Czym jest analiza drgań?

Szybka odpowiedź

Analiza drgań to proces pomiaru i interpretacji oscylacji mechanicznych obracających się maszyn w celu zdiagnozowania usterek bez demontażu. Użycie FFT (Szybka Transformata Fouriera), złożony sygnał wibracyjny jest rozkładany na poszczególne składowe częstotliwościowe. Każda usterka tworzy charakterystyczny widmowy "odcisk palca": niewyważenie przy 1× obr, niewspółosiowość przy 2×, luz jako wiele harmonicznych, wady łożysk przy częstotliwościach niesynchronicznych. Balanset-1A wykonuje zarówno wyważanie, jak i analizę widma w jednym przenośnym urządzeniu.

Every rotating machine vibrates. In a healthy machine, vibration is low and stable — its normal "operating signature." As defects develop, vibration changes in predictable ways. By measuring and analyzing these changes, we can identify the root cause, predict failure, and schedule maintenance before catastrophic breakdown. This is the foundation of konserwacja predykcyjna.

FFT: Rdzeń analizy widma

Czujnik drgań (akcelerometr) przekształca drgania mechaniczne w sygnał elektryczny. Wyświetlany w czasie, jest to przebieg - złożona, pozornie chaotyczna krzywa, gdy występuje wiele usterek. FFT (szybka transformata Fouriera) rozkłada ten złożony sygnał na poszczególne składowe sinusoidalne, z których każda ma własną częstotliwość i amplitudę.

Think of FFT as a prism splitting white light into a rainbow. The complex waveform is "white light" — FFT reveals the individual "colors" (frequencies) hidden inside. The result is the widmo drgań - podstawowym narzędziem diagnostycznym.

Częstotliwość obrotowa
f₁ₓ = RPM / 60 (Hz)
1× = częstotliwość obrotowa wału - odniesienie dla całej analizy widmowej

Kluczowe parametry widma

  • Częstotliwość (oś X, Hz): Jak często występują oscylacje. Bezpośrednio związane ze źródłem. 1× = prędkość obrotowa wału. 2× = dwukrotność prędkości obrotowej wału.
  • Amplituda (oś Y, mm/s RMS): Intensywność wibracji przy każdej częstotliwości. Wyższe wartości szczytowe = większa energia = poważniejszy stan.
  • Harmoniczne: Całkowite wielokrotności częstotliwości podstawowej: 2× (2.), 3× (3.), 4× itd. Ich obecność i względna wysokość niosą informacje diagnostyczne.
  • Faza (°): Zależność czasowa w różnych punktach pomiarowych. Niezbędna do odróżnienia niewyważenia (w fazie) od niewspółosiowości (180°).

Jednostki pomiaru drgań: Przemieszczenie, Prędkość, Przyspieszenie

Vibration can be measured as three different physical parameters. Each emphasizes different frequency ranges, making them suited to different diagnostic tasks. Understanding when to use which parameter is fundamental to effective analysis.

📏 Przemieszczenie

µm (wartość międzyszczytowa) lub mil
Najlepszy zasięg: 1-100 Hz

Mierzy, w jaki sposób daleko the surface moves. Emphasizes low frequencies — ideal for slow-speed machines, shaft orbit analysis, and proximity probes on journal bearings. 1 mil = 25.4 µm.

Prędkość

mm/s (RMS)
Najlepszy zasięg: 10–1000 Hz

Mierzy, w jaki sposób szybki powierzchnia się porusza. standardowy parametr do ogólnego monitorowania maszyn zgodnie z normą ISO 10816. Płaska charakterystyka częstotliwościowa zapewnia równą wagę dla większości typów usterek. Balanset-1A mierzy w mm/s RMS.

💥 Przyspieszenie

m/s² lub g (wartość skuteczna/szczytowa)
Najlepszy zasięg: 500 Hz – 20 kHz

Mierzy siła of vibration. Emphasizes high frequencies — ideal for early bearing defects, gear mesh, and impacts. 1 g = 9.80665 m/s². Used for envelope/demodulation analysis.

Kiedy używać poszczególnych parametrów
ParametrJednostkaZakres częstotliwościNajlepsze dlaNormy
Przemieszczenieμm (szczyt-szczyt)1-100 HzWolne maszyny (< 600 RPM), orbita wału, sondy zbliżeniowe, łożyska poprzeczne (reference — not measured by the Balanset-1A)ISO 7919 (wibracje wału)
Prędkośćmm/s RMS10–1000 HzOgólne monitorowanie maszyn — niewyważenie, niewspółosiowość, luz. Parametr domyślny. The Balanset-1A's native (and only) parameter.ISO 10816, ISO 20816
Przyspieszenieg lub m/s² RMS500 Hz – 20 kHzWczesne usterki łożysk, zazębienie przekładni, uderzenia, maszyny szybkoobrotowe (reference — not measured by the Balanset-1A)ISO 15242 (wibracje łożysk)
Konwersja przy pojedynczej częstotliwości
v = 2πf - d | a = 2πf - v = (2πf)² - d
d = displacement (m), v = velocity (m/s), a = acceleration (m/s²), f = frequency (Hz). All quantities must use the same amplitude convention (all peak, all peak-to-peak, or all RMS) — mixing peak-to-peak displacement with RMS velocity introduces a ~2.8× error.
💡 Praktyczna zasada

Jeśli do wyboru jest tylko jeden czujnik i jeden parametr — wybierz prędkość (mm/s RMS). Obejmuje on najszerszy zakres typowych usterek z płaską reakcją. Balanset-1A wykorzystuje go jako parametr natywny. Pomiar przyspieszenia należy dodawać tylko wtedy, gdy konieczne jest wykrycie wczesnych uszkodzeń łożysk lub przekładni przy wysokich częstotliwościach.

Technika pomiarowa z Balanset-1A

📋 Balanset-1A Measurement Specification

The Balanset-1A measures vibration velocity, mm/s RMS (0.2–80 mm/s). Measurement band: 5-1000 Hz; the sensor is flat within ±10% up to ~550 Hz, with display-only roll-off compensation above that. The on-screen spectrum ("Spectrum, Hz" setting) extends to 8 kHz — a display range, not a measurement-accuracy claim. There are no displacement or acceleration modes and no envelope/demodulation — the sections on acceleration, envelope analysis, and cavitation below are reference material.

Umieszczenie czujnika

Jakość diagnostyki zależy całkowicie od jakości pomiaru. Siły drgań są przenoszone przez łożyska, dlatego czujniki muszą być montowane na obudowach łożysk - jak najbliżej łożyska, na konstrukcji nośnej (nie na pokrywach lub żebrach chłodzących).

  • Przygotowanie powierzchni: Czysta, płaska, wolna od płatków farby. Podstawa magnetyczna musi dokładnie przylegać do powierzchni.
  • Promieniowy poziomy (H): Prostopadle do wału, płaszczyzna pozioma. Często najwyższa amplituda.
  • Promieniowy pionowy (V): Prostopadle do wału, płaszczyzna pionowa.
  • Osiowy (A): Równolegle do wału. Krytyczne dla wykrywania niewspółosiowości.
💡 Dwukanałowa sztuczka diagnostyczna

Balanset-1A ma 2 kanały. W celu diagnostyki należy zamontować oba czujniki na ten sam bearing — one radial, one axial. This gives simultaneous radial + axial spectra, enabling instant misalignment detection.

Tryby diagnostyczne Balanset-1A

  • F8 — Charts → "F5-Spectrum (Hz)" tab: Full FFT spectrum display. The primary diagnostic mode. The other Charts tabs — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics (1x..Nx), and F6-Orbit — cover overall vibration, 1× tracking, harmonic patterns, and shaft orbit.
  • F5 — Vibration Meter: Szybka ocena. Porównaj V1s (całkowita RMS) z V1o (1×). Jeśli V1s ≈ V1o → niewyważenie. Jeśli V1s ≫ V1o → inne usterki.
  • F6 — Reports: Measurement archive and HTML reports — use it to store baselines.
  • F9 — Route Inspection: Guided measurement routes with trend zones per ISO 10816-1 — for regular monitoring rounds.
⚠️ V1s vs. V1o - pierwszy test diagnostyczny

Przed wyważeniem należy porównać V1s z V1o. Jeśli V1s ≫ V1o (np. 8 vs. 2 mm/s), większość wibracji NIE wynika z niewyważenia. Wyważenie nie rozwiąże problemu - należy zbadać pełne spektrum.

Analiza fazowa — wyróżnik diagnostyczny

Częstotliwość mówi co wibruje; faza mówi Ci jak. Two faults can produce identical spectra (both dominated by 1×) — only phase analysis distinguishes them. Phase is the angular relationship between vibration at different measurement points, measured in degrees (0°–360°).

🧭 Faza → Tabela referencyjna diagnostyki
Relacja fazowaPunkty pomiaroweDiagnozaWyjaśnienie
0° (w fazie)Łożysko 1 ↔ Łożysko 2 (promieniowe)Niewyważenie statyczneBoth bearings move together in sync — single heavy spot in center of rotor. Single-plane correction.
~180° (przeciwfaza)Łożysko 1 ↔ Łożysko 2 (promieniowe)Niewyważenie dynamiczne (pary)Łożyska kołyszą się w przeciwnych kierunkach - dwa ciężkie punkty w różnych płaszczyznach tworzą kołyszącą się parę. Konieczna jest korekta w dwóch płaszczyznach.
~90°Poziomo ↔ Pionowo (to samo łożysko)Niewyważenie (dowolnego typu)Normalny dla niewyważenia - wektor siły obraca się wraz z wałem, tworząc ~90° między H i V w tym samym punkcie.
~180°Sprzężenie poprzeczne (promieniowe)Niewspółosiowość równoległaSiły sprzęgające rozsuwają wały w przeciwnych kierunkach promieniowych. Sprzężenie 180° w poprzek z wysokim 2× jest charakterystyczne.
~180°Sprzężenie poprzeczne (osiowe)Niewspółosiowość kątowaWały naprzemiennie pchają/ciągną osiowo. Osiowe przesunięcie fazowe 180° na sprzęgle z wysokim 1× i 2× jest rozstrzygające.
0°Sprzężenie poprzeczne (osiowe)Nie niewspółosiowośćObie strony poruszają się w tym samym kierunku osiowym — prawdopodobnie wzrost termiczny, naprężenie rur lub miękka stopa. To nie jest niewspółosiowość kątowa.
Nieregularny / niestabilnyWszelkie spójne punktyLuz mechanicznyOdczyty fazy przeskakują losowo między pomiarami - charakterystyczne dla uderzeń w luźne połączenia. Niestabilna faza = poluzowanie.
Powolny dryfDowolny punkt w czasieRezonans lub efekty termiczneStopniowe przesunięcie fazowe podczas nagrzewania sugeruje, że sztywność strukturalna zmienia się wraz z temperaturą (niedopasowanie termiczne).
Stały, nie-0/180°Łożysko 1 ↔ Łożysko 2Połączone niewyważenie statyczne + momentoweFaza pomiędzy 0° a 180° wskazuje na połączenie składowych statycznych i momentowych — wymaga wyważenia w dwóch płaszczyznach.
💡 Pomiar fazy za pomocą Balanset-1A

The Balanset-1A displays phase at 1× (the F1° reading in vibrometer mode) using the tachometer as reference. To compare phase between two bearings, measure each bearing in the same direction (e.g., horizontal) with the tachometer on the same reference mark. The difference in phase readings reveals the fault type. No special software needed — just subtract the two readings.

Usterka 1: Niewyważenie

Przyczyna: Center of mass displaced from rotation axis. Manufacturing tolerances, deposit buildup, erosion, broken blade, lost weight.

Widmo: Dominant peak at exactly 1× RPM. Very low harmonics. Radial vibration. The unbalance siła grows with speed²; vibration amplitude rises with speed, with the exact relationship depending on proximity to resonance. Phase is stable and repeatable.

Niewyważenie statyczne (jednopłaszczyznowe)

Czysty szczyt 1×, przebieg sinusoidalny. Oba łożyska w fazie. Korekcja jednopłaszczyznowa.

Niewyważenie statyczne - dominujące 1× przy 25 Hz (1500 obr./min). Minimalne harmoniczne.

Dynamiczne niewyważenie (dwie płaszczyzny / para)

Również 1× dominujący, ale łożyska ~180° poza fazą. Wymagana korekta w dwóch płaszczyznach.

Niewyważenie dynamiczne — 1× dominujące. Widmo podobne do statycznego, ale faza różni się w łożyskach.

Działanie: Wykonaj wyważanie wirnika z Balanset-1A. Tolerancja klasy G na ISO 1940-1.

Usterka 2: Niewspółosiowość wału

Przyczyna: Osie sprzężonych wałów nie pokrywają się. Mogą być równoległe (przesunięte) lub kątowe (pochylone), zwykle obie.

Niewspółosiowość równoległa (promieniowa)

Wysokie 1× i 2× w kierunku promieniowym. 2× często ≥ 1×. Przesunięcie fazowe 180° przez sprzęgło.

Niewspółosiowość równoległa - kierunek promieniowy. Silne 1× i 2× z niewielkim 3×.

Niewspółosiowość kątowa - promieniowa

1× and 2× both present in the radial direction — either may dominate, so the radial spectrum alone is not conclusive. The axial measurement decides.

Angular misalignment — radial (R). Both 1× and 2× elevated (2× > 1× in this example).

Niewspółosiowość kątowa - osiowa

Axial vibration ≥ 50% of radial, typically dominated by 1× with elevated 2× and 3×. 180° phase across coupling in axial. This is the key distinguishing measurement.

Angular misalignment — axial (A). Dominant 1× with strong 2× and 3× in the axial direction.

Działanie: Wyważanie NIE pomoże. Zatrzymaj maszynę i wykonaj osiowanie wału. Ponownie sprawdź wibracje.

Usterka 3: Luzy mechaniczne

Przyczyna: Utrata sztywności konstrukcji — poluzowane śruby, pęknięcia w fundamencie, zużyte gniazda łożysk, nadmierne luzy.

Luźność komponentów

"Las" harmonicznych - 1×, 2×, 3×, 4×... do 10×+ z malejącą amplitudą. Mogą występować podharmoniczne 0,5×.

Component looseness — many harmonics 1× through 10×. Note the subharmonic in the 0.4–0.5× region.

Luźność strukturalna

Dominacja 1× i/lub 2×. Niewiele wyższych harmonicznych. Silne wibracje pionowe.

Luźność strukturalna — dominują 1× i 2×. Minimalne wyższe harmoniczne.

Działanie: Sprawdź i dokręć śruby mocujące. Sprawdź fundament. Zawsze sprawdzaj luzy przed wyważanie.

Usterka 4: Wady łożysk tocznych

Przyczyna: Wżery, odpryski, zużycie bieżni, elementów tocznych lub koszyka.

Częstotliwości wad łożysk
BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · fs
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
n = elementy toczne | Bd = średnica kuli | Pd = średnica podziałowa | α = kąt styku | fs = RPM/60

Uszkodzenie pierścienia zewnętrznego (BPFO)

Seria szczytów przy BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO... Brak 1× pasm bocznych (pierścień stacjonarny). Najczęstsza usterka łożyska.

Wada bieżni zewnętrznej - harmoniczne BPFO na częstotliwościach niesynchronicznych. Brak pasm bocznych.

Wada bieżni wewnętrznej (BPFI)

Harmoniczne BPFI z pasmami bocznymi ±1× (pierścień obrotowy, modulacja strefy obciążenia). Wzór pasma bocznego jest kluczowym identyfikatorem.

Wada bieżni wewnętrznej — harmoniczne BPFI z pasmami bocznymi ±1× (mniejsze szczyty flankujące główne szczyty).

Wada elementu tocznego (BSF)

Harmoniczne BSF. Często dominują 2×BSF. Niesynchroniczne. Często towarzyszą im uszkodzenia bieżni.

Uszkodzenie elementu tocznego - harmoniczne BSF. Uwaga: 2×BSF jest najwyższa (uszkodzenie dwóch elementów).

Wada koszyka (FTF)

Sub-synchronous fundamental (FTF ≈ 0.4× shaft speed); its harmonics may extend above 1×. Low frequency. Often accompanies other bearing damage.

Cage defect — the FTF fundamental is sub-synchronous (below 1×); its harmonics can extend above 1× shaft speed.
Postęp wady łożyska (4 etapy)

Etap 1 — Podpowierzchniowy: Ultrasonic / acoustic-emission zone (roughly 20–60 kHz). Not visible on standard FFT. Detectable by spike energy / enveloping.

Etap 2 — Wczesny defekt: Impacts ring the bearing's natural frequencies (roughly 500–2000 Hz); discrete defect frequencies (BPFO, BPFI) appear at low amplitude toward the end of this stage. The Balanset-1A reliably picks up the discrete defect frequencies (tens to hundreds of Hz) from late Stage 2 onward.

Etap 3 — Zaawansowany: Wiele harmonicznych. Pojawiają się wstęgi boczne. Wzrasta poziom szumów.

Etap 4 — Zaawansowany: Szum szerokopasmowy. Częstotliwości łożyskowe mogą zniknąć w szumie. Pilna wymiana.

Analiza obwiedni (demodulacja) – wczesna detekcja uszkodzeń łożysk

Standard FFT spectrum analysis detects bearing defects from late Stage 2 onward. Before that, bearing impacts are too weak — and too high in frequency — to appear above the noise floor. Analiza obwiedni (zwana również demodulacją lub wykrywaniem wysokich częstotliwości, HFD) rozszerza wykrywanie na znacznie wcześniejsze etapy.

Jak to działa

Gdy element toczny uderza w defekt, generuje krótki impuls uderzeniowy, który wzbudza rezonanse strukturalne o wysokiej częstotliwości (zwykle 5-20 kHz). Rezonanse te "dzwonią" krótko przy każdym uderzeniu. Analiza obwiedni przebiega w trzech etapach:

  1. Filtr pasmowo-przepustowy: Odizolować pasmo rezonansowe o wysokiej częstotliwości (np. 5-15 kHz), w którym występują uderzenia.
  2. Prostowanie i obwiednia: Wyodrębnij wzór modulacji amplitudy — "obwiednię", która podąża za szczytami dzwonienia.
  3. FFT obwiedni: Zastosuj FFT do sygnału obwiedni. Wynik pokazuje częstotliwość powtarzania uderzeń — co równa się częstotliwościom defektów łożysk (BPFO, BPFI, BSF, FTF).
Dlaczego obwiednia wykrywa wcześniej

W surowym widmie słabe uderzenie przy częstotliwości BPFO może wytworzyć 0,1 mm/s — niewidoczne na tle szumu maszyny wynoszącego 2 mm/s. To samo uderzenie wzbudza jednak rezonans przy 8 kHz, gdzie nie ma innego źródła drgań. Po demodulacji wzorzec powtarzalności BPFO wyłania się wyraźnie z czystego tła.

Powiązane parametry

  • Spike Energy (SE): Ogólny pomiar energii uderzenia o wysokiej częstotliwości. Skalarna wartość trendu. Dobry do badań przesiewowych typu "go/no-go".
  • gSE / HFD / PeakVue: Nazwy specyficzne dostawców dla parametrów pochodzących z obwiedni. Wszystkie oparte na tej samej zasadzie.
  • Obwiednia przyspieszenia: The Balanset-1A measures in velocity (mm/s). For full envelope analysis, a dedicated analyzer with acceleration input and band-pass filtering capability is ideal. However, the Balanset-1A's FFT can still detect discrete bearing defect frequencies effectively in the standard velocity spectrum from late Stage 2 onward.
Widmo obwiedni defektu bieżni wewnętrznej - harmoniczne BPFI wyraźnie wyłaniają się z demodulowanego sygnału wysokiej częstotliwości. Porównaj z surowym widmem prędkości, gdzie mogą one być ukryte w szumie.

Działanie: Sprawdzić smarowanie. Zaplanować wymianę łożysk. Zwiększyć częstotliwość monitorowania.

Usterka 5: Wady przekładni

Przyczyna: Zużyte, wżarte lub połamane zęby. Mimośrodowość koła zębatego. GMF = liczba zębów × obroty wału / 60.

Mimośrodowość przekładni

GMF z pasmami bocznymi przy ±1× prędkości wału. Przekładnia 1× może być również podniesiona.

Mimośród przekładni - GMF przy 500 Hz z pasmami bocznymi ±1×. Podwyższony 1×.

Zużycie / uszkodzenie zębów przekładni

Wiele harmonicznych GMF z gęstymi pasmami bocznymi. Nasilenie zależy od liczby i amplitudy pasm bocznych.

Zużycie przekładni - GMF i 2×GMF z wieloma pasmami bocznymi w odstępach 1×.

Działanie: Sprawdzić olej przekładniowy pod kątem obecności cząstek metalicznych. Zaplanować inspekcję. Monitorować trend pasma bocznego GMF.

Fault 6: Electrical Faults (Motors)

Usterki elektromagnetyczne powodują wibracje 2× częstotliwość linii (100 Hz w sieciach 50 Hz, 120 Hz w sieciach 60 Hz). Test krytyczny: wibracje znikają natychmiast po odcięciu zasilania. Usterki mechaniczne zanikają stopniowo.

  • Mimośrodowość stojana: 2× częstotliwość linii, stała amplituda.
  • Uszkodzenia prętów wirnika: Sidebands around 1× running speed spaced at the pole-pass frequency (slip × number of poles — typically 0.5–2 Hz, so fine frequency resolution is needed to separate them). A rotor bar pass frequency (number of bars × shaft speed) with 2× line frequency sidebands may also appear.
  • Miękka stopa: Wibracje zmieniają się po poluzowaniu poszczególnych nóżek silnika.

Usterka 7: Problemy z paskiem napędowym

Przyczyna: Zużyte, źle ustawione lub nieprawidłowo napięte paski. Napędy pasowe generują wibracje w częstotliwość przejścia pasa, która zazwyczaj jest częstotliwością podsynchroniczną (poniżej 1× prędkość wału), ponieważ pasek jest dłuższy niż obwód koła pasowego.

Częstotliwość paska
fpas = (π · D · RPM) / (60 · L)
D = średnica koła pasowego (m) | L = długość paska (m) | RPM = prędkość koła pasowego

Typowe sygnatury pasów

  • Zużycie / uszkodzenie paska: Szczyty przy częstotliwości pasa (fpas) i jego harmoniczne (2×, 3×, 4× fpas). The fundamental appears below 1× shaft speed — a sub-synchronous peak is the key indicator; higher harmonics can extend above 1×.
  • Niewspółosiowość paska: Podwyższone wibracje osiowe przy 1× i 2× prędkości wału. Podobne do niewspółosiowości wału, ale ograniczone do maszyny napędzanej paskiem.
  • Niewłaściwe napięcie: Wysokie wibracje 1×, które gwałtownie zmieniają się wraz z regulacją napięcia paska. Zbyt ciasne paski zwiększają obciążenie łożysk; luźne paski powodują uderzenia i piki na częstotliwości paska.
  • Rezonans: Częstotliwość drgań własnych paska (trzepotanie paska) może zostać wzbudzona, jeśli rezonans rozpiętości paska zbiega się z prędkością roboczą. Widoczne jako szeroki pik przy częstotliwości drgań własnych paska.
Belt drive defect — belt frequency fundamental is sub-synchronous; its harmonics extend up to and above 1× shaft speed (25 Hz).

Działanie: Sprawdź stan paska, naprężenie i ustawienie kół pasowych. Wymień zużyte paski. W przypadku powtarzających się problemów należy zweryfikować ustawienie koła pasowego za pomocą narzędzia laserowego lub liniału.

Usterka 8: Kawitacja pompy

Przyczyna: Pęcherzyki pary tworzą się i zapadają gwałtownie, gdy lokalne ciśnienie spada poniżej ciśnienia pary cieczy — zazwyczaj na ssaniu pompy. Każde zapadnięcie się pęcherzyka powoduje mikrouderzenie. Tysiące zapadnięć na sekundę generują charakterystyczny szerokopasmowy szum.

Sygnatura widmowa

  • Broadband energy: Unlike mechanical faults (which produce discrete peaks), cavitation generates a raised, irregular noise floor spread across a broad frequency band — in the chart below, from roughly 200 Hz up to the edge of the displayed range. The spectrum looks like a "hump" or elevated plateau rather than sharp peaks.
  • Losowe, nieokresowe: Brak harmonicznych, brak związku z prędkością obrotową wału. Hałas brzmi jak "żwir" lub "trzaski" — słyszalny nawet bez przyrządów.
  • Efekty niskiej częstotliwości: Silna kawitacja może również powodować niestabilność przy 1× i szerokopasmowy szum o niskiej częstotliwości spowodowany turbulencjami przepływu.
Kawitacja pompy - szerokopasmowy hałas o wysokiej częstotliwości (podniesiony poziom powyżej 200 Hz). Brak dyskretnych szczytów - w przeciwieństwie do defektów łożysk, które wykazują określone częstotliwości.

Działanie: Zwiększyć ciśnienie ssania (opuścić pompę, otworzyć zawór ssący, zmniejszyć straty w rurze ssącej). Sprawdzić NPSHdostępny vs. NPSHwymagany. Jeśli to możliwe, należy zmniejszyć prędkość pompy. Kawitacja powoduje szybkie uszkodzenie erozyjne - nie należy jej ignorować.

Usterka 9: Wir olejowy & bicz olejowy (łożyska ślizgowe)

Przyczyna: Fluid-film instability in journal (sleeve) bearings. The oil film wedge forces the shaft to orbit within the bearing clearance at a sub-synchronous frequency. This is distinct from rolling element bearing defects and occurs only in plain/journal bearings. Shaft orbit display — the F8 — Charts → F6-Orbit tab on the Balanset-1A — is the classic way to watch journal-bearing behavior.

Wir olejowy

  • Częstotliwość: W przybliżeniu 0,42× do 0,48× prędkość wału (często podawana jako ~0,43×). Jest to podsynchroniczny szczyt, który śledzi prędkość wału - jeśli obroty wzrastają, częstotliwość wirowania wzrasta proporcjonalnie.
  • Widmo: Pojedynczy pik przy ~0,43×, który zmienia się wraz z prędkością. Amplituda może być umiarkowana.
  • Stan: Prekursor bicza olejowego. Zwykle nie powoduje natychmiastowego zniszczenia, ale wskazuje na niestabilność.

Bicie olejowe

  • Częstotliwość: Blokuje się na pierwszej prędkości krytycznej wirnika częstotliwość własna (prędkość krytyczna). W przeciwieństwie do wiru, NIE śledzi prędkości wału — częstotliwość pozostaje stała wraz ze zmianą obrotów.
  • Widmo: Duży pik podsynchroniczny przy pierwszej prędkości krytycznej wirnika. Amplituda może być bardzo wysoka — destrukcyjna.
  • Stan: Niebezpieczne. Wymagane natychmiastowe działanie. Może prowadzić do wytarcia łożyska i uszkodzenia wału.
Wir olejowy - podsynchroniczny szczyt przy ~0,43× prędkości obrotowej wału (≈ 10,7 Hz dla 1500 obr./min). Różni się od luzu 0,5×.
⚠️ Wir olejowy versus luźność — Jak je odróżnić?

Obydwa generują subsynchroniczne szczyty, ale: Wir olejowy sits at ~0.42–0.48× (not an exact half-order), while rozluźnienie generates peaks at exactly 0.5×, 1.5×, 2.5× — precise half-order fractions. Both follow shaft speed as it changes; the one that does nie track speed is bicie olejowe, which locks onto the rotor's first critical frequency. Oil whirl only occurs in journal/sleeve bearings — if the machine has rolling element bearings, it cannot be oil whirl.

Działanie: W przypadku wiru olejowego: sprawdź luz łożyska, lepkość oleju i obciążenie. Zwiększyć obciążenie łożyska lub zmienić lepkość oleju. W przypadku biczowania olejowego: natychmiast zmniejszyć prędkość poniżej progu krytycznego. Skonsultuj się ze specjalistą ds. dynamiki wirnika.

ISO 10816 Vibration Severity — Classification Table

ISO 10816-1 (the general part of the ISO 10816 series, superseded by ISO 20816 but still widely referenced) defines vibration severity zones for four machine classes. Vibration is measured as velocity in mm/s RMS on bearing housings. The table below shows all zone boundaries for all four classes — use it as a quick reference when evaluating measurements. Note that ISO 10816-3 (now ISO 20816-3), which covers industrial machines above 15 kW running at 120–15,000 RPM, uses a different scheme — two machine groups with rigid or flexible support classes — rather than the Classes I–IV shown here.

📋 Strefy poziomu drgań ISO 10816-1 — klasy maszyn I–IV (mm/s RMS)
Klasa maszyny Strefa A
Dobry		 Strefa B
Do przyjęcia		 Strefa C
Alarm		 Strefa D
Niebezpieczeństwo
Klasa I
Małe maszyny ≤ 15 kW
(pompy, wentylatory, sprężarki)		 ≤ 0,71 0,71 – 1,8 1,8 – 4,5 > 4.5
Klasa II
Maszyny średnie 15–75 kW
(bez specjalnej podstawy)		 ≤ 1,12 1,12 – 2,8 2,8 – 7,1 > 7.1
Klasa III
Duże maszyny > 75 kW
(sztywny fundament)		 ≤ 1.8 1,8 – 4,5 4,5 – 11,2 > 11.2
Klasa IV
Duże maszyny > 75 kW
(elastyczny fundament, np. stalowa rama)		 ≤ 2,8 2,8 – 7,1 7,1 – 18 > 18
📌 Jak korzystać z tej tabeli

Krok 1: Określ klasę maszyny na podstawie mocy i typu fundamentu.
Krok 2: Zmierz ogólną prędkość drgań (mm/s RMS) na każdej obudowie łożyska w kierunku promieniowym.
Krok 3: Znajdź strefę. Strefa A = nowo oddany do użytku lub doskonały. Strefa B = nieograniczona długoterminowa praca. Strefa C = akceptowalne tylko przez ograniczony czas — zaplanuj konserwację. Strefa D = występuje uszkodzenie — należy jak najszybciej zatrzymać urządzenie.

Pamiętać: Trendy mają większe znaczenie niż wartości bezwzględne. A machine running at 2.4 mm/s (Zone B for Class II) that was previously at 1.2 mm/s has doubled — investigate the cause even though it's still "acceptable." The Balanset-1A's vibrometer mode (F5) displays overall velocity V1s for instant zone assessment.

⚠️ ISO 10816 vs. ISO 20816

Norma ISO 10816 została formalnie zastąpiona przez normę ISO 20816 (opublikowaną w latach 2016-2022). Granice stref pozostają podobne dla większości typów maszyn, ale ISO 20816 dodaje kryteria oceny przemieszczenia i rozszerza części specyficzne dla maszyn. W praktyce wartości ISO 10816 pozostają standardem branżowym. Zarówno Balanset-1A, jak i większość przemysłowych programów wibracyjnych nadal wykorzystuje strefy ISO 10816.

Od pomiaru do monitorowania

Analiza trendów

Pojedyncze widmo to migawka. Potęga analizy drgań to analiza trendów - śledzenie zmian w czasie.

  • Stwórz punkt odniesienia: Measure new or known-good equipment. Save spectra — the Balanset-1A's F6 — Reports archive stores measurements and HTML reports.
  • Ustal interwały: Krytyczne: co tydzień. Standardowe: co miesiąc. Pomocnicze: kwartalnie.
  • Zapewnienie powtarzalności: Te same punkty, te same kierunki, te same warunki pracy.
  • Śledź zmiany: 2-krotny wzrost w stosunku do wartości wyjściowej jest znaczący, nawet jeśli znajduje się w strefie ISO A.
  • Use measurement routes: The Balanset-1A's F9 — Route Inspection guides repeatable measurement rounds and trends readings against ISO 10816-1 zones.

Algorytm decyzyjny

  1. Uzyskaj wysokiej jakości widmo (F8 Charts, promieniowy + osiowy).
  2. Zidentyfikuj najwyższy szczyt — jest to dominujący problem.
  3. Dopasowanie do typu błędu:
    • 1× dominuje → Niewyważenie → Wyważanie za Balanset-1A.
    • 2× dominuje + wysoki osiowy → Niewspółosiowość → Wyrównaj wały.
    • Wiele harmonicznych → Luźność → Sprawdzić i dokręcić.
    • Szczyty niesynchroniczne → Łożysko → Plan wymiany.
    • GMF + pasma boczne → Przekładnia → Sprawdź olej, sprawdź skrzynię biegów.
  4. Najpierw należy naprawić dominującą usterkę - objawy wtórne często znikają.

← Back to Solutions