Inzicht in mechanische losheid in roterende machines
Definitie: Wat is mechanische losheid?
Mechanische losheid is een situatie waarbij componenten in roterende machines te veel speling, onvoldoende bevestiging, versleten passingen of structurele verslechtering hebben, waardoor onbedoelde relatieve beweging mogelijk is tussen onderdelen die juist stevig met elkaar verbonden zouden moeten zijn. Dit creëert niet-lineaire trillingen gedrag dat wordt gekenmerkt door meervoudige harmonischen van de loopsnelheid, onregelmatige amplitudevariaties en richtingsverschillen in trillingen die niet volgens normale patronen verlopen.
Losheid is een veelvoorkomend machineprobleem dat niet alleen direct overmatige trillingen veroorzaakt, maar ook een effectieve diagnose en correctie van andere problemen verhindert, zoals: onevenwicht of verkeerde uitlijning. Het moet worden geïdentificeerd en gecorrigeerd voordat andere pogingen tot trillingsreductie succesvol kunnen zijn.
Soorten mechanische losheid
Type A: Rotatielosheid (lagerlosheid)
Te veel speling tussen lager en as of behuizing:
- Lager-naar-as: Versleten asoppervlak, onvoldoende perspassing, beschadigde lagerboring
- Lager-tot-behuizing: Versleten behuizingsboring, losse lagerkap, onvoldoende perspassing
- Intern lager: Excessief lagerspeling van slijtage
- Symptoom: 1×, 2×, 3× harmonischen; hoger in radiale richtingen
Type B: Structurele losheid (voetstuk/fundering)
Onvoldoende bevestiging van niet-roterende componenten:
- Losse sokkels: Ankerbouten niet vast, verslechterde mortel
- Losse basismontage: Bevestigingsbouten van apparatuur los of ontbreken
- Gebarsten frame of fundering: Structurele schade waardoor beweging mogelijk is
- Symptoom: Meerdere harmonischen (vaak tot 5× of meer); onregelmatige, niet-lineaire respons
Type C: Loszittende component
Losse gemonteerde componenten:
- Losse waaiers: Waaier los op de as, spie versleten of ontbrekend
- Losse koppelingen: Koppelingsnaven los op assen
- Losse katrollen/tandwielen: Aangedreven componenten los op de as
- Losse afdekkingen/beschermingen: Rammelende plaatwerkpanelen
- Symptoom: Harmonischen en subharmonischen; mogelijke 1/2×, 1/3× componenten
Trillingssignatuur
Frequentiekarakteristieken
Losheid produceert kenmerkende frequentiepatronen:
- Meervoudige harmonischen: Sterk 1×, 2×, 3×, 4× en hoger (in tegenstelling tot onbalans, dat voornamelijk 1× is)
- Subharmonischen: Mogelijk 1/2×, 1/3× componenten (Type C losheid)
- Niet-harmonische inhoud: Pieken bij niet-gehele veelvouden van de loopsnelheid
- Verhoogde geluidsvloer: Breedbandgroei door willekeurige effecten
Amplitudegedrag
- Hoog algemeen niveau: Totale trillingen die niet in verhouding zijn tot de drijvende krachten
- Niet-lineair: Trillingen schalen niet voorspelbaar met de snelheid of belasting
- Foutief: De amplitude varieert aanzienlijk tussen metingen
- Richtingsverschillen: Kan in één richting 2-5× hoger zijn dan in de loodrechte richting
Fasekarakteristieken
- Onstabiel Fase: De fasehoek verandert onregelmatig tussen metingen
- Grote faseverstrooiing: ±30-90° variatie bij gelijke snelheid
- Nederlagen Balanceren: Onvoorspelbare fase maakt balanceringsberekeningen onbetrouwbaar
Functies van tijdgolfvormen
- Onregelmatige, niet-sinusvormige golfvorm
- Afgeknotte of afgesneden pieken (invloeden op beperkingen)
- Willekeurige impulsieve gebeurtenissen
- Verlies van periodieke structuur
Veelvoorkomende locaties en oorzaken
Lagergerelateerd
- Versleten astappen waardoor het lager kan schommelen
- Versleten of beschadigde lagerhuisboringen
- Onvoldoende perspassing (verkeerde tolerantieselectie)
- Lagerkapbouten los of niet goed aangedraaid
- Gespleten lagerhuizen met versleten pasvlakken
Fundering en montage
- Losse ankerbouten (meest voorkomende structurele losheid)
- Verslechterde of ontbrekende voeg onder sokkels
- Gebarsten betonnen funderingen
- Losse bevestigingsbouten voor apparatuur aan de grondplaat
- Beschadigde of verlengde boutgaten
Roterende componenten
- Ventilator of waaier los op de as (versleten spie, losse stelschroeven)
- Koppelingsnaven met onvoldoende perspassing
- Katrolstelschroeven los of ontbreken
- Rotorcomponenten los op de as
Structureel
- Gebarsten machineframes of -behuizingen
- Vermoeiingsscheuren in lassen
- Losse structurele bouten
- Verslechterde hechting of lijm
Detectiemethoden
Trillingsanalyse
- FFT-analyse: Zoek naar meerdere harmonischen (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
- Coherentietesten: Lage coherentie tussen metingen duidt op niet-lineair gedrag
- Richtingsvergelijking: Grote verschillen tussen horizontaal en verticaal
- Reactie op externe excitatie: Tapmachine, merk een abnormale reactie op
Fysieke inspectie
Visuele inspectie
- Zoek naar openingen, scheuren, corrosie en schade
- Controleer op getuigensporen die beweging aangeven
- Observeer slijtagepatronen van verf op grensvlakken
- Zoek naar metaalsplinters die duiden op fretting
Taptesten
- Sla met een hamer op vermoedelijk losse onderdelen
- Luister naar ratelende of doffe geluiden in plaats van naar een solide ring
- Voel of er sprake is van overmatige beweging of trillingen
- Vergelijk met bekende goede componenten
Koppelverificatie
- Controleer alle bouten met een momentsleutel
- Verifiëren tegen specificaties
- Zoek naar kapotte, beschadigde of gecorrodeerde bevestigingsmiddelen
- Controleer op gestripte draden
Push/Pull-testen
- Oefen kracht uit op verdachte componenten
- Observeer op bewegingen die niet zouden moeten plaatsvinden
- Gebruik meetklokken om de speling te kwantificeren
- Vergelijk met nieuwe of goed beveiligde componenten
Correctieprocedures
Voor lagerlosheid
- Lager vervangen: Als het lager zelf versleten is
- Asreparatie: Opbouwen van versleten assen door middel van verchromen of lassen, opnieuw op maat bewerken
- Huisvestingsreparatie: Machinebehuizing naar grotere maat, grotere lagers gebruiken; of opbouwen met metaalspuiten/lassen
- Verbeter de pasvorm: Gebruik de juiste perspassingen volgens de specificaties van de fabrikant
- Lagerkappen: Aandraaien of vervangen indien versleten
Voor structurele losheid
- Draai alle bevestigingsmiddelen vast: Aandraaien volgens specificatie met behulp van het juiste patroon
- Beschadigde bouten vervangen: Installeer nieuwe bouten van de juiste kwaliteit en maat
- Herstel fundering: Verwijder oude voegen, maak de oppervlakken schoon en giet nieuwe voegen in
- Lasscheuren: Repareer scheuren in kozijnen of sokkels indien geschikt
- Versterking toevoegen: Verstevigingen of verstevigingen voor zwakke constructies
Voor loszittende componenten
- Draai de stelschroeven opnieuw vast met het juiste koppel en de juiste draadborging
- Vervang versleten sleutels en sleutelgaten
- Gebruik de juiste perspassing voor perspassingcomponenten
- Pin of sleutelcomponenten die herhaaldelijk los zijn geraakt
- Vervang beschadigde componenten
Preventiestrategieën
Ontwerpfase
- Geef de juiste bevestigingsmaten en -hoeveelheden op
- Ontwerp de juiste perspassingen
- Zorg voor voldoende structurele stijfheid
- Vermijd spanningsconcentraties die tot scheuren leiden
- Geef de juiste bevestigingsmaterialen en -kwaliteiten op
Installatiefase
- Gebruik gekalibreerde momentsleutels
- Volg de juiste aanhaalvolgordes
- Gebruik waar nodig schroefdraadborgmiddelen
- Zorg ervoor dat de oppervlakken schoon en vlak zijn voordat u ze monteert
- Controleer of de pasvorm aan de specificaties voldoet
- Kwaliteitscontrole-inspecties uitvoeren
Onderhoudsfase
- Periodieke koppelverificatie (jaarlijks of volgens trillingsbewakingsschema)
- Trillingstrend om ontwikkelende losheid te detecteren
- Visuele inspecties tijdens stroomuitval
- Indien nodig opnieuw vastdraaien
- Pak trillingen direct aan voordat ze losheid veroorzaken
Diagnostische uitdagingen
Het maskeren van andere problemen
- Losheid kan andere fouten maskeren of nabootsen
- Voorkomt nauwkeurige balanceren als gevolg van niet-lineaire respons
- Maakt uitlijning moeilijk of onmogelijk
- Kan trillingspatronen genereren die lijken op scheuren of lagerdefecten
Progressieve natuur
- Losheid begint vaak klein en wordt geleidelijk erger
- Trillingen door losheid veroorzaken meer losheid (positieve feedback)
- Kan binnen enkele weken van licht naar ernstig verergeren als er geen correctie plaatsvindt
- Veroorzaakt uiteindelijk secundaire schade aan lagers, assen en funderingen
Relatie tot andere fouten
Losheid versus onbalans
| Functie | Onbalans | Losheid |
|---|---|---|
| Primaire frequentie | 1× alleen | 1×, 2×, 3×, 4×+ harmonischen |
| Fasestabiliteit | Consistent, herhaalbaar | Onregelmatig, veranderingen tussen metingen |
| Lineariteit | Trillingssnelheid² | Niet-lineair, onvoorspelbaar |
| Reactie op balanceren | Trillingen verminderd | Minimale of geen verbetering |
| Richtingspatroon | Vergelijkbare horizontale/verticale | Vaak veel hoger in één richting |
Losheid versus verkeerde uitlijning
- Verkeerde uitlijning: Primair 2× met wat 1×, stabiele fase
- Losheid: Meervoudige harmonischen (1× tot en met 5×+), onstabiele fase
- Combinatie: Verkeerde uitlijning kan losheid veroorzaken, en losheid verergert de effecten van verkeerde uitlijning
Impact op machineprestaties
Directe effecten
- Hoge trillingen: Overmatige niveaus veroorzaken ongemak en zorgen over de veiligheid
- Lawaai: Ratelende, bonkende of kloppende geluiden
- Verminderde precisie: Fouten in de aspositionering
- Versnelde slijtage: Impactbelasting beschadigt componenten
Secundaire schade
- Lagerschade: Stootbelasting en verkeerde uitlijning door losheid beschadigen lagers
- Schachtfretting: Microbeweging bij losse passingen veroorzaakt wrijvingscorrosie
- Bevestigingsfout: Bouten kunnen vermoeien en breken door wisselende belastingen
- Scheurvoortplanting: Trillingen verspreiden bestaande scheuren
- Verslechtering van de fundering: Aanhoudende trillingen beschadigen beton en mortel
Operationele problemen
- Voorkomt effectief balanceren
- Maakt het onmogelijk om de uitlijning te handhaven
- Diagnostische verwarring die andere problemen maskeert
- Verminderde betrouwbaarheid van de apparatuur
Casusvoorbeeld
Situatie: Grote zuigventilator, 1200 tpm, overmatige trillingen
- Eerste symptomen: 8 mm/s algemene trilling (alarmgrens 4,5 mm/s)
- Spectrum: Sterke 1×, 2×, 3×, 4× componenten
- Pogingen tot evenwicht: Drie pogingen, geen verbetering, fase onregelmatig
- Onderzoek: Fysieke inspectie toonde aan dat vier van de acht ankerbouten los zaten
- Correctie: Alle ankerbouten opnieuw vastgedraaid volgens de 400 N·m-specificatie
- Resultaat: De trilling daalde onmiddellijk naar 1,8 mm/s
- Vervolg: Een enkele balanceerrun verminderde de trillingen tot 0,8 mm/s (nu was het systeem lineair)
- Les: Controleer altijd op speling voordat u gaat balanceren
Beste praktijken
Diagnostische checklist
Controleer bij het onderzoeken van trillingsproblemen altijd op losheid:
- Spectrum analyseren op meerdere harmonischen
- Controleer de herhaalbaarheid van de fase
- Voer taptesten uit op verdachte componenten
- Controleer alle boutkoppels
- Inspecteer op scheuren, slijtage en achteruitgang
- Corrigeer eerst de losheid vóór andere diagnostiek of correcties
Onderhoudsprotocol
- Boutkoppelcontroles opnemen in PM-schema's
- Documenteer basiskoppelwaarden
- Trendkoppelontspanning in de loop van de tijd
- Gebruik schroefdraadborgmiddelen op kritieke bevestigingsmiddelen
- Vervang in plaats van herhaaldelijk opnieuw aan te spannen als de ontspanning terugkeert
Mechanische losheid is een veelvoorkomende, maar vaak over het hoofd geziene oorzaak van trillingen in machines. De karakteristieke meervoudige harmonischen, het niet-lineaire gedrag en de interferentie met andere diagnostische en corrigerende maatregelen maken het essentieel om losheid te controleren en te corrigeren als eerste stap bij het oplossen van trillingsproblemen.
Categorieën:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 