Ako zistím, či sú vibrácie spôsobené nevyváženosťou alebo nesprávnym zarovnaním?

Unbalance produces a dominant peak at exactly 1× RPM (shaft speed) in the radial direction, with stable phase and amplitude that rises with speed (unbalance force ∝ speed²). Misalignment produces significant 2× RPM component (often equal to or larger than 1×), strong axial vibration, and 180° phase shift across the coupling.

Aké sú frekvencie defektov ložísk (BPFO, BPFI, BSF, FTF)?

Ide o charakteristické frekvencie generované prechodom valivého telesa cez defekt na špecifickej súčasti ložiska. BPFO (frekvencia prechodu guľôčky vo vonkajšom kruhu), BPFI (frekvencia prechodu guľôčky vo vnútornom kruhu), BSF (frekvencia rotácie guľôčky), FTF (základná frekvencia). Závisia od geometrie ložiska a otáčok hriadeľa.

Aká je dobrá úroveň vibrácií pre rotačné stroje?

Norma ISO 10816-1 klasifikuje závažnosť vibrácií podľa triedy strojov. Pre typické priemyselné stroje (trieda II, 15 – 75 kW): Zóna A (dobrá) 7.1 mm/s.

Dá sa Balanset-1A použiť na analýzu vibrácií?

Yes. The Balanset-1A includes a 2-channel vibration analyzer with full FFT spectrum display (F8 — Charts mode, 'F5-Spectrum (Hz)' tab) and a vibrometer for overall/1× comparison (F5 mode). Both channels can be used simultaneously for radial+axial comparison.

Aký je rozdiel medzi časovým priebehom a FFT spektrom?

Časový priebeh zobrazuje amplitúdu vibrácií v priebehu času – komplexnú, keď je prítomných viacero porúch. FFT to rozkladá na jednotlivé frekvenčné zložky a vytvára spektrum, kde každý vrchol zodpovedá špecifickému zdroju.

Čo spôsobuje subharmonické vibrácie (0,5×)?

Subharmonické pri 0,5 × ot./min. zvyčajne naznačujú silnú mechanickú vôľu, vírenie oleja v ložiskách ložísk alebo prasknuté hriadele. Vrcholy polovičného rádu vznikajú z nárazov, ku ktorým dochádza pri každej druhej otáčke.

Analýza vibrácií — Diagnostika spektra Sprievodca

📌 Kanonický referenčný článok — vibromera.eu

Od základov FFT až po diagnostiku porúch: naučte sa čítať vibračné spektrá, počítať poruchové frekvencie ložísk, hodnotiť závažnosť podľa ISO 10816 a diagnostikovať nevyváženosť, nesúosovosť, uvoľnenie, poruchy ložísk a ozubených kolies — s interaktívnymi nástrojmi a Balanset-1A.

Diagnostický postup v tomto návode je ten istý, ktorý Vibromera dodáva v Balanset-1A: FFT spektrum, hodnotenie intenzity podľa ISO 10816/20816 a riadené dvojrovinné vyváženie v jedinom prenosnom zariadení.

Interaktívne diagnostické kalkulačky

Základné nástroje na analýzu vibrácií – frekvencie defektov ložísk, frekvencia záberu ozubených kolies, posúdenie závažnosti a prevod jednotiek

🔵 Kalkulačka frekvencie porúch ložísk

Rýchly výber – Bežné ložisko Prednastavená geometria vychádza z klasických konštrukcií SKF/FAG (E-design pre NU, ISO/J2 pre kužele 30xxx). Počet valivých telies sa líši podľa výrobcu a generácie — pre kritickú diagnostiku zadajte skutočnú geometriu vášho ložiska z jeho technického listu.

Otáčky hriadeľa (ot./min.)

Počet valivých telies (n)

Priemer guľôčky/valčeka, Bd (mm)

Roztečný priemer, Pd (mm)

Kontaktný uhol, α (stupne)

BPFO — Vonkajší krúžok

—

BPFI — Vnútorný krúžok

—

BSF — Otáčanie guličky/valčeka

—

FTF — Klietka (Train)

—

1× hriadeľ = — Hz | Pomer BPFO/BPFI: —

📏 ISO 10816 Intenzita vibrácií & otáčky↔Hz & GMF

Rýchlosť vibrácií (mm/s RMS)

Trieda stroja

Dobrý

B Prijateľné

Výstraha C

Nebezpečenstvo D

🔄 Prevodník otáčok za minútu ↔ Hz

RPM

Frekvencia (Hz)

1× = 25.00 Hz | 2× = 50.00 Hz | 3× = 75.00 Hz | Perióda = 40.00 ms

⚙️ Frekvencia záberu ozubeného kolesa (GMF)

Otáčky hriadeľa (hnací prevod)

Počet zubov (hnacie ozubené koleso)

Počet zubov (hnané ozubené koleso) – voliteľné, pre prevodový pomer

Frekvencia záberu ozubených kolies (GMF)

—

2× GMF

—

3× GMF

—

Prevodový pomer

—

Otáčky hnaného hriadeľa

—

RPM

Identifikácia poruchy na prvý pohľad

Každá mechanická porucha vytvára charakteristický "odtlačok prsta" vo vibračnom spektre

⚖️

Nerovnováha

1×

Dominantná špička na otáčkach hriadeľa. Radiálna. Sila ∝ druhá mocnina otáčok. Stabilná fáza.

🔧

Nesprávne zarovnanie

2× (+ 1×, 3×)

Silná druhá harmonická. Vysoká axiálna vibrácia. 180° fáza cez spojku.

🔩

Voľnosť

1×, 2×, 3×…n×

"Les" harmonických. Môže vykazovať 0,5× subharmonické.

🔵

Porucha ložiska

BPFO/BPFI/BSF

Nesynchrónne špičky. Bočné pásma pri 1×. Zvýšenie šumovej hladiny.

⚙️

Porucha prevodového stupňa

GMF ± 1×

Frekvencia záberu ozubených kolies s bočnými pásmami pri otáčkach hriadeľa.

📊 Kompletná diagnostická referenčná tabuľka

Chyba	Primárna frekvencia	Harmonické	Smer	Fázové správanie	Kľúčový rozlišovací znak
Statická nevyváženosť	1×	Nízka / žiadna	Radiálne (H,V)	Obe ložiská sú v fáze	Čistá sínusoida 1×. Sila ∝ rýchlosť².
Dynamická nevyváženosť	1×	Nízka / žiadna	Radiálne (H,V)	~180° medzi ložiskami	1× dominantné, ložiská mimo fázy (pár).
Rovnobežná nesúososť	2× (≥ 1×)	1×, 3×	Radiálne	180° cez spojku	2× často > 1×. Vysoká radiálna zložka pri spojke.
Uhlová nesúososť	1×, 2×	3×	Axiálne dominantné	180° cez spojku (axiálne)	Vysoká axiálna. Axiálna ≥ 50% radiálnej.
Uvoľnenosť komponentov	1×, 2×… 10×+	Veľa (~10×)	Radiálne	Nepravidelné	"Les" harmonických. Možné 0,5× sub.
Štrukturálna uvoľnenosť	1× alebo 2×	Málo nad 2×	Vertikálne	Nestabilný	Silná vertikálna vibrácia. Reaguje na kontrolu utiahnutia skrutiek.
Vonkajší krúžok (BPFO)	BPFO, 2×BPFO...	Viacnásobné BPFO	Radiálne	N/A	Nesynchrónne. Žiadne 1× bočné pásma.
Vnútorný krúžok (BPFI)	BPFI, 2×BPFI...	Viacnásobné BPFI	Radiálne	Modulované pri 1×	Harmonické BPFI s ±1× bočnými pásmami.
Valivý prvok (BSF)	BSF, 2×BSF...	Viacnásobné BSF	Radiálne	N/A	2×BSF často > 1×BSF. Nesynchrónne.
Klietka (FTF)	FTF ≈ 0,4×	2,3× FTF	Radiálne	N/A	Základná frekvencia < 1×; harmonické zložky môžu presiahnuť 1×.
Záber ozubenia	GMF = N × 1 ×	2,3× GMF	Radiálne + axiálne	Modulované pri 1×	GMF s bočnými pásmi. N = zuby.
Elektrické (motor)	2× sieťová frekvencia	—	Radiálne	Poklesy pri vypnutí	100/120 Hz. Okamžitý pádový test.

Interaktívna demonštrácia FFT spektra — 17 scenárov porúch

Vyberte typ poruchy a zobrazte si charakteristický časový priebeh a frekvenčné spektrum. Porovnajte vzory, aby ste identifikovali hlavnú príčinu.

Základná hodnota

Nerovnováha

Nesprávne zarovnanie

Voľnosť

Ložiská

Ozubené kolesá

Iné

Normálny prevádzkový stav – nízke, stabilné vibrácie. Malý 1× vrchol zo zvyškovej nevyváženosti. Čisté spektrum.

Časová oblasť (časový priebeh)

Frekvenčné spektrum (FFT)

Čo je vibračná analýza?

Rýchla odpoveď

Analýza vibrácií je proces merania a interpretácie mechanických kmitov rotujúcich strojov na diagnostiku porúch bez ich demontáže. Použitie FFT (rýchla Fourierova transformácia) sa komplexný vibračný signál rozloží na jednotlivé frekvenčné zložky. Každá chyba vytvára charakteristický spektrálny "odtlačok prsta": nevyváženosť pri 1× ot./min., nesprávne zarovnanie pri 2×, uvoľnenie ako viac harmonických, ložiskové chyby na nesynchrónnych frekvenciách. Balanset-1A vykonáva vyvažovanie aj spektrálnu analýzu v jednom prenosnom prístroji.

Každý rotačný stroj vibruje. V zdravom stroji sú vibrácie nízke a stabilné — to je jeho normálny „prevádzkový podpis“. So vznikom chýb sa vibrácie menia predvídateľným spôsobom. Meraním a analýzou týchto zmien dokážeme identifikovať príčinu, predpovedať poruchu a naplánovať údržbu ešte pred katastrofickou haváriou. Toto je základom prediktívna údržba.

FFT: Jadro spektrálnej analýzy

Vibračný senzor (akcelerometer) premieňa mechanické kmitanie na elektrický signál. Zobrazené v priebehu času, toto je časový priebeh — zložitá, zdanlivo chaotická krivka, keď je prítomných viacero porúch. FFT (rýchla Fourierova transformácia) rozkladá tento zložitý signál na jednotlivé sínusové zložky, pričom každá má vlastnú frekvenciu a amplitúdu.

Predstavte si FFT ako hranol, ktorý rozkladá biele svetlo na dúhu. Zložitý priebeh signálu je „biele svetlo“ — FFT odhaľuje jednotlivé „farby“ (frekvencie) skryté vnútri. Výsledkom je vibračné spektrum - hlavný diagnostický nástroj.

Rotačná frekvencia

f₁ₓ = otáčky za minútu / 60 (Hz)

1× = frekvencia otáčania hriadeľa – referencia pre všetky spektrálne analýzy

Kľúčové parametre spektra

Frekvencia (os X, Hz): Ako často dochádza k osciláciám. Priamo spojené so zdrojom. 1× = otáčky hriadeľa. 2× = dvojnásobok otáčok hriadeľa.
Amplitúda (os Y, mm/s RMS): Intenzita vibrácií pri každej frekvencii. Vyššie vrcholy = viac energie = vážnejší stav.
Harmonické: Celočíselné násobky základnej frekvencie: 2× (2.), 3× (3.), 4× atď. Ich prítomnosť a relatívna výška nesú diagnostické informácie.
Fáza (°): Časový vzťah v rôznych meracích bodoch. Nevyhnutný na rozlíšenie nevyváženosti (súfázovej) od nesprávneho zarovnania (180°).

Jednotky merania vibrácií: posunutie, rýchlosť, zrýchlenie

Vibrácie možno merať ako tri rôzne fyzikálne veličiny. Každá z nich zdôrazňuje iný frekvenčný rozsah, čo ich robí vhodnými pre rôzne diagnostické úlohy. Pochopenie toho, kedy použiť ktorú veličinu, je základom efektívnej analýzy.

📏 Výchylka

µm (vrchol-vrchol) alebo mil

Najlepší dosah: 1-100 Hz

Meria, ako ďaleko sa povrch pohybuje. Zdôrazňuje nízke frekvencie — ideálne pre pomalobežné stroje, analýzu obežnej dráhy hriadeľa a bezdotykové snímače na klzných ložiskách. 1 mil = 25,4 µm.

📈 Rýchlosť

mm/s (efektívna hodnota)

Najlepší dosah: 10-1000 Hz

Meria, ako rýchlo povrch sa pohybuje. štandardný parameter pre všeobecné monitorovanie strojov podľa normy ISO 10816. Plochá frekvenčná odozva prikladá väčšine typov porúch rovnakú váhu. Balanset-1A meria v mm/s RMS.

💥 Zrýchlenie

m/s² alebo g (RMS/vrchol)

Najlepší dosah: 500 Hz – 20 kHz

Meria sila vibrácií. Zdôrazňuje vysoké frekvencie — ideálne pre včasné poruchy ložísk, záber ozubených kolies a nárazy. 1 g = 9,80665 m/s². Používa sa pre obálkovú/demodulačnú analýzu.

Kedy použiť každý parameter

Parameter	Jednotka	Frekvenčný rozsah	Najlepšie pre	Normy
Posun	µm (špička-špička)	1-100 Hz	Pomalé stroje (< 600 ot./min.), obežná dráha hriadeľa, bezdotykové sondy, klzné ložiská (referenčná hodnota — nemeria ju Balanset-1A)	ISO 7919 (vibrácie hriadeľa)
Rýchlosť	mm/s RMS	10-1000 Hz	Všeobecné monitorovanie strojov — nevyváženosť, nesúosnosť, uvoľnenie. Predvolený parameter. Natívny (a jediný) parameter prístroja Balanset-1A.	ISO 10816, ISO 20816
Zrýchlenie	g alebo m/s² RMS	500 Hz – 20 kHz	Skoré poruchy ložísk, záber ozubených kolies, nárazy, vysokorýchlostné stroje (referenčná hodnota — nemeria ju Balanset-1A)	ISO 15242 (vibrácie ložísk)

Konverzia na jednej frekvencii

v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d

d = výchylka (m), v = rýchlosť (m/s), a = zrýchlenie (m/s²), f = frekvencia (Hz). Všetky veličiny musia používať rovnakú konvenciu amplitúdy (všetky špička, všetky špička-špička, alebo všetky RMS) — kombinovanie výchylky špička-špička s rýchlosťou RMS zavádza chybu približne 2,8×.

💡 Základné pravidlo

Ak máte na výber iba jeden senzor a jeden parameter — zvoľte rýchlosť (mm/s RMS). Pokrýva najširšiu škálu bežných porúch s plochou odozvou. Balanset-1A to používa ako svoj natívny parameter. Meranie zrýchlenia pridajte iba vtedy, keď potrebujete zachytiť včasné poruchy ložísk alebo ozubených kolies pri vysokých frekvenciách.

Technika merania s Balanset-1A

📋 Špecifikácia merania Balanset-1A

Balanset-1A meria rýchlosť vibrácií, mm/s RMS (0,2–80 mm/s). Pásmo merania: 5-1000 Hz; snímač má rovnú charakteristiku v rozsahu ±10% do ~550 Hz, nad touto hodnotou je kompenzácia poklesu iba na displeji. Spektrum na obrazovke (nastavenie „Spectrum, Hz“) siaha až po 8 kHz — zobrazovací rozsah, nie tvrdenie o presnosti merania. Nie sú tu žiadne režimy výchylky ani zrýchlenia, ani obálková analýza/demodulácia — časti o zrýchlení, obálkovej analýze a kavitácii nižšie slúžia len ako referenčný materiál.

Umiestnenie senzora

Kvalita diagnostiky závisí výlučne od kvality merania. Vibračné sily sa prenášajú cez ložiská, preto musia byť snímače namontované na ložiskových telesách – čo najbližšie k ložisku, na nosnej konštrukcii (nie na krytoch alebo chladiacich rebrách).

Príprava povrchu: Čistý, plochý, bez odlupujúcich sa farieb. Magnetická základňa musí byť zarovnaná.
Radiálna horizontálna (H): Kolmo na hriadeľ, horizontálna rovina. Často najvyššia amplitúda.
Radiálna vertikálna (V): Kolmo na hriadeľ, zvislá rovina.
Axiálne (A): Rovnobežne s hriadeľom. Rozhodujúce pre detekciu nesúosnosti.

💡 Dvojkanálový diagnostický trik

Balanset-1A má 2 kanály. Pre diagnostiku namontujte oba senzory na rovnaký ložisko — jeden radiálne, jeden axiálne. Tým sa získajú súčasné radiálne aj axiálne spektrá, čo umožňuje okamžitú detekciu nesúosovosti.

Režimy Balanset-1A pre diagnostiku

F8 — Grafy → karta "F5-Spektrum (Hz)": Zobrazenie plného FFT spektra. Primárny diagnostický režim. Ostatné karty Charts — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics (1x..Nx) a F6-Orbit — pokrývajú celkové vibrácie, sledovanie 1×, harmonické vzory a obežnú dráhu hriadeľa.
F5 — Merač vibrácií: Rýchle posúdenie. Porovnajte V1s (celková RMS) s V1o (1×). Ak V1s ≈ V1o → nevyváženosť. Ak V1s ≫ V1o → iné poruchy.
F6 — Správy: Archív meraní a HTML správy — použite ich na uchovávanie východiskových hodnôt.
F9 — Route Inspection: Riadené merné trasy s trendovými zónami podľa ISO 10816-1 — pre pravidelné monitorovacie obchôdzky.

⚠️ V1s vs. V1o – Prvá diagnostická kontrola

Pred vyvážením porovnajte V1s s V1o. Ak je V1s ≫ V1o (napr. 8 oproti 2 mm/s), väčšina vibrácií NIE JE spôsobená nevyváženosťou. Vyváženie to nevyrieši – preskúmajte celé spektrum.

Fázová analýza – diagnostický diferenciátor

Frekvencia vám prezradí čo vibruje; fáza vám to povie ako. Dve poruchy môžu vytvárať identické spektrá (obe s dominantnou zložkou 1×) — rozlíši ich iba fázová analýza. Fáza je uhlový vzťah medzi vibráciami v rôznych meracích bodoch, meraný v stupňoch (0°–360°).

🧭 Fáza → Referenčná tabuľka diagnózy

Fázový vzťah	Meracie body	Diagnóza	Vysvetlenie
0° (vo fáze)	Ložisko 1 ↔ Ložisko 2 (radiálne)	Statická nevyváženosť	Obidve ložiská sa pohybujú synchrónne — jediné ťažké miesto v strede rotora. Jednorovinová korekcia.
~180° (protifázové)	Ložisko 1 ↔ Ložisko 2 (radiálne)	Dynamická (párová) nevyváženosť	Ložiská sa kývajú navzájom protichodne – dve ťažké miesta v rôznych rovinách vytvárajú kývavý pár. Je potrebná korekcia v dvoch rovinách.
~90°	Horizontálne ↔ Vertikálne (rovnaké ložisko)	Nevyváženosť (akýkoľvek typ)	Normálne pre nevyváženosť – vektor sily sa otáča s hriadeľom, čím sa medzi H a V v rovnakom bode vytvára ~90°.
~180°	Cez spojku (radiálna)	Rovnobežná nesúososť	Spojovacie sily tlačia hriadele od seba v opačných radiálnych smeroch. Charakteristickým znakom je fázový rozdiel 180° naprieč spojkou s vysokou 2× zložkou.
~180°	Cez spojku (axiálna)	Uhlová nesúososť	Hriadele striedavo axiálne tlačia/ťahajú. Rozhodujúci je 180° axiálny pohyb cez spojku s vysokým 1× a 2×.
0°	Cez spojku (axiálna)	Nie nesúosovosť	Obe strany sa pohybujú v rovnakom axiálnom smere – pravdepodobne tepelný rast, napätie v potrubí alebo mäkká pätka. Nie je to uhlová nevyosovanosť.
Nepravidelné / nestabilné	Akékoľvek konzistentné body	Mechanická vôľa	Fázové hodnoty medzi meraniami náhodne preskakujú – čo je charakteristické pre nárazy v uvoľnených spojoch. Nestabilná fáza = uvoľnenie.
Pomaly driftujúci	V ktoromkoľvek bode, v priebehu času	Rezonancia alebo tepelné efekty	Postupný fázový posun počas zahrievania naznačuje zmenu štrukturálnej tuhosti s teplotou (tepelná nesúosovosť).
Konzistentné, nie 0/180°	Ložisko 1 ↔ Ložisko 2	Kombinovaná statická + momentová nevyváženosť	Fáza medzi 0° a 180° indikuje zmes statických a párových zložiek – vyžaduje si dvojrovinné vyváženie.

💡 Fázové meranie s Balanset-1A

Balanset-1A zobrazuje fázu na 1× (údaj F1° v režime vibrometra) s tachometrom ako referenciou. Na porovnanie fázy medzi dvoma ložiskami merajte každé ložisko v rovnakom smere (napr. horizontálne) s tachometrom na tej istej referenčnej značke. Rozdiel v nameraných fázach odhalí typ chyby. Nie je potrebný žiadny špeciálny softvér — stačí obidva údaje odčítať.

Porucha 1: Nevyváženosť

Príčina: Ťažisko posunuté od osi otáčania. Výrobné tolerancie, nahromadené usadeniny, erózia, zlomená lopatka, stratené závažie.

Spektrum: Dominantná špička presne na 1× otáčkach. Veľmi nízke harmonické zložky. Radiálne vibrácie. Nevyváženosť sila rastie s druhou mocninou otáčok; amplitúda vibrácií rastie s otáčkami, pričom presný vzťah závisí od blízkosti k rezonancii. Fáza je stabilná a opakovateľná.

Statická nevyváženosť (jedna rovina)

Čistý 1× vrchol, sínusový priebeh. Obe ložiská sú vo fáze. Korekcia v jednej rovine.

Statická nevyváženosť — dominantná 1× pri 25 Hz (1500 ot./min.). Minimálne harmonické.

Dynamická nevyváženosť (dvojrovinová / párová)

Tiež 1× dominantné, ale ložiská ~180° mimo fázy. Vyžaduje sa dvojrovinná korekcia.

Dynamická nevyváženosť — 1× dominantná. Spektrum podobné statickému, ale fáza sa líši v ložiskách.

Akcia: Vykonajte vyvažovanie rotora s Balanset-1A. Tolerancia triedy G na ISO 1940-1.

Porucha 2: Nesúosovosť hriadeľa

Príčina: Osi spojených hriadeľov sa nezhodujú. Môžu byť rovnobežné (presazené) alebo uhlové (naklonené), zvyčajne oboje.

Rovnobežná nesúososť (radiálna)

Vysoká 1× a 2× v radiálnom smere. 2× často ≥ 1×. Fázový posun 180° cez spojku.

Rovnobežná nesúososť – radiálny smer. Silné 1× a 2× s menším 3×.

Uhlová nesúososť – radiálna

V radiálnom smere sú prítomné zložky 1× aj 2× — dominovať môže ktorákoľvek z nich, takže samotné radiálne spektrum nie je rozhodujúce. Rozhodne axiálne meranie.

Uhlová nesúosovosť — radiálna (R). Zvýšené obe zložky 1× aj 2× (2× > 1× v tomto príklade).

Uhlová nesúososť – axiálna

Axiálne vibrácie ≥ 50% radiálnych, zvyčajne s dominantnou zložkou 1× a zvýšenou 2× a 3×. Fázový rozdiel 180° naprieč spojkou v axiálnom smere. Toto je kľúčové rozlišovacie meranie.

Uhlová nesúosovosť — axiálna (A). Dominantná zložka 1× so silnou 2× a 3× v axiálnom smere.

Akcia: Vyváženie NEPOMOHNE. Zastavte stroj a vykonajte zarovnanie hriadeľa. Potom znova skontrolujte vibrácie.

Porucha 3: Mechanická uvoľnenosť

Príčina: Strata štrukturálnej tuhosti – uvoľnené skrutky, praskliny v základe, opotrebované ložiskové sedlá, nadmerné vôle.

Voľnosť komponentov

"Les" harmonických — 1×, 2×, 3×, 4×… až do 10×+ s klesajúcou amplitúdou. Môže vykazovať 0,5× subharmonické.

Uvoľnenie súčiastky — mnoho harmonických zložiek od 1× do 10×. Všimnite si subharmonickú zložku v oblasti 0,4–0,5×.

Štrukturálna uvoľnenosť

1× a/alebo 2× dominantné. Málo vyšších harmonických. Silné vertikálne vibrácie.

Štrukturálna uvoľnenosť — dominuje 1× a 2×. Minimálne vyššie harmonické.

Akcia: Skontrolujte a dotiahnite montážne skrutky. Skontrolujte základ. Vždy skontrolujte uvoľnenie. pred vyvažovanie.

Porucha 4: Vady valivého ložiska

Príčina: Pitting, odlupovanie, opotrebovanie obežných dráh, valivých telies alebo klietky.

Frekvencie porúch ložísk

BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · f_s
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · f_s
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s

n = valivé telesá | Bd = priemer guľôčky | Pd = priemer rozstupu | α = kontaktný uhol | f_s = ot./min./60

Defekt vonkajšieho krúžku (BPFO)

Séria vrcholov na BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Žiadne 1× bočné pásma (stacionárny kruh). Najčastejšia porucha ložiska.

Defekt vonkajšieho krúžku – harmonické BPFO na nesynchrónnych frekvenciách. Žiadne bočné pásma.

Defekt vnútorného krúžku (BPFI)

Harmonické BPFI s bočnými pásmami ±1× (rotujúci krúžok, modulácia záťažovej zóny). Kľúčovým identifikátorom je vzor bočného pásma.

Defekt vnútorného krúžku – harmonické BPFI s bočnými pásmami ±1× (menšie vrcholy lemujúce hlavné vrcholy).

Defekt valivého telesa (BSF)

Harmonické BSF. 2×BSF často dominantné. Nesynchrónne. Často sprevádzané poškodením obežnej dráhy.

Porucha valivého prvku – harmonické BSF. Poznámka: 2×BSF je najvyššia hodnota (poškodenie dvoch prvkov).

Defekt klietky (FTF)

Subsynchrónna základná zložka (FTF ≈ 0,4× otáčky hriadeľa); jej harmonické zložky môžu presiahnuť 1×. Nízka frekvencia. Často sprevádza iné poškodenie ložiska.

Porucha klietky — základná zložka FTF je subsynchrónna (pod 1×); jej harmonické zložky môžu presiahnuť 1× otáčky hriadeľa.

Vývoj poruchy ložiska (4 štádiá)

Fáza 1 – Podpovrch: Ultrazvuková / akustoemisná zóna (približne 20–60 kHz). Na štandardnom FFT nie je viditeľná. Zistiteľná pomocou spike energy / obálkovej analýzy.

2. štádium – skorá porucha: Nárazy rozozvučia vlastné frekvencie ložiska (približne 500–2000 Hz); diskrétne poruchové frekvencie (BPFO, BPFI) sa objavujú s nízkou amplitúdou ku koncu tejto fázy. Balanset-1A spoľahlivo zachytáva diskrétne poruchové frekvencie (desiatky až stovky Hz) od neskorej fázy 2 ďalej.

3. fáza – pokročilá: Viaceré harmonické. Vznikajú bočné pásma. Zvyšuje sa hladina šumu.

4. fáza – pokročilá: Širokopásmový šum. Ložiskové frekvencie môžu zmiznúť v šume. Naliehavá výmena.

Analýza obálky (demodulácie) – včasná detekcia porúch ložísk

Štandardná FFT spektrálna analýza deteguje poruchy ložísk od neskorej fázy 2. Predtým sú nárazy ložiska príliš slabé — a majú príliš vysokú frekvenciu — na to, aby sa prejavili nad šumovým pozadím. Analýza obálky (nazývaná aj demodulácia alebo vysokofrekvenčná detekcia, HFD) rozširuje detekciu do oveľa skorších štádií.

Ako to funguje

Keď valivý prvok narazí na defekt, generuje krátky nárazový impulz, ktorý vyvolá vysokofrekvenčné štrukturálne rezonancie (typicky 5 – 20 kHz). Tieto rezonancie pri každom náraze krátko "zvonia". Analýza obálky funguje v troch krokoch:

Pásmový filter: Izolujte vysokofrekvenčné rezonančné pásmo (napr. 5–15 kHz), kde zvonia nárazy.
Usmerniť a obálkovať: Extrahujte amplitúdový modulačný vzorec – "obálku", ktorá nasleduje po vrcholoch zvonenia.
FFT obálky: Aplikujte FFT na signál obálky. Výsledok ukazuje opakovacia frekvencia nárazov – čo sa rovná frekvenciám defektov ložiska (BPFO, BPFI, BSF, FTF).

Prečo obálky detekujú skôr

V surovom spektre môže slabý náraz na BPFO produkovať 0,1 mm/s – neviditeľný medzi strojovým šumom 2 mm/s. Ten istý náraz však vyvoláva rezonanciu pri 8 kHz, kde nie je žiadny iný zdroj vibrácií. Po demodulácii sa opakovací vzor BPFO jasne vynára z čistého pozadia.

Súvisiace parametre

Energia hrotu (SE): Celkové meranie energie vysokofrekvenčného nárazu. Skalárna trendová hodnota. Vhodné na skríning "go/no-go".
gSE / HFD / PeakVue: Názvy špecifické pre dodávateľa pre parametre odvodené z obálky. Všetky sú založené na rovnakom princípe.
Obalovanie zrýchlenia: Balanset-1A meria v rýchlosti (mm/s). Pre úplnú analýzu obálky je ideálny špecializovaný analyzátor so vstupom pre zrýchlenie a možnosťou pásmovej filtrácie. FFT prístroja Balanset-1A však aj tak dokáže účinne zachytiť diskrétne frekvencie chýb ložísk v štandardnom spektre rýchlosti od neskorého 2. štádia ďalej.

Obálkové spektrum defektu vnútorného krúžku – harmonické BPFI jasne vystupujú z demodulovaného vysokofrekvenčného signálu. Porovnajte so spektrom surovej rýchlosti, kde môžu byť skryté v šume.

Akcia: Skontrolujte mazanie. Naplánujte výmenu ložiska. Zvýšte frekvenciu monitorovania.

Porucha 5: Vady ozubenia

Príčina: Opotrebované, jamkovité alebo zlomené zuby. Excentricita ozubeného kolesa. GMF = počet zubov × otáčky hriadeľa / 60.

Excentricita ozubeného kolesa

GMF s bočnými pásmami pri ±1× otáčkach hriadeľa. 1× prevodového stupňa môže byť tiež zvýšené.

Excentricita ozubeného kolesa — GMF pri 500 Hz s bočnými pásmami ±1×. Zvýšená 1×.

Opotrebovanie/poškodenie zubov ozubeného kolesa

Viaceré harmonické GMF s hustými bočnými pásmami. Intenzita závažnosti koreluje s počtom a amplitúdou bočných pásiem.

Opotrebovanie ozubeného kolesa — GMF a 2×GMF s viacerými bočnými pásmami v intervaloch 1×.

Akcia: Skontrolujte, či v oleji prevodovky nie sú kovové častice. Naplánujte si kontrolu. Sledujte trend bočného pásma GMF.

Porucha 6: Elektrické poruchy (motory)

Elektromagnetické poruchy spôsobujú vibrácie pri 2× sieťová frekvencia (100 Hz na 50 Hz mriežkach, 120 Hz na 60 Hz). Kritický test: vibrácie zmizli okamžite pri výpadku prúdu. Mechanické poruchy postupne ustupujú.

Excentricita statora: 2× sieťová frekvencia, stála amplitúda.
Poruchy rotorovej tyče: Postranné pásma okolo otáčkovej frekvencie 1× rozostúpené o frekvenciu prechodu pólov (sklz × počet pólov — zvyčajne 0,5–2 Hz, takže na ich rozlíšenie je potrebné jemné frekvenčné rozlíšenie). Môže sa objaviť aj frekvencia prechodu tyčí rotora (počet tyčí × otáčky hriadeľa) s postrannými pásmami na 2× sieťovej frekvencie.
Mäkká päta: Vibrácie sa menia, keď sa uvoľnia jednotlivé pätky motora.

Porucha 7: Problémy s remeňovým pohonom

Príčina: Opotrebované, nesprávne zarovnané alebo nesprávne napnuté remene. Remeňové pohony vytvárajú vibrácie na frekvencia prechodu pásu, čo je typicky subsynchrónna frekvencia (pod 1× rýchlosť hriadeľa), pretože remeň je dlhší ako obvod remenice.

Frekvencia pásu

f_opasok = (π · D · ot./min) / (60 · L)

D = priemer remenice (m) | L = dĺžka remeňa (m) | RPM = rýchlosť remenice

Podpisy bežných pásov

Opotrebovanie / porucha remeňa: Vrcholy pri frekvencii pásu (f_opasok) a jeho harmonické (2×, 3×, 4× f_opasok). Základná zložka sa objavuje pod 1× otáčkami hriadeľa — kľúčovým indikátorom je subsynchrónna špička; vyššie harmonické zložky môžu presiahnuť 1×.
Nesprávne zarovnanie remeňa: Zvýšené axiálne vibrácie pri 1× a 2× otáčkach hriadeľa. Podobné ako pri nesúosovosti hriadeľa, ale obmedzené na stroj s remeňovým pohonom.
Nesprávne napätie: Vysoká vibrácia 1×, ktorá sa dramaticky mení s nastavením napnutia remeňa. Príliš napnuté remene zvyšujú zaťaženie ložiska; uvoľnené remene spôsobujú plieskanie a frekvenčné špičky remeňa.
Rezonancia: Vlastná frekvencia remeňa ("chvenie" remeňa) môže byť vybudená, ak sa rezonancia rozpätia remeňa zhoduje s prevádzkovou rýchlosťou. Viditeľné ako široký vrchol pri vlastnej frekvencii remeňa.

Porucha remeňového pohonu — základná frekvencia remeňa je subsynchrónna; jej harmonické zložky siahajú až po 1× otáčky hriadeľa (25 Hz) a nad ne.

Akcia: Skontrolujte stav remeňa, napnutie a zarovnanie remenice. Vymeňte opotrebované remene. V prípade opakujúcich sa problémov overte zarovnanie remenice laserovým prístrojom alebo pravítkom.

Porucha 8: Kavitácia čerpadla

Príčina: Bubliny pary sa tvoria a prudko kolabujú, keď lokálny tlak klesne pod tlak pary kvapaliny – zvyčajne na sacom hrdle čerpadla. Každý kolaps bubliny vytvára mikroimpakt. Tisíce kolapsov za sekundu generujú charakteristický širokopásmový šum.

Spektrálny podpis

Širokopásmová energia: Na rozdiel od mechanických porúch (ktoré vytvárajú diskrétne špičky) kavitácia vytvára zvýšené, nepravidelné šumové pozadie rozprestreté v širokom frekvenčnom pásme — na grafe nižšie približne od 200 Hz až po okraj zobrazeného rozsahu. Spektrum vyzerá skôr ako „hrb“ alebo zvýšená plošina než ako ostré špičky.
Náhodné, neperiodické: Žiadne harmonické, žiadny vzťah k otáčkam hriadeľa. Hluk znie ako "štrk" alebo "praskanie" – počuteľné aj bez prístrojov.
Nízkofrekvenčné efekty: Silná kavitácia môže tiež spôsobiť nestabilitu pri 1× a širokopásmový nízkofrekvenčný šum z turbulencie prúdenia.

Kavitácia čerpadla – širokopásmový vysokofrekvenčný šum (zvýšená hladina nad 200 Hz). Žiadne diskrétne špičky – na rozdiel od porúch ložísk, ktoré vykazujú špecifické frekvencie.

Akcia: Zvýšte sací tlak (nainštalujte čerpadlo nižšie, otvorte sací ventil, znížte straty v sacom potrubí). Skontrolujte NPSH_{k dispozícii} vs. NPSH_požadované. Ak je to možné, znížte rýchlosť čerpadla. Kavitácia spôsobuje rýchle poškodenie eróziou – neignorujte ju.

Porucha 9: Olejový vír a olejové kmitanie (klzné ložiská)

Príčina: Nestabilita olejového filmu v klzných (kĺzavých) ložiskách. Olejový klin núti hriadeľ obiehať v rámci ložiskovej vôle na subsynchrónnej frekvencii. Toto sa líši od porúch valivých ložísk a vyskytuje sa iba v klzných ložiskách. Zobrazenie obežnej dráhy hriadeľa — F8 — Grafy → karta F6-Orbita na Balanset-1A — je klasickým spôsobom sledovania správania klzného ložiska.

Olejový vír

Frekvencia: Približne 0,42× až 0,48× otáčky hriadeľa (často uvádzané ako ~0,43×). Ide o subsynchrónny vrchol, ktorý sleduje otáčky hriadeľa – ak sa otáčky zvýšia, frekvencia vírenia sa úmerne zvyšuje.
Spektrum: Jeden vrchol s frekvenciou ~0,43×, ktorý sa posúva s rýchlosťou. Amplitúda môže byť mierna.
Stav: Predchodca olejového šľahania. Zvyčajne nie je okamžite deštruktívny, ale naznačuje nestabilitu.

Olejový šľahač

Frekvencia: Zaistí sa na prvej kritickej rýchlosti rotora prirodzená frekvencia (kritická rýchlosť). Na rozdiel od víru NESLEDUJE rýchlosť hriadeľa – frekvencia zostáva konštantná pri zmene otáčok.
Spektrum: Veľký subsynchrónny vrchol pri prvej kritickej rýchlosti rotora. Amplitúda môže byť veľmi vysoká – deštruktívna.
Stav: Nebezpečné. Vyžaduje sa okamžitý zásah. Môže viesť k havárii ložiska a poškodeniu hriadeľa.

Vír oleja – subsynchrónny vrchol pri ~0,43× otáčky hriadeľa (≈ 10,7 Hz pri 1500 ot./min.). Odlišný od 0,5× vôle.

⚠️ Vírenie oleja verzus voľnosť – ako ich rozlíšiť

Oba produkujú subsynchrónne vrcholy, ale: Olejový vír sa nachádza na ~0,42–0,48× (nie presne na polovičnom ráde), zatiaľ čo uvoľnenosť vytvára špičky presne na 0,5×, 1,5×, 2,5× — presné poloradové zlomky. Obe sledujú zmeny otáčok hriadeľa; tá, ktorá nie sledovacia rýchlosť je olejový bič, ktorý sa uzamkne na prvej kritickej frekvencii rotora. Olejový vír (oil whirl) sa vyskytuje iba v klzných ložiskách — ak má stroj valivé ložiská, nemôže ísť o olejový vír.

Akcia: V prípade vírenia oleja: skontrolujte vôľu ložiska, viskozitu oleja a zaťaženie. Zvýšte zaťaženie ložiska alebo zmeňte viskozitu oleja. V prípade olejového biča: okamžite znížte rýchlosť pod kritickou hranicou. Poraďte sa so špecialistom na dynamiku rotora.

ISO 10816 Závažnosť vibrácií — klasifikačná tabuľka

ISO 10816-1 (všeobecná časť série ISO 10816, nahradená normou ISO 20816, no stále široko používaná ako referencia) definuje zóny závažnosti vibrácií pre štyri triedy strojov. Vibrácie sa merajú ako rýchlosť v mm/s RMS na telesách ložísk. Tabuľka nižšie zobrazuje všetky hranice zón pre všetky štyri triedy — použite ju ako rýchlu referenciu pri hodnotení nameraných hodnôt. Všimnite si, že ISO 10816-3 (teraz ISO 20816-3), ktorá sa vzťahuje na priemyselné stroje nad 15 kW bežiace pri 120 – 15 000 ot/min, používa odlišnú schému — dve skupiny strojov s triedami tuhého alebo pružného uloženia — namiesto tried I – IV uvedených tu.

📋 Zóny závažnosti vibrácií ISO 10816-1 — Triedy strojov I–IV (mm/s RMS)

Trieda stroja	Zóna A Dobrý	Zóna B Prijateľné	Zóna C Upozornenie	Zóna D Nebezpečenstvo
Trieda I. Malé stroje ≤ 15 kW (čerpadlá, ventilátory, kompresory)	≤ 0,71	0,71 – 1,8	1,8 – 4,5	> 4.5
II. trieda Stredné stroje 15–75 kW (bez špeciálneho základu)	≤ 1,12	1,12 – 2,8	2,8 – 7,1	> 7.1
Trieda III Veľké stroje > 75 kW (pevný základ)	≤ 1,8	1,8 – 4,5	4,5 – 11,2	> 11,2
Trieda IV Veľké stroje > 75 kW (flexibilný základ, napr. oceľový rám)	≤ 2,8	2,8 – 7,1	7,1 – 18	> 18

📌 Ako používať túto tabuľku

Krok 1: Určte triedu vášho stroja podľa výkonu a typu základne.
Krok 2: Zmerajte celkovú rýchlosť vibrácií (mm/s RMS) na každom ložiskovom telese v radiálnom smere.
Krok 3: Nájdite zónu. Zóna A = novo uvedené do prevádzky alebo vynikajúce. Zóna B = neobmedzená dlhodobá prevádzka. Zóna C = prijateľné len na obmedzené obdobia – naplánovať údržbu. Zóna D = dochádza k poškodeniu – čo najskôr zastavte stroj.

Pamätajte: Trendy sú dôležitejšie ako absolútne hodnoty. Stroj bežiaci pri 2,4 mm/s (zóna B pre triedu II), ktorý mal predtým 1,2 mm/s, sa zdvojnásobil — preskúmajte príčinu, aj keď je stav stále „prijateľný“. Režim vibrometra (F5) Balanset-1A zobrazuje celkovú rýchlosť V1s na okamžité posúdenie zóny.

⚠️ ISO 10816 vs. ISO 20816

Norma ISO 10816 bola formálne nahradená normou ISO 20816 (publikovaná v rokoch 2016 – 2022). Hranice zón zostávajú pre väčšinu typov strojov podobné, ale norma ISO 20816 pridáva kritériá hodnotenia posunutia a rozširuje časti špecifické pre daný stroj. V praxi zostávajú hodnoty normy ISO 10816 štandardnou referenčnou hodnotou v tomto odvetví. Balanset-1A aj väčšina priemyselných vibračných programov stále používajú zóny normy ISO 10816.

Od merania k monitorovaniu

Analýza trendov

Jedno spektrum je okamžitý snímok. Sila vibračnej analýzy je analýza trendov — sledovanie zmien v priebehu času.

Vytvorte základnú líniu: Odmerajte nové alebo preukázateľne funkčné zariadenie. Uložte spektrá — softvér Balanset-1A F6 — Správy archív ukladá merania a HTML správy.
Stanovte intervaly: Kritické: týždenne. Štandardné: mesačne. Pomocné: štvrťročne.
Zabezpečte opakovateľnosť: Rovnaké body, rovnaké smery, rovnaké prevádzkové podmienky.
Sledovanie zmien: Dvojnásobné zvýšenie oproti základnej hodnote je významné, aj keď sa nachádza v zóne ISO A.
Použite meracie trasy: Balanset-1A F9 — Route Inspection vedie k opakovateľným meracím obchôdzkam a sleduje trendy hodnôt voči zónam ISO 10816-1.

Rozhodovací algoritmus

Získajte kvalitné spektrum (F8 grafy, radiálne + axiálne).
Identifikujte najvyšší vrchol – to je dominantný problém.
Zhoda s typom poruchy:
- 1× dominuje → Nevyváženosť → Vyváženie pomocou Balanset-1A.
- 2× dominuje + vysoká axiálna → Nesúososť → Znovu zarovnajte hriadele.
- Mnoho harmonických → Voľnosť → Skontrolujte a dotiahnite.
- Nesynchrónne špičky → Ložisko → Plán výmeny.
- GMF + bočné pásma → Prevodovka → Skontrolujte olej, skontrolujte prevodovku.
Najprv odstráňte dominantnú chybu – sekundárne príznaky často vymiznú.

← Späť na Riešenia

Často kladené otázky – Analýza vibrácií

▸ Čo je vibračná analýza?

Proces merania a interpretácie mechanických kmitov na diagnostiku porúch strojov bez ich demontáže. FFT rozkladá komplexné vibrácie na frekvenčné zložky. Každá porucha vytvára charakteristický spektrálny "odtlačok prsta" – nevyváženosť pri 1× otáčkach za minútu, nesúososť pri 2×, uvoľnenie ako viacero harmonických, chyby ložísk pri nesynchrónnych frekvenciách.

▸ Ako rozoznám nevyváženosť od nesprávneho zarovnania?

Nevyváženosť: dominantná špička 1×, radiálna, stabilná fáza, amplitúda rastúca s otáčkami (sila ∝ druhá mocnina otáčok). Nesprávne zarovnanie: významné 2× (často ≥ 1×), vysoké axiálne vibrácie, 180° fáza naprieč spojkou.

▸ Aké sú frekvencie porúch ložísk?

Frekvencie generované prechodom valivých telies cez defekty. BPFO = vonkajší krúžok, BPFI = vnútorný krúžok, BSF = guľôčka/valček, FTF = klietka. NIE SÚ to celočíselné násobky otáčok hriadeľa. Použite kalkulačku frekvencie ložísk vyššie.

▸ Aká je dobrá úroveň vibrácií?

ISO 10816-1 zóny pre triedu II (15–75 kW): A < 1,12, B < 2,8, C < 7,1, D > 7,1 mm/s RMS. Dôležitejšie sú trendy — 2-násobný nárast oproti východiskovej hodnote je významný aj v zóne A.

▸ Dokáže Balanset-1A vykonávať vibračnú analýzu?

Áno. 2-kanálový FFT spektrálny analyzátor (F8 — Charts, karta „F5-Spectrum (Hz)“), vibrometer (F5). Namontujte oba snímače radiálne+axiálne na jedno ložisko pre okamžitú detekciu nesúosovosti.

▸ Časový priebeh vs. FFT spektrum?

Priebeh zobrazuje amplitúdu v závislosti od času – zložitý, keď sa prekrýva viacero porúch. FFT sa rozkladá na jednotlivé frekvencie (ako hranol rozdeľujúci svetlo). Každý vrchol spektra = jeden zdroj vibrácií.

▸ Ako často by som mal merať vibrácie?

Kritické: týždenne. Štandardné: mesačne. Pomocné: štvrťročne. Po údržbe: okamžite. Kľúčová je konzistentnosť – rovnaké body, smery, podmienky.

▸ Čo spôsobuje 0,5× (subharmonické) vibrácie?

Silná mechanická vôľa, vírenie oleja v klzných ložiskách alebo prasknutý hriadeľ. Vrcholy polovičného rádu (0,5×, 1,5×) vznikajú z nárazov pri každej druhej otáčke. Vážny stav – vyžaduje sa okamžitá pozornosť.

Najprv diagnostikujte – potom vyvažujte

Balanset-1A je zároveň 2-kanálový analyzátor vibrácií aj presný terénny vyvažovač. Identifikujte poruchu podľa spektra a následne ju odstráňte — všetko jedným prístrojom.

Prehľadávať zariadenia →

Analýza vibrácií strojov – diagnostické spektrálne charakteristiky bežných porúch