Analýza vibrácií — Diagnostika spektra Sprievodca
From FFT fundamentals to fault diagnosis: learn to read vibration spectra, calculate bearing defect frequencies, assess severity per ISO 10816, and diagnose unbalance, misalignment, looseness, bearing and gear defects — with interactive tools and the Balanset-1A.
Interaktívne diagnostické kalkulačky
Základné nástroje na analýzu vibrácií – frekvencie defektov ložísk, frekvencia záberu ozubených kolies, posúdenie závažnosti a prevod jednotiek
Identifikácia poruchy na prvý pohľad
Každá mechanická porucha vytvára charakteristický "odtlačok prsta" vo vibračnom spektre
| Chyba | Primárna frekvencia | Harmonické | Smer | Fázové správanie | Kľúčový rozlišovací znak |
|---|---|---|---|---|---|
| Statická nevyváženosť | 1× | Nízka / žiadna | Radiálne (H,V) | Obe ložiská sú v fáze | Pure 1× sinusoid. Force ∝ speed². |
| 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 | Fundamental < 1×; harmonics may exceed 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. |
Interactive FFT Spectrum Demonstration — 17 Fault Scenarios
Vyberte typ poruchy a zobrazte si charakteristický časový priebeh a frekvenčné spektrum. Porovnajte vzory, aby ste identifikovali hlavnú príčinu.
Časová oblasť (časový priebeh)
Frekvenčné spektrum (FFT)
Čo je vibračná analýza?
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.
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 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.
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 vibračné spektrum - hlavný diagnostický nástroj.
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
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.
📏 Výchylka
Meria, ako ďaleko 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.
📈 Rýchlosť
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
Meria sila 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.
| 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 (reference — not measured by the Balanset-1A) | ISO 7919 (vibrácie hriadeľa) |
| Rýchlosť | mm/s RMS | 10-1000 Hz | Všeobecné monitorovanie strojov — nevyváženosť, nesúosnosť, uvoľnenie. Predvolený parameter. The Balanset-1A's native (and only) parameter. | ISO 10816, ISO 20816 |
| Zrýchlenie | g alebo m/s² RMS | 500 Hz – 20 kHz | Skoré poruchy ložísk, záber ozubených kolies, nárazy, vysokorýchlostné stroje (reference — not measured by the Balanset-1A) | ISO 15242 (vibrácie ložísk) |
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
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.
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.
Balanset-1A má 2 kanály. Pre diagnostiku namontujte oba senzory na rovnaký bearing — one radial, one axial. This gives simultaneous radial + axial spectra, enabling instant misalignment detection.
Režimy Balanset-1A pre diagnostiku
- 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: Rýchle posúdenie. Porovnajte V1s (celková RMS) s V1o (1×). Ak V1s ≈ V1o → nevyváženosť. Ak V1s ≫ V1o → iné poruchy.
- 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.
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. 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°).
| Fázový vzťah | Meracie body | Diagnóza | Vysvetlenie |
|---|---|---|---|
| 0° (vo fáze) | Ložisko 1 ↔ Ložisko 2 (radiálne) | Statická nevyváženosť | Both bearings move together in sync — single heavy spot in center of rotor. Single-plane correction. |
| ~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. |
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.
Porucha 1: Nevyváženosť
Príčina: Center of mass displaced from rotation axis. Manufacturing tolerances, deposit buildup, erosion, broken blade, lost weight.
Spektrum: Dominant peak at exactly 1× RPM. Very low harmonics. Radial vibration. The unbalance sila grows with speed²; vibration amplitude rises with speed, with the exact relationship depending on proximity to resonance. Phase is stable and repeatable.
Statická nevyváženosť (jedna rovina)
Čistý 1× vrchol, sínusový priebeh. Obe ložiská sú vo fáze. Korekcia v jednej rovine.
Dynamická nevyváženosť (dvojrovinová / párová)
Tiež 1× dominantné, ale ložiská ~180° mimo fázy. Vyžaduje sa dvojrovinná korekcia.
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.
Uhlová nesúososť – radiálna
1× and 2× both present in the radial direction — either may dominate, so the radial spectrum alone is not conclusive. The axial measurement decides.
Uhlová nesúososť – axiálna
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.
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.
Štrukturálna uvoľnenosť
1× a/alebo 2× dominantné. Málo vyšších harmonických. Silné vertikálne vibrácie.
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.
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
Defekt vonkajšieho krúžku (BPFO)
Séria vrcholov na BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Žiadne 1× bočné pásma (stacionárny kruh). Najčastejšia porucha ložiska.
Defekt vnútorného krúžku (BPFI)
Harmonické BPFI s bočnými pásmami ±1× (rotujúci krúžok, modulácia záťažovej zóny). Kľúčovým identifikátorom je vzor bočného pásma.
Defekt valivého telesa (BSF)
Harmonické BSF. 2×BSF často dominantné. Nesynchrónne. Často sprevádzané poškodením obežnej dráhy.
Defekt klietky (FTF)
Sub-synchronous fundamental (FTF ≈ 0.4× shaft speed); its harmonics may extend above 1×. Low frequency. Often accompanies other bearing damage.
Fáza 1 – Podpovrch: Ultrasonic / acoustic-emission zone (roughly 20–60 kHz). Not visible on standard FFT. Detectable by spike energy / enveloping.
2. štádium – skorá porucha: 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.
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
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. 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).
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: 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.
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.
Opotrebovanie/poškodenie zubov ozubeného kolesa
Viaceré harmonické GMF s hustými bočnými pásmami. Intenzita závažnosti koreluje s počtom a amplitúdou bočných pásiem.
Akcia: Skontrolujte, či v oleji prevodovky nie sú kovové častice. Naplánujte si kontrolu. Sledujte trend bočného pásma GMF.
Fault 6: Electrical Faults (Motors)
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: 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.
- 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.
Podpisy bežných pásov
- Opotrebovanie / porucha remeňa: Vrcholy pri frekvencii pásu (fopasok) a jeho harmonické (2×, 3×, 4× fopasok). The fundamental appears below 1× shaft speed — a sub-synchronous peak is the key indicator; higher harmonics can extend above 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.
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
- 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.
- 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.
Akcia: Zvýšte sací tlak (nainštalujte čerpadlo nižšie, otvorte sací ventil, znížte straty v sacom potrubí). Skontrolujte NPSHk dispozícii vs. NPSHpožadované. Ak je to možné, znížte rýchlosť čerpadla. Kavitácia spôsobuje rýchle poškodenie eróziou – neignorujte ju.
Porucha 9: Olejový vír a olejové kmitanie (klzné ložiská)
Príčina: 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.
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.
Oba produkujú subsynchrónne vrcholy, ale: Olejový vír sits at ~0.42–0.48× (not an exact half-order), while uvoľnenosť 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 olejový bič, 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.
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 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.
| 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 |
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. 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.
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: Measure new or known-good equipment. Save spectra — the Balanset-1A's F6 — Reports archive stores measurements and HTML reports.
- 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.
- Use measurement routes: The Balanset-1A's F9 — Route Inspection guides repeatable measurement rounds and trends readings against ISO 10816-1 zones.
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.
Často kladené otázky – Analýza vibrácií
▸ Čo je vibračná analýza?
▸ Ako rozoznám nevyváženosť od nesprávneho zarovnania?
▸ Aké sú frekvencie porúch ložísk?
▸ Aká je dobrá úroveň vibrácií?
▸ Dokáže Balanset-1A vykonávať vibračnú analýzu?
▸ Časový priebeh vs. FFT spektrum?
▸ Ako často by som mal merať vibrácie?
▸ Čo spôsobuje 0,5× (subharmonické) vibrácie?
Súvisiace články s glosárom
Najprv diagnostikujte – potom vyvažujte
The Balanset-1A is both a 2-channel vibration analyzer and a precision field balancer. Identify the fault by spectrum, then fix it — all with one instrument.
Prehľadávať zariadenia →
0 Comments