aan het astoerental:
- 1× RPM: Onbalans (meest voorkomend), kromme as, speling
- 2× RPM: Uitlijnfout (primaire indicator)
- 0.42–0.48×: Olie-whirl (oliewerveling) in glijlagers
- Niet-synchroon: Lagerdefecten
Druk de trillingsfrequentie uit als een veelvoud (orde) van het astoerental en vergelijk deze vervolgens met bekende foutpatronen. Correleer altijd met fase, amplitudetrend en bedrijfsomstandigheden.
1×-trilling (of synchrone trilling) treedt op bij exact de rotatiefrequentie van de as. Voor een machine met 3000 RPM geldt 1× = 50 Hz.
1×-trilling is altijd aanwezig tot op zekere hoogte als gevolg van restonbalans. Het wordt zorgwekkend wanneer de amplitude de aanvaardbare grenswaarden volgens ISO 10816/20816 overschrijdt.
Primaire oorzaken: massa-onbalans, kromme as, excentriciteit, resonantie. Fasehoekanalyse helpt om onderscheid te maken tussen deze oorzaken.
Oorzaken van subsynchrone trillingen (onder 1× RPM) zijn onder meer:
- Olie-whirl (0.42–0.48×): Instabiliteit van glijlagers, frequentie volgt het toerental
- Olie-whip (oliezweep): Ernstiger — frequentie vergrendelt op de eigenfrequentie van de rotor en volgt het toerental niet
- Aanlopen / wrijving (0.5×, fractioneel): Rotor-statorcontact veroorzaakt subharmonischen
- Speling (0.5×): Mechanische losheid bij bevestigingspunten
- Riemresonantie: Eigenfrequentie van de riem in riemaangedreven systemen
Subsynchrone trillingen zijn vaak gevaarlijker dan synchrone trillingen omdat ze kunnen leiden tot catastrofale instabiliteit.
Bronnen van hoogfrequente trillingen (boven 10× RPM):
- Defecten aan wentellagers: BPFO (buitenring), BPFI (binnenring), BSF (wentellichaam), FTF (kooi)
- Tandwielaangrijping (gear mesh): Aantal tanden × RPM, met zijbanden
- Schoep-/waaierpassage: Aantal schoepen × RPM
- Elektrische ruis: Groefpassagefrequentie, commutatie
- Cavitatie: Willekeurige hoogfrequente breedbandtrilling
- Constructieresonantie: Eigenfrequenties van componenten
De fasehoek is de hoekrelatie tussen de trillingspiek en een referentiemarkering op de as (gemeten met een toerenteller/tachometer).
Belangrijkste diagnostische toepassingen:
- Onbalans: Stabiele, herhaalbare fase bij 1×
- Uitlijnfout: ~180° faseverschil over de koppeling bij 1× en/of 2×
- Speling / losheid: Instabiele, verlopende fase
- Resonantie: ~90° faseverschuiving bij de eigenfrequentie, hoge versterking
- Kromme as: 1×-faseverschuiving van ~180° tussen binnenste en buitenste lager
Zonder fasegegevens is het vaak onmogelijk om onderscheid te maken tussen fouten die dezelfde frequentie veroorzaken (bijv. onbalans versus uitlijnfout bij 1×).
De procedures die op deze pagina worden beschreven, zijn ontwikkeld en in het veld getest door het Vibromera-team met behulp van de Balanset-1A, een draagbaar tweekanaals balanceerapparaat en trillingsanalysator voor het balanceren van rotoren ter plaatse.
Professionele trillingsanalysatoren met spectrumanalyse, orderregistratie en foutdiagnose. Gebruikt in meer dan 50 landen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko is trillingsanalyse-ingenieur en oprichter en CEO van Vibromera. Al meer dan 15 jaar balanceert hij draaiende machines in het veld in plaats van op een proefbank: mulchmachines, industriële ventilatoren, brekers, centrifuges, assen en spindels. Uit dat werk zijn de Balanset-instrumenten voortgekomen — ze zijn ontworpen als gereedschap dat een specialist mee kan nemen naar de machine en ter plaatse alleen kan gebruiken, niet als laboratoriumapparatuur. Vibromera is opgericht in 2017 en is sinds 2023 gevestigd in Porto, Portugal. Ontwikkeling, assemblage en ondersteuning van de Balanset-lijn vinden hier plaats. Het vlaggenschip is de Balanset-1A, een draagbare analyser voor balanceren in één en twee vlakken en voor trillingsdiagnostiek. Nikolai is persoonlijk betrokken bij de klantenondersteuning, bij het oplossen van moeilijke balanceerklussen en bij de ontwikkeling van de software. Hij werkt met klanten wereldwijd, in elke taal.
