Het trillingsspectrum: een diagnostische routekaart

Definitie: Wat is een spectrum?

A trillingsspectrum (of frequentiespectrum) is een grafiek die de individuele frequenties weergeeft waaruit een complex trillingssignaal bestaat. Het is het krachtigste hulpmiddel voor het diagnosticeren van machinefouten. Het spectrum wordt gecreëerd door een ruwe tijdgolfvorm signaal en verwerking ervan met een Snelle Fouriertransformatie (FFT) algoritme. De resulterende grafiek toont de trillingsamplitude op de verticale (Y) as en de frequentie op de horizontale (X) as.

Waarom het spectrum de sleutel is tot diagnostiek

De trillingen van een machine zijn een mix van vele verschillende signalen die tegelijkertijd optreden. De tijdgolfvorm toont dit verwarde signaal, maar het spectrum werkt als een prisma en verdeelt het in afzonderlijke componenten. Dit is cruciaal omdat verschillende mechanische en elektrische storingen trillingen genereren op specifieke, voorspelbare frequenties. Door naar de pieken in het spectrum te kijken, kan een getrainde analist met grote zekerheid de oorzaak van een probleem identificeren.

Hoe een trillingsspectrum te lezen

Een spectrumplot bevat een schat aan informatie. De belangrijkste elementen om te onderzoeken zijn:

1. De frequentie (X-as)

Deze as geeft aan "wat" er trilt. Dit kan worden weergegeven in verschillende eenheden, zoals Hertz (Hz), Cycli per minuut (CPM) of Orders (veelvouden van de loopsnelheid). De locatie van een piek op deze as is de belangrijkste aanwijzing voor de bron ervan.

2. De amplitude (Y-as)

Deze as geeft aan hoeveel trillingen er optreden bij een bepaalde frequentie. De amplitude geeft de ernst van de gebeurtenis aan. Deze kan worden gemeten in eenheden van verplaatsing, snelheid of versnelling, en kan worden weergegeven op een lineaire of logaritmische schaal.

3. De pieken

Elke piek in het spectrum vertegenwoordigt een specifieke, periodieke gebeurtenis die zich in de machine voordoet. Het interpreteren van een spectrum is het proces waarbij deze pieken worden vergeleken met bekende storingsfrequenties.

Veelvoorkomende patronen in een spectrum en hun betekenis

Analisten zoeken naar karakteristieke patronen om fouten te diagnosticeren:

• Een enkele hoge piek bij 1x RPM: Dit is de klassieke handtekening van rotor onbalans.
• Een dominante piek bij 2x RPM: Vaak gepaard gaand met hoge axiale trillingen, is dit een sterke indicator van verkeerde uitlijning van de as.
• Een reeks harmonischen van de loopsnelheid (1x, 2x, 3x, 4x…): Dit patroon is de primaire indicator van mechanische losheid.
• Hoogfrequente, niet-gehele pieken: Deze komen vaak overeen met de berekende storingsfrequenties van wentellagers.
• Een hoogfrequente piek met zijbanden: Een piek bij de tandwielfrequentie (GMF) omgeven door kleinere pieken (zijbanden) verdeeld over de loopsnelheid van het tandwiel is een duidelijk teken van een versnellingsfout.
• Een verhoogde “ruisvloer”: Een breedbandige toename van de basisenergie van het spectrum kan wijzen op wrijving, wrijving of cavitatie in pompen.

Het belang van basislijn en trending

Eén enkel spectrum geeft een momentopname van de gezondheid van een machine op een bepaald moment. De ware kracht van spectrale analyse ligt in het vergelijken van het huidige spectrum met een basislijnspectrum Genomen toen bekend was dat de machine in goede staat was. Door de amplitudes van specifieke pieken in de loop van de tijd te volgen, kunnen analisten de voortgang van een storing vanaf het begin volgen, wat gepland en proactief onderhoud mogelijk maakt lang voordat een storing optreedt.

← Terug naar hoofdindex