Trillingsanalyse is een belangrijke techniek voor het diagnosticeren van de technische staat van machines. Verschillende machinefouten produceren karakteristieke patronen in het trillingsfrequentiespectrum. Door het frequentiespectrum van machinetrillingen te onderzoeken (meestal via FFT-analyse), kunnen specifieke defecttypen worden geïdentificeerd. Hieronder worden veelvoorkomende defectcategorieën (onbalans, scheefstelling, losheid, lagerdefecten, tandwieldefecten) in tabellen gepresenteerd. Elke tabel beschrijft de subtypen van de fout, met een beschrijving van hun typische trillingsspectrum, de waargenomen spectrale componenten, belangrijke identificerende kenmerken en een illustratieve spectrumgrafiek (ingebed als SVG). Alle frequentiereferenties gebruiken veelvouden van de loopsnelheid (bijv. "1×" = frequentie per omwenteling).
Onbalans
| Defecttype | Spectrumbeschrijving | Korte beschrijving van spectrale componenten | Belangrijkste kenmerk | SVG-grafiek |
|---|---|---|---|---|
| Statische onbalans (Eén vlak) | Het spectrum wordt gedomineerd door een enkele piek bij de fundamentele loopsnelheid (1× RPM). De trilling is sinusvormig, met minimale energie bij andere frequenties. | Primair een sterke 1× rotatiefrequentiecomponent. Weinig tot geen hogere harmonischen (een zuivere 1× toon). | Grote amplitude van 1× in alle radiale richtingen: trillingen bij beide lagers zijn in fase (geen faseverschil tussen de twee uiteinden). Er wordt vaak een faseverschuiving van ongeveer 90° waargenomen tussen horizontale en verticale metingen bij hetzelfde lager. | |
| Dynamische onbalans (Twee-vlak/Koppel) | Spectrum vertoont ook een dominante piekfrequentie (1×) per omwenteling, vergelijkbaar met statische onbalans. Trillingen vinden plaats bij de rotatiesnelheid, zonder significante hogere frequenties als onbalans het enige probleem is. | Dominante 1× RPM-component (vaak met een "zwaai" of wiebeling van de rotor): Hogere harmonischen zijn over het algemeen afwezig, tenzij er andere fouten aanwezig zijn. | 1× trilling bij elk lager is uit fase – Er is een faseverschil van ongeveer 180° tussen de trillingen aan de twee uiteinden van de rotor (wat wijst op een koppelonbalans). De sterke 1×-piek met deze faseverhouding is het kenmerk van dynamische onbalans. |
Verkeerde uitlijning
| Defecttype | Spectrumbeschrijving | Korte beschrijving van spectrale componenten | Belangrijkste kenmerk | SVG-grafiek |
|---|---|---|---|---|
| Parallelle scheefstelling (Offset-assen) | Het trillingsspectrum vertoont een verhoogde energie bij de grondtoon (1×) en zijn harmonischen 2× en 3× bij de loopsnelheid, vooral in radiale richting. Doorgaans is de 1×-component dominant, met een foutieve uitlijning, vergezeld van een opvallende 2×-component. | Bevat significante pieken bij 1×, 2× en 3× de rotatiefrequenties van de as. Deze komen vooral voor bij radiale trillingsmetingen (loodrecht op de as). | Hoge 1× en 2× trillingen in radiale richting zijn indicatief. Vaak wordt een faseverschil van 180° waargenomen tussen radiale trillingsmetingen aan weerszijden van de koppeling, wat dit onderscheidt van pure onbalans. | |
| Hoekige verkeerde uitlijning (Hellende assen) | Uit het frequentiespectrum blijken sterke harmonischen van het astoerental, met name een prominente 2× loopsnelheidscomponent naast de 1×: trillingen bij 1×, 2× (en vaak 3×) treden op, waarbij axiale (langs de as) trillingen significant zijn. | Opvallende pieken bij 1× en 2× (en soms 3×) van de loopsnelheid: de 2×-component is vaak even groot of groter dan de 1×. Deze frequenties zijn duidelijk zichtbaar in het axiale trillingsspectrum (langs de as van de machine): | Relatief hoge amplitude van de tweede harmonische (2×) vergeleken met 1×, gecombineerd met sterke axiale trillingen. Axiale metingen aan weerszijden van de koppeling zijn 180° uit fase, een kenmerk van hoekafwijking. |
Losheid
| Defecttype | Spectrumbeschrijving | Korte beschrijving van spectrale componenten | Belangrijkste kenmerk | SVG-grafiek |
|---|---|---|---|---|
| Mechanische losheid (Losheid van componenten) | Het spectrum is rijk aan harmonischen van de loopsnelheid. Een breed scala aan gehele veelvouden van 1× (van 1× tot hoge ordes zoals ~10×) verschijnt met significante amplitudes. In gevorderde gevallen kunnen ook subharmonische frequenties (bijv. 0,5×) voorkomen. | Meerdere harmonischen domineren bij loopsnelheid (1×, 2×, 3× … tot ongeveer 10×). Af en toe kunnen er fractionele (halve-orde) frequentiecomponenten aanwezig zijn op 1/2×, 3/2×, enz. als gevolg van herhaaldelijke beïnvloeding. | Een kenmerkende "harmonische reeks" van pieken in het spectrum – talrijke gelijkmatig verdeelde pieken op gehele veelvouden van de rotatiefrequentie. Dit wijst op losse of slecht gemonteerde onderdelen die herhaaldelijke botsingen veroorzaken. De aanwezigheid van veel harmonischen (en mogelijk subharmonischen van halve orde) is een toonsoort. | |
| Structurele losheid (Losheid van de basis/montage) | Het trillingsspectrum wordt vaak gedomineerd door één of twee keer de loopsnelheid. Meestal verschijnt er een piek bij 1× toerental en/of een piek bij 2× toerental in het spectrum. Hogere harmonischen boven 2× hebben meestal een veel lagere amplitude vergeleken met deze basisharmonischen. | Toont voornamelijk frequentiecomponenten bij 1× en 2× de assnelheid. Andere harmonischen (3×, 4×, enz.) zijn over het algemeen afwezig of minimaal. De 1× of 2× component kan overheersen, afhankelijk van de aard van de losheid (bijv. één impact per omwenteling of twee impacts per omwenteling). | Een opvallend hoge piek van 1× of 2× (of beide) ten opzichte van de rest van het spectrum, wat wijst op losheid van de steunen of de constructie. Vaak is de trilling sterker in verticale richting als de machine losjes gemonteerd is. Eén of twee dominante lage-orde pieken met weinig hogere harmonischen zijn kenmerkend voor losheid van de constructie of fundering. |
Lagerdefecten
| Defecttype | Spectrumbeschrijving | Korte beschrijving van spectrale componenten | Belangrijkste kenmerk | SVG-grafiek |
|---|---|---|---|---|
| Buitenste race defect | Het trillingsspectrum vertoont een reeks pieken die overeenkomen met de frequentie van de defecten in de buitenring en de bijbehorende harmonischen. Deze pieken bevinden zich meestal op hogere frequenties (geen gehele veelvouden van de asrotatie) en geven elke keer aan dat een rolelement over de defecten in de buitenring beweegt. | Er zijn meerdere harmonischen van de ball-pass frequentie (BPFO) van de buitenring aanwezig. Doorgaans zijn er 8-10 BPFO-harmonischen in het spectrum te zien bij een duidelijke breuk in de buitenring. De afstand tussen deze pieken is gelijk aan de BPFO (een karakteristieke frequentie die wordt bepaald door de geometrie en snelheid van het lager). | Een duidelijke reeks pieken bij de BPFO en de opeenvolgende harmonischen vormen het kenmerk. De aanwezigheid van talrijke gelijkmatig verdeelde hoogfrequente pieken (BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO, …) wijst duidelijk op een defect in de buitenring. | |
| Innerlijk ras defect | Het spectrum van een binnenringbreuk vertoont verschillende prominente pieken bij de frequentie van de binnenringbreuk en de bijbehorende harmonischen. Bovendien gaat elk van deze frequentiepieken van de breuk doorgaans gepaard met zijbandpieken die zich op de loopsnelheidsfrequentie (1×) bevinden. | Bevat meerdere harmonischen van de binnenste race ball-pass frequentie (BPFI), vaak in de orde van 8-10 harmonischen. Kenmerkend is dat deze BPFI-pieken worden gemoduleerd door zijbanden met een frequentie van ±1× RPM. Dit betekent dat naast elke BPFI-harmonische kleinere zijpieken verschijnen, gescheiden van de hoofdpiek door een afstand gelijk aan de rotatiefrequentie van de as. | Het verraderlijke teken is de aanwezigheid van de BPFI-harmonischen (interne race defect frequency) met een zijbandpatroon. De zijbanden, die zich op de assnelheid rond de BPFI-harmonischen bevinden, geven aan dat het defect aan de binnenring één keer per omwenteling wordt belast, wat wijst op een probleem met de binnenring in plaats van met de buitenring. | |
| Defect aan het rolelement (Bal/Roller) | Een defect aan een rolelement (kogel of rol) veroorzaakt trillingen bij de rotatiefrequentie van het rolelement en de bijbehorende harmonischen. Het spectrum toont een reeks pieken die geen gehele veelvouden van de assnelheid zijn, maar veelvouden van de rotatiefrequentie (BSF) van de kogel/rol. Eén van deze harmonische pieken is vaak aanzienlijk groter dan de andere, wat aangeeft hoeveel rolelementen beschadigd zijn. | Pieken bij de fundamentele frequentie van het rolelementdefect (BSF) en de bijbehorende harmonischen. Bijvoorbeeld, BSF, 2×BSF, 3×BSF, enz., zullen verschijnen. Het amplitudepatroon van deze pieken kan met name het aantal beschadigde elementen aangeven – bijvoorbeeld als de tweede harmonische het hoogst is, kan dit wijzen op twee kogels/rollen met splinters. Vaak gaat dit gepaard met enige trillingen bij de racefoutfrequenties, aangezien schade aan het rolelement vaak ook tot raceschade leidt. | De aanwezigheid van een reeks pieken met een tussenruimte van de BSF (lagerelementrotatiefrequentie) in plaats van de asrotatiefrequentie duidt op een defect in het rolelement. Een bijzonder hoge amplitude van de N-de harmonische van de BSF duidt vaak op schade aan N elementen (een zeer hoge piek van 2×BSF kan bijvoorbeeld wijzen op twee ballen met defecten). | |
| Kooi defect (Lagerkooi / FTF) | Een defect aan de kooi (separator) in een wentellager veroorzaakt trillingen bij de rotatiefrequentie van de kooi – de fundamentele frequentie (FTF) – en de bijbehorende harmonischen. Deze frequenties zijn meestal subsynchroon (lager dan de assnelheid). Het spectrum vertoont pieken bij FTF, 2×FTF, 3×FTF, enz., en vaak ook enige interactie met andere lagerfrequenties door modulatie. | Laagfrequente pieken die overeenkomen met de rotatiefrequentie (FTF) van de kooi en gehele veelvouden daarvan. Bijvoorbeeld, als FTF ≈ 0,4× de assnelheid, kunt u pieken zien van ~0,4×, ~0,8×, ~1,2×, enz. In veel gevallen bestaat een kooidefect naast racedefecten, waardoor de FTF de racedefectsignalen kan moduleren en som-/verschilfrequenties (zijbanden rond racefrequenties) kan produceren. | Een of meer subharmonische pieken (lager dan 1×) die overeenkomen met de rotatiesnelheid (FTF) van de lagerkooi, duiden op een probleem met de kooi. Dit probleem treedt vaak op naast andere lagerstoringen. De belangrijkste kenmerken zijn de aanwezigheid van FTF en de bijbehorende harmonischen in het spectrum, wat anders ongebruikelijk is, tenzij de kooi defect is. |
Versnellingsfouten
| Defecttype | Spectrumbeschrijving | Korte beschrijving van spectrale componenten | Belangrijkste kenmerk | SVG-grafiek |
|---|---|---|---|---|
| Tandwielexcentriciteit / gebogen as | Deze fout veroorzaakt modulatie van de trillingen in het tandwiel. In het spectrum wordt de piek van de tandwielfrequentie (GMF) omgeven door zijbandpieken met een onderlinge afstand van de rotatiefrequentie van de tandwielas (1× tandwieltoerental). Vaak wordt de trilling van het tandwiel zelf, 1× draaisnelheid, ook verhoogd door het onbalansachtige effect van excentriciteit. | Opvallende toename in amplitude bij de tandwielinteractiefrequentie en de lagere harmonischen (bijv. 1×, 2×, 3× GMF). Duidelijke zijbanden verschijnen rond de GMF (en soms rond de harmonischen) met intervallen gelijk aan 1× de rotatiesnelheid van het betreffende tandwiel. De aanwezigheid van deze zijbanden duidt op amplitudemodulatie van de interactiefrequentie door de rotatie van het tandwiel. | De tandwielinteractiefrequentie met uitgesproken zijbanden bij 1× tandwielfrequentie is het kenmerkende kenmerk. Dit zijbandpatroon (pieken gelijkmatig verdeeld rond de GMF bij de loopsnelheid) wijst sterk op excentriciteit van het tandwiel of een verbogen tandwielas. Bovendien kan de fundamentele (1×) trilling van het tandwiel hoger zijn dan normaal. | |
| Slijtage of schade aan tandwielen | Tandwielfouten (zoals versleten of gebroken tanden) veroorzaken een toename van trillingen bij de aangrijpfrequentie en de bijbehorende harmonischen. Het spectrum vertoont vaak meerdere GMF-pieken (1×GMF, 2×GMF, enz.) met een hoge amplitude. Daarnaast verschijnen er talrijke zijbandfrequenties rond deze GMF-pieken, gescheiden door de rotatiefrequentie van de as. In sommige gevallen kan ook de excitatie van de natuurlijke frequenties (resonanties) van het tandwiel met zijbanden worden waargenomen. | Verhoogde pieken bij de tandwielinteractiefrequentie (tandinteractiefrequentie) en de bijbehorende harmonischen (bijvoorbeeld 2×GMF). Rond elke belangrijke GMF-harmonische bevinden zich zijbandpieken die 1× van de loopsnelheid gescheiden zijn. Het aantal en de grootte van de zijbanden rond de 1×, 2× en 3× GMF-componenten nemen doorgaans toe met de ernst van de tandschade. In ernstige gevallen kunnen er extra pieken ontstaan die overeenkomen met de resonantiefrequenties van het tandwiel (met hun eigen zijbanden). | Meerdere hoogamplitude tandwiel-meshfrequentieharmonischen, vergezeld van dichte zijbandpatronen, zijn het kenmerk. Dit wijst op onregelmatige tandpassage door slijtage of een gebroken tand. Een zwaar versleten of beschadigd tandwiel vertoont uitgebreide zijbanden (met intervallen van 1× tandwielsnelheid) rond de meshfrequentiepieken, wat het onderscheidt van een gezond tandwiel (dat een schoner spectrum zou hebben, geconcentreerd op de GMF). |
NL 
EN 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
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 Opmerkingen