Why Balancing Doesn't Reduce Vibration: 9 Causes and How to Fix Each One
Je hebt de procedure uitgevoerd, het correctiegewicht geplaatst, en de trilling is hetzelfde. Of zelfs erger. Het instrument is niet kapot — het probleem is iets waarvoor balanceren nooit bedoeld was. Zo kom je erachter wat dat probleem is.
Het kernprobleem: balanceren lost precies één ding op.
Balanceren corrigeert de massa-asymmetrie in een roterend onderdeel. Dat is alles. Het zwaartepunt van de rotor valt niet samen met de rotatieas, waardoor elke omwenteling een centrifugale kracht genereert die de machine doet trillen. Correctiegewichten verschuiven het zwaartepunt terug naar de as. De trillingen nemen af.
But vibration in rotating machinery has many sources, and unbalance is only one of them. This guide covers the nine that most often make a balancing job fail: resonance, mechanical looseness, misalignment, a bent shaft, bearing defects, a dirty rotor, an undersized trial weight, an angle error, and thermal distortion. Most of them produce vibration that uiterlijk like unbalance: it is synchronous or near-synchronous, it's periodic, and it shakes the machine in the radial direction. The frustrating part is that adding correction weights to a machine suffering from looseness or resonance doesn't just fail — it can make things worse.
Balanset-1A is a balancer, but it's also a vibration analyzer with FFT spectrum analysis (F8 – Charts) and a vibration meter (F5 – Vibration Meter). These diagnostic tools are the key to identifying which of the nine causes you're actually dealing with — before you waste time on trial weights.
De "valse onbalans" - 5 fouten die deze nabootsen
Resonantie
Operating speed matches the structure's natural frequency. A small unbalance force gets amplified many times. Phase wanders even while the RPM readout looks steady — real drives never hold speed perfectly, and near a resonance a fraction of a percent of speed change is enough to move the phase. This is the diagnostic clue. The Balanset-1A cannot calculate a consistent correction angle because the angle keeps changing.
Mechanische speling
Losse bouten, zachte voet, gebarsten grondplaten, versleten lagerzittingen. De machine reageert niet-lineair — wanneer je een proefgewicht toevoegt, "beweegt" het systeem anders dan de wiskunde voorspelt. De invloedscoëfficiënten kloppen niet, dus de correctie klopt ook niet.
Verkeerde uitlijning
Hoekafwijking of verschuiving tussen de aandrijfas en de aangedreven as. Dit creëert krachten die lijken op onbalans, maar een sterke 2× component hebben. Als de axiale trillingen ongeveer 50% van de radiale trillingen overschrijden, is een verkeerde uitlijning te vermoeden voordat geprobeerd wordt de as te balanceren.
Gebogen as
Geometric eccentricity that doesn't behave like simple mass asymmetry. The rotor does respond to a trial weight, but the balance holds only at the speed where it was done — at any other speed vibration is worse and shaft stress increases. Check runout with a dial indicator — if it exceeds 0.02–0.05 mm, straighten or replace.
Lagerdefecten
Damaged rolling elements, pitted races, or loose outer rings. Creates vibration at bearing defect frequencies, which are non-integer multiples of shaft speed — typically 3×–12× for BPFO/BPFI, so they can sit right among the low-order harmonics. What identifies them is that the peak does not land exactly on 2×, 3×, or 4×. Balancing has no effect; replace the bearing. The Balanset-1A measures vibration velocity in the 5–1000 Hz band (no envelope analysis), so it shows developed defects, not early-stage ones.
De technicus die steeds proefgewichten toevoegt aan een machine die niet goed functioneert, richt de meeste schade aan. Elke herhaling verandert de respons op onvoorspelbare wijze. Na drie of vier mislukte pogingen zitten er correctiegewichten van eerdere runs vastgelast op willekeurige plekken, waardoor toekomstig balanceren nog moeilijker wordt. Regel: als het eerste proefgewicht geen schone, herhaalbare verandering veroorzaakt (≥20–30% in amplitude of ≥20–30° in fase), stop dan. Stel eerst de diagnose voordat u meer metaal toevoegt.
Resonantie: de val die iedereen minstens één keer te pakken krijgt.
Near resonance, the phase angle between the unbalance force and the vibration response shifts rapidly with tiny speed changes. If the machine runs at 1,480 RPM and the structural natuurlijke frequentie is at 1,500 RPM, a 1% speed drift can swing the phase by roughly 10–35°, depending on how lightly the structure is damped (the lighter the damping, the sharper the swing). The balancing software sees a different angle every run and computes a different correction every time.
The first test is simple: open the Balanset-1A's Vibration Meter (F5 from the main screen), hold a constant speed and watch the phase — on screen, V1s= is the broadband RMS, V1o= the 1× component, and F1= is the 1× phase in degrees (not a function key). If the phase wanders more than 10–20° while the RPM readout is stable, you're near resonance. The Polar tab makes the drift visible: add each new reading as a point on the polar plot and watch the cluster smear. The fix is not more trial weights — it's either changing the operating speed (run at a different RPM) or modifying the structure's stiffness or mass to shift the natural frequency away from running speed.
The definitive test is a bump test or a coast-down, and the Balanset-1A has a built-in Bump Test mode: strike the housing with a soft hammer while the machine is stopped, and the software shows the structure's natural frequency along with the ring-down decay. Compare it with your running speed — if they are within a few percent, no amount of trial weights will help. On a coast-down, a resonance shows a clear amplitude peak with a ~90° phase shift at that speed.
Losheid: datgene wat de wiskunde verstoort.
Balanceren is een vorm van lineaire algebra. Het gaat ervan uit dat een verdubbeling van de onbalanskracht een verdubbeling van de trillingsrespons tot gevolg heeft. Speling schendt deze aanname. Een losse lagersteun kan in de ene richting stijf zijn, maar in de andere richting slap. Een zachte voet tilt de machine bij een bepaalde trillingsamplitude van één van de steunen, waardoor de effectieve stijfheid halverwege de cyclus verandert.
Before balancing any machine, check: all anchor bolts torqued, no soft foot (feeler gauge under each foot), no cracks in the baseplate, no play in bearing pedestals. If the Balanset-1A shows a "forest" of harmonics instead of a clean 1× peak — the F4-Harmonics (1x..Nx) tab in F8 – Charts displays the 1× to N× amplitudes directly — fix the structure first.
Uitlijningsfout: de dubbele handtekening
Een verkeerde uitlijning van de koppeling veroorzaakt krachten die voornamelijk optreden bij 2× toerental (en soms 3×). Als de Balanset-1A FFT een sterke 2× component laat zien — vooral in combinatie met hoge axiale trillingen — dan is de uitlijning het probleem, niet de balans. Lijn de assen eerst uit met een laser. Controleer vervolgens of balanceren nog steeds nodig is. Vaak is dat niet het geval.
Rotorconditie: Vervuilde waaiers en verbogen assen
Het probleem van de vervuilde rotor
Stof, productophoping, kalkaanslag, corrosie – al deze zaken op ventilatorbladen, pompwaaiers of centrifugerotoren zorgen voor een ongelijkmatige massaverdeling. De machine trilt. De verleiding is groot om de machine "zoals hij is" te balanceren en de productie te hervatten.
Doe dat niet. De Balanset-1A produceert een correctieoplossing voor een vervuilde rotor. Het apparaat weet niet dat de rotor vervuild is; het meet alleen de trillingen en berekent die. Maar die afzettingen brokkelen af tijdens het gebruik. In een ventilator die heet gas verwerkt, valt er om 2 uur 's nachts op een zaterdag een stuk aanslag af. Nu is de rotor direct uit balans – en erger nog, omdat uw correctiegewichten de zojuist afgevallen vervuiling compenseerden. De gewichten zijn nu de bron van de onbalans.
Als je een vuile rotor balanceert en hem vervolgens schoonmaakt, komt de trilling direct terug. Je hebt de massa verwijderd waarvoor je compenseerde, en de correctiegewichten blijven zitten. De oplossing: verwijder alle oude correctiegewichten, maak de rotor grondig schoon en balanceer hem vervolgens helemaal opnieuw. Beschouw het schoonmaken als de eerste stap, niet als iets wat je achteraf doet.
Gebogen assen: waarom zware gewichten bij één bepaalde snelheid niet helpen
Een gebogen as veroorzaakt excentriciteit — het geometrische middelpunt valt niet samen met het rotatiecentrum. Dit lijkt op een onbalans bij 1× RPM. Het cruciale verschil: een gebogen as produceert trillingen die snelheidsafhankelijk zijn, in tegenstelling tot een eenvoudige onbalans. Je kunt trillingen bij een bepaalde snelheid soms verminderen met een groot correctiegewicht, maar bij elke andere snelheid zijn de trillingen erger. Bovendien neemt de belasting op de as toe, waardoor de levensduur van lagers en koppelingen wordt verkort.
De controle is mechanisch: meet de slingering met een meetklok terwijl de as langzaam met de hand wordt rondgedraaid. Als de totale aangegeven slingering (TIR) de tolerantie van de machine overschrijdt – doorgaans 0,02–0,05 mm voor precisierotoren, tot 0,1 mm voor zware industriële toepassingen – moet de as worden rechtgezet of vervangen. Balanceren kan de geometrie niet corrigeren.
Procedurele fouten: Proefgewicht, hoek en temperatuur
Soms is de machine in orde, maar ligt de fout in de procedure. Dit zijn de fouten waardoor technici denken dat "het instrument kapot is", terwijl in werkelijkheid de invoergegevens onjuist zijn.
Proefgewicht te klein
De Balanset-1A leert het systeem kennen door te meten hoe het reageert op een bekend proefgewicht. Als het proefgewicht te klein is, worden de veranderingen in amplitude en fase overstemd door meetruis. De software berekent invloedscoëfficiënten uit de ruis, en de resulterende correctie is in wezen willekeurig.
Target: the trial weight should change amplitude by at least 20–30% or phase by at least 20–30°. If you add 10 g and the reading barely moves, try 20 g or 30 g. Start conservatively, but don't be afraid to go bigger if needed. The math needs a clear signal. You don't have to guess the starting mass: after Run 0 the Balanset-1A software offers a First Trial Weight Estimator that computes both the trial mass and the installation angle.
How big should a trial weight be?
A safe starting point is a weight whose centrifugal force stays within 5–10% of the rotor weight. As a formula:
mtrial = k · M · g / (R · ω²), k = 0.05–0.10
waarbij M is the rotor mass (kg), g = 9.81 m/s², R is the mounting radius of the weight (m), and ω = 2π·RPM/60 (rad/s). Example: a 50 kg rotor at 3,000 rpm with the weight at R = 0.2 m gives m ≈ 0.07·50·9.81/(0.2·314²) ≈ 1.7 g — grams, not hundreds of grams. That looks surprisingly small for a 50 kg rotor, but check the force: at 3,000 rpm those 1.7 g already pull F = m·R·ω² ≈ 34 N — about 7% of the rotor's weight. Starting small is the point: stepping up is cheap, while an oversized weight is a real load on bearings and welds. The same force check works in reverse for any weight you are about to bolt on.
You don't have to compute this by hand: the Balanset software includes a First Trial Weight Estimator that recommends both the mass and the starting angle from your rotor data, and a Bumptest to check that you are not working near a natural frequency.
A good trial weight changes the reading by at least 20–30% in amplitude or 20–30° in phase. If the response is smaller, increase the weight stepwise — never jump straight to a heavy weight "to see something happen."
Fouten bij hoekmeting
Balanceren is vectormath. Een gewicht van 10 gram onder de juiste hoek heft de onbalans op. Hetzelfde gewicht van 10 gram onder een hoek van 180° ten opzichte van de juiste hoek verdubbelt the unbalance. How bad an angle error is, exactly: the residual after a correction placed θ off target is 2·U·sin(θ/2) of the original unbalance U. 20° off leaves 35%, 45° off leaves 77% — still an improvement. At 60° you are back where you started, and beyond 60° the machine is worse than before you touched it.
Two common errors easily cost more than 60°: measuring the angle in the wrong direction — with the Balanset-1A the correction angle is always measured from the trial weight position in the direction of rotation, and for rotors that turn counter-clockwise as seen from the sensor there is a mirror option on the polar diagram — and moving the tachometer or reflective mark between runs, which shifts the zero reference.
Beide zijn stille moordenaars: de software geeft een overtuigende correctie aan, je voert deze uit, en vervolgens neemt de trilling toe. Als de trilling is toegenomen na het installeren van de berekende correctie, controleer dan eerst of de hoek in de juiste richting is gemeten.
Thermische vervorming: het "vanmorgen was alles nog prima"-probleem
Een motor die is gebalanceerd bij een wikkelingstemperatuur van 20 °C kan bij 80 °C hevig trillen. Heteluchtventilatoren die procesgas van 200-400 °C verwerken, ontwikkelen thermische kromming — de as of waaier vervormt lichtjes naarmate de temperatuur stijgt, waardoor de massaverdeling verandert. De balans die je bij koude temperaturen bereikte, is verdwenen bij hoge temperaturen.
De oplossing: laat de machine eerst op temperatuur komen (volledige bedrijfstemperatuur, stabiele omstandigheden) voordat u de laatste balanceerbeurt uitvoert. Balanceer de machine in warme toestand voor machines die warm worden. Als de trillingen van de machine significant veranderen tussen koude en warme toestand, documenteer dan beide omstandigheden. Sommige klanten accepteren hogere trillingen bij een koude start, wetende dat deze afnemen zodra de machine is opgewarmd.
Stel eerst een diagnose. Breng daarna de balans aan.
Balanset-1A includes FFT spectrum analysis + vibrometer mode + 1/2-plane balancing. One device for diagnostics and correction. No separate analyzer needed for unbalance, looseness, misalignment, and resonance diagnostics.
Beslissingstabel: Wat vertelt het spectrum u?
Open F8 – Charts in the Balanset-1A software and switch to the F5-Spectrum (Hz) tab. Look at the peaks. Match the pattern to the fault.
| Spectrumpatroon | Fasegedrag | Waarschijnlijk de oorzaak | Actie |
|---|---|---|---|
| Zuivere 1× piek, geen andere harmonischen | Stabiel | Onbalans | Ga verder met balanceren |
| Strong 1×, phase wanders ±10–20° while RPM reads steady | Onstabiel | Resonantie | Verander de snelheid of pas de structuur aan. |
| Veel harmonischen: 2×, 3×, 4×, subharmonischen | Foutief | Mechanische speling | Aandraaien, zachte voet repareren, basis controleren |
| Sterke 2× + verhoogde axiale trilling | Stabiel | Verkeerde uitlijning | Laseruitlijning van assen |
| Strong 1× (+2×), axial 1× at the coupling; balance holds only at one speed | Stabiel | Gebogen as | Controleer de uitslag, richt/vervang indien nodig. |
| Peaks at non-integer multiples of 1× (bearing defect frequencies) | N.V.T. | Lagerdefect | Lager vervangen |
| Clean 1×, balance drifts back within weeks | Stabiel | Dirty rotor | Clean to bare metal, remove old weights, rebalance |
| Trial weight changes amplitude by under 20–30% and phase by under 20–30° | Barely changes | Proefgewicht te klein | Increase the trial mass — use the First Trial Weight Estimator |
| 1× piek die verschuift na het opwarmen | Verschuift met temperatuur | Thermische vervorming | Evenwicht bij bedrijfstemperatuur |
| 1×, maar correctie maakt het erger. | Stabiel | Hoekfout | Controleer de draairichting en het referentiepunt. |
Before starting any balancing job, spend 5 minutes in the spectrum (F8 – Charts → F5-Spectrum (Hz)). If the spectrum shows a clean 1× peak with stable phase — proceed. If it shows anything else — diagnose first. This single habit eliminates the majority of failed balancing attempts. Five minutes of spectrum analysis saves an hour of futile trial weight runs.
Verslag uit de praktijk: De ventilator die steeds terugkwam
Een graanverwerkingsbedrijf belde over een grote inductieve trekventilator van 45 kW die draaide met 1470 toeren per minuut. Ze hadden de ventilator in zes maanden tijd drie keer gebalanceerd. Elke keer daalde de trilling tot ongeveer 2 mm/s, maar binnen 3-4 weken liep deze weer op tot boven de 8 mm/s. De vorige technicus had na elke balancering correctiegewichten vastgelast – drie sets van drie verschillende bezoeken, die allemaal nog steeds aan de waaier vastzaten.
First thing I did was open the Balanset-1A spectrum (F8 – Charts). The FFT showed a clean 1× peak at 24.5 Hz (shaft speed) — so it looked like unbalance. Phase was stable. No looseness. No misalignment signature. That part checked out.
Toen bekeek ik de waaier. Een dikke laag stof, 3-5 mm dik, was er dik en ongelijkmatig op verdeeld. De vorige monteur had de waaier telkens tegen het stof in afgesteld. Het stof had zich opgehoopt, was verschoven, gedeeltelijk losgekomen – en de trillingen waren terug. De correctiegewichten van de drie eerdere bezoeken werkten elkaar nu tegen.
We hebben alle eerdere correctiegewichten verwijderd (drie sets, in totaal 11 gewichten). De impeller is tot op het blanke metaal gereinigd. De rotor is volledig opnieuw gebalanceerd. Enkelvoudige 2-vlaks correctie: 22 g voor, 15 g achter.
45 kW ID-ventilator, 1470 tpm, graanverwerking — 3x gebalanceerd in 6 maanden
Hoofdoorzaak: balanceren tegen stofafzettingen die in de loop der tijd verschuiven. Drie eerdere sets correctiegewichten verwijderd. Waaier tot op het blanke metaal gereinigd. Nieuwe 2-vlaksbalancering.
The plant installed a monthly cleaning schedule for the impeller. Vibration was 0.9 mm/s right after the job and 1.1 mm/s six months later — no rebalance needed. The three previous visits — removal of old weights, welding, measurement — cost more in total than a single correct diagnosis would have.
For context: a 45 kW machine falls into ISO 10816-1 Class II (medium machines, 15–75 kW), where the vibration severity zone boundaries are 1.12 / 2.80 / 7.10 mm/s RMS (A/B, B/C, C/D). The original 8.4 mm/s was deep in zone D — vibration severe enough to cause damage — while both 0.9 and 1.1 mm/s sit in zone A, the as-new range. See our trillingsintensiteitsgrafiek for other machine classes.
Checklist voorafgaand aan balancering
Voordat u een proefgewicht op een machine plaatst, controleert u elk punt op deze lijst. Als een van de controles niet wordt doorstaan, lost u dit probleem eerst op. Het balanceren van een machine die niet aan een van deze controles voldoet, is tijdverspilling.
- 1Is de rotor schoon?Kaal metaal. Geen stof, geen afzettingen, geen productresten. Als je het niet kunt reinigen, documenteer dan het risico en vertel de klant dat de balans mogelijk niet klopt.
- 2Is de schacht recht?Controle van de meetklok. TIR binnen de machinetolerantie (0,02–0,05 mm voor precisietoepassingen, 0,1 mm voor zware industriële toepassingen). Indien afwijkend, rechtzetten of vervangen.
- 3Geen speling?Alle bouten vastgedraaid. Voelermaat onder elke voet — geen speling. Geen scheuren in de grondplaat. Lagersteunen solide. Spectrum: geen "woud" van harmonischen.
- 4Uitlijning acceptabel?Axial vibration less than 50% of radial. The Balanset-1A's two channels normally mount radially — turn one sensor to the axial direction for a separate run to check this. No strong 2× in spectrum. If suspect, laser-align first.
- 5Niet in de buurt van resonantie?Phase stable — wandering less than ±10–20° while the RPM readout looks steady. If it wanders more, run the built-in Bump Test; change speed or modify structure before balancing.
- 6Bij bedrijfstemperatuur?Voor machines die warm worden: balanceer bij thermische evenwichtstoestand, niet bij koude temperatuur. Als het verschil tussen koude en warme temperatuur significant is, documenteer dan beide waarden.
- 7Zijn de toerenteller en het referentiepunt vast?Reflecterende markering op zijn plaats. Toerenteller vastgezet. Hoekrichting gecontroleerd (met of tegen de draaiing in). Verplaats geen referentiepunten na de eerste meting.
- 8Acceptance criterion agreed?Know the ISO 10816 zone limit for the machine before you start, and the residual-unbalance grade G (ISO 1940-1, now ISO 21940-11) you are aiming at. The Balanset-1A software has both built in: an ISO 1940 tolerance calculator on the plane panel and ISO 10816-1 machine classes in the route/trend module.
Veelgestelde vragen
Stop met gissen. Begin met diagnosticeren.
Balanset-1A: FFT-spectrum + vibratiemeter + 2-vlaks balanceren in één kit. Diagnoseer de werkelijke oorzaak van de storing, verhelp deze en controleer het resultaat. Wereldwijde verzending via DHL. 2 jaar garantie. Geen abonnementskosten.
0 Comments