Kako vem, ali vibracije povzroča neuravnoteženost ali nepravilna poravnava?

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.

Kaj so frekvence napak ležajev (BPFO, BPFI, BSF, FTF)?

To so karakteristične frekvence, ki nastanejo, ko kotalni element prehaja čez napako na določenem sestavnem delu ležaja. BPFO (Zunanja frekvenca prehoda kroglice), BPFI (Notranja frekvenca prehoda kroglice), BSF (Frekvenca vrtenja kroglice), FTF (Osnovna frekvenca vlaka). Odvisne so od geometrije ležaja in hitrosti gredi.

Kakšna je dobra raven vibracij za vrteče se stroje?

Standard ISO 10816-1 razvršča stopnjo vibracij po razredih strojev. Za tipične industrijske stroje (razred II, 15–75 kW): Cona A (dobro) 7.1 mm/s.

Ali se lahko Balanset-1A uporablja za analizo vibracij?

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.

Kakšna je razlika med časovno valovno obliko in FFT spektrom?

Časovna valovna oblika prikazuje amplitudo vibracij skozi čas – kompleksno, kadar je prisotnih več napak. FFT to razstavi na posamezne frekvenčne komponente in ustvari spekter, kjer vsak vrh ustreza določenemu viru.

Kaj povzroča subharmonično vibracijo (0,5×)?

Subharmoniki pri 0,5 × vrt/min običajno kažejo na močno mehansko zrahljanost, vrtinec olja v ležajih ali razpokane gredi. Vrhovi polovičnega reda nastanejo zaradi udarcev, ki se pojavijo pri vsakem drugem obratu.

Analiza vibracij — Spektrumska diagnostika Vodnik

📌 Kanonični referenčni članek — vibromera.eu

Od osnov FFT do diagnostike napak: naučite se brati vibracijske spektre, izračunati frekvence okvar ležajev, oceniti resnost po ISO 10816 ter diagnosticirati neuravnoteženost, neporavnanost, ohlapnost, okvare ležajev in zobnikov — z interaktivnimi orodji in Balanset-1A.

Diagnostični potek dela v tem vodniku je enak tistemu, ki ga Vibromera vgradi v Balanset-1A: FFT spekter, ocena jakosti po ISO 10816/20816 in vodeno dvoravninsko uravnoteženje v eni sami prenosni enoti.

Interaktivni diagnostični kalkulatorji

Bistvena orodja za analizo vibracij – frekvence napak ležajev, frekvenca zobniškega prijema, ocena resnosti in pretvorba enot

🔵 Kalkulator frekvenc okvar ležajev

Hitra izbira – Navadni ležaj Prednastavljena geometrija sledi klasičnim zasnovam SKF/FAG (E-zasnova za NU, ISO/J2 za stožce 30xxx). Število kotalnih elementov se razlikuje glede na proizvajalca in generacijo — za kritično diagnostiko vnesite dejansko geometrijo svojega ležaja iz njegovega tehničnega lista.

Hitrost gredi (vrt/min)

Število kotalnih elementov (n)

Premer kroglice / valjčka, Bd (mm)

Delilni premer, Pd (mm)

Kontaktni kot, α (stopinje)

BPFO - zunanja tekalna površina

—

BPFI — notranja tekalna steza

—

BSF — Vrtenje kroglice/valja

—

FTF — Kletka (sestav)

—

1× gred = — Hz | Razmerje BPFO/BPFI: —

📏 ISO 10816 Jakost & RPM↔Hz & GMF

Hitrost vibracij (mm/s RMS)

Razred stroja

Dobro

B Sprejemljivo

Opozorilo C

Nevarnost D

🔄 Pretvornik vrtljajev na minuto ↔ Hz

RPM

Frekvenca (Hz)

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

⚙️ Frekvenca zazobanja zobnikov (GMF)

Število vrtljajev gredi (pogonski zobnik)

Število zob (pogonski zobnik)

Število zob (gnano zobniško kolo) – neobvezno, za prestavno razmerje

Frekvenca zobniškega stika (GMF)

—

2× GMF

—

3× GMF

—

Prestavno razmerje

—

Hitrost pogonske gredi

—

RPM

Identifikacija napak na prvi pogled

Vsaka mehanska napaka ustvari značilen "prstni odtis" v vibracijskem spektru

⚖️

Neuravnoteženost

1×

Prevladujoč vrh pri hitrosti gredi. Radialno. Sila ∝ hitrost². Stabilna faza.

🔧

Neporavnanost gredi

2× (+ 1×, 3×)

Močan 2. harmonik. Visoka aksialna komponenta. 180° fazni kot prek sklopke.

🔩

Ohlapnost

1×, 2×, 3×…n×

"Gozd" harmonikov. Lahko prikazuje 0,5× podharmonike.

🔵

Okvara ležaja

BPFO/BPFI/BSF

Nesinhroni vrhovi. Stranski pasovi pri 1×. Dvig šumnega praga.

⚙️

Napaka prestave

GMF ± 1×

Frekvenca ubiranja zobnikov s stranskimi pasovi pri hitrosti gredi.

📊 Popolna diagnostična referenčna tabela

Napaka	Primarna frekvenca	Harmoniki	Smer	Fazno vedenje	Ključna značilnost
Statična neuravnoteženost	1×	Nizko / nič	Radialno (H, V)	Oba ležaja v fazi	Čista 1× sinusoida. Sila ∝ hitrost².
Dinamična neuravnoteženost	1×	Nizko / nič	Radialno (H, V)	~180° med ležaji	1× dominantna, ležaji izven faze (par).
Vzporedna neusklajenost	2× (≥ 1×)	1×, 3×	Radialno	180° preko sklopke	2× pogosto > 1×. Visoka radialna vibracija pri sklopki.
Kotna neporavnanost	1×, 2×	3×	Aksialno dominantno	180° preko sklopke (aksialno)	Visoka aksialna vrednost. Aksialna vrednost ≥ 50% radialne vrednosti.
Ohlapnost komponent	1×, 2×… 10×+	Veliko (~10×)	Radialno	Neenakomerno	"Gozd" harmonikov. Možen 0,5× sub.
Strukturna ohlapnost	1× ali 2×	Malo nad 2×	Navpično	Nestabilno	Visoka navpična vibracija. Odziva se na preverjanje vijakov.
Zunanji obroč (BPFO)	BPFO, 2×BPFO...	Več BPFO	Radialno	Ni na voljo	Nesinhrono. Brez stranskih pasov 1×.
Notranji obroč (BPFI)	BPFI, 2×BPFI...	Več BPFI	Radialno	Modulirano pri 1×	BPFI harmoniki s stranskimi pasovi ±1×.
Kotalni element (BSF)	ČSS, 2×ČSS…	Več BSF	Radialno	Ni na voljo	2×BSF pogosto > 1×BSF. Nesinhrono.
Kletka (FTF)	FTF ≈ 0,4×	2,3× Nedosegljiv prost tek	Radialno	Ni na voljo	Osnovna < 1×; harmoniki lahko presežejo 1×.
Zobniška mreža	GMF=N×1×	2,3× GMF	Radialno + aksialno	Modulirano pri 1×	GMF s stranskimi pasovi. N = zobje.
Električno (motor)	2× omrežna frekvenca	—	Radialno	Pade ob izklopu	100/120 Hz. Preizkus takojšnjega padca.

Interaktivna demonstracija FFT spektra — 17 scenarijev napak

Izberite vrsto napake, da si ogledate značilno časovno valovno obliko in frekvenčni spekter. Primerjajte vzorce, da ugotovite temeljni vzrok.

Osnovna vrednost

Neuravnoteženost

Neporavnanost gredi

Ohlapnost

Ležaji

Zobniki

Drugo

Normalni obratovalni pogoji – nizke, stabilne vibracije. Majhen 1× vrh zaradi preostale neuravnoteženosti. Čist spekter.

Časovna domena (valovna oblika)

Frekvenčni spekter (FFT)

Kaj je analiza vibracij?

Hiter odgovor

Analiza vibracij je postopek merjenja in interpretiranja mehanskih nihanj vrtečih se strojev za diagnosticiranje napak brez razstavljanja. Uporaba Hitra pretvorba (FFT) (Hitra Fourierjeva transformacija) se kompleksni vibracijski signal razgradi na posamezne frekvenčne komponente. Vsaka napaka ustvari značilen spektralni "prstni odtis": neuravnoteženost pri 1× vrtljajih na minuto, neporavnanost gredi pri 2×, ohlapnost kot več harmonikov, napake ležajev pri nesinhronih frekvencah. Balanset-1A Izvaja tako uravnoteženje kot spektralno analizo v enem prenosnem instrumentu.

Vsak vrteči se stroj vibrira. Pri zdravem stroju je vibracija nizka in stabilna — to je njegov normalni „delovni podpis”. Ko se razvijejo napake, se vibracija spreminja na predvidljive načine. Z merjenjem in analizo teh sprememb lahko ugotovimo temeljni vzrok, napovemo okvaro in načrtujemo vzdrževanje pred katastrofalno okvaro. To je temelj prediktivno vzdrževanje.

FFT: Jedro spektralne analize

Senzor vibracij (merilnik pospeška) pretvarja mehanska nihanja v električni signal. Prikazano skozi čas, to je valovna oblika — kompleksna, na videz kaotična krivulja, ko je prisotnih več napak. FFT (hitra Fourierjeva transformacija) razgradi ta kompleksen signal na posamezne sinusoidne komponente, vsaka s svojo frekvenco in amplitudo.

Predstavljajte si FFT kot prizmo, ki bela svetloba razcepi v mavrico. Kompleksna valovna oblika je "bela svetloba" — FFT razkrije posamezne "barve" (frekvence), skrite znotraj. Rezultat je vibracijski spekter - glavno diagnostično orodje.

Vrtilna frekvenca

f₁ₓ = vrtljaji na minuto / 60 (Hz)

1× = vrtilna frekvenca gredi – referenca za vse spektralne analize

Ključni parametri spektra

Frekvenca (os X, Hz): Kako pogosto se pojavljajo nihanja. Neposredno povezano z virom. 1× = hitrost gredi. 2× = dvakratna hitrost gredi.
Amplituda (os Y, mm/s RMS): Intenzivnost vibracij pri vsaki frekvenci. Višji vrhovi = več energije = resnejše stanje.
Harmoniki: Celoštevilski večkratniki osnovne frekvence: 2× (2.), 3× (3.), 4× itd. Njihova prisotnost in relativna višina nosita diagnostične informacije.
Faza (°): Časovni odnos na različnih merilnih točkah. Bistven za razlikovanje med neuravnoteženostjo (v fazi) in neusklajenostjo (180°).

Enote za merjenje vibracij: premik, hitrost, pospešek

Vibracijo je mogoče meriti kot tri različne fizikalne parametre. Vsak poudarja drugačne frekvenčne razpone, zaradi česar so primerni za različne diagnostične naloge. Razumevanje, kdaj uporabiti kateri parameter, je temeljnega pomena za učinkovito analizo.

📏 Premik

µm (vrh-vrh) ali mil

Najboljši razpon: 1-100 Hz

Meri, kako daleč se površina premika. Poudarja nizke frekvence — idealno za počasi vrteče se stroje, analizo orbite gredi in brezkontaktne (proximity) sonde na drsnih ležajih. 1 mil = 25,4 µm.

📈 Hitrost

mm/s (RMS)

Najboljši razpon: 10-1000 Hz

Meri, kako hitro površina se premika. standardni parameter za splošno spremljanje strojev v skladu s standardom ISO 10816. Ploski frekvenčni odziv daje enako težo večini vrst napak. Balanset-1A meri v mm/s RMS.

💥 Pospešek

m/s² ali g (RMS/vrh)

Najboljši razpon: 500 Hz – 20 kHz

Meri sila vibracij. Poudarja visoke frekvence — idealno za zgodnje okvare ležajev, zobniško gonilo in udarce. 1 g = 9,80665 m/s². Uporablja se za envelope/demodulacijsko analizo.

Kdaj uporabiti posamezen parameter

Parameter	Enota	Frekvenčno območje	Najboljše za	Standardi
Premik	µm pk-pk	1-100 Hz	Počasni stroji (< 600 vrt/min), orbita gredi, bližinske sonde, ležaji drsnika (referenčno — Balanset-1A tega ne meri)	ISO 7919 (vibracije gredi)
Hitrost	mm/s RMS	10-1000 Hz	Splošno spremljanje strojev — neuravnoteženost, neporavnanost, zrahljanost. Privzeti parameter. Izvorni (in edini) parameter naprave Balanset-1A.	ISO 10816, ISO 20816
Pospešek	g ali m/s² RMS	500 Hz – 20 kHz	Zgodnje okvare ležajev, ubiranje zobnikov, udarci, visokohitrostni stroji (referenčno — Balanset-1A tega ne meri)	ISO 15242 (vibracije ležajev)

Pretvorba pri eni frekvenci

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

d = pomik (m), v = hitrost (m/s), a = pospešek (m/s²), f = frekvenca (Hz). Vse veličine morajo uporabljati isto konvencijo amplitude (vse peak, vse peak-to-peak, ali vse RMS) — mešanje peak-to-peak pomika z RMS hitrostjo vnese napako ~2,8×.

💡 Pravilo palca

Če imate na voljo samo en senzor in en parameter – izberite hitrost (mm/s RMS). Pokriva najširši spekter pogostih napak z ravnim odzivom. Balanset-1A to uporablja kot svoj izvorni parameter. Merjenje pospeška dodajte le, če morate zaznati zgodnje okvare ležajev ali zobnikov pri visokih frekvencah.

Merilna tehnika z Balanset-1A

📋 Specifikacija meritev Balanset-1A

Balanset-1A meri hitrost vibracij, mm/s RMS (0,2–80 mm/s). Merilno območje: 5-1000 Hz; senzor je enakomeren znotraj ±10% do ~550 Hz, z zgolj prikazno kompenzacijo upada nad tem. Spekter na zaslonu (nastavitev "Spekter, Hz") sega do 8 kHz — prikazano območje, ne trditev o natančnosti meritve. Ni načinov za pomik ali pospešek niti envelope/demodulacije — spodnji razdelki o pospešku, envelope analizi in kavitaciji so referenčno gradivo.

Namestitev senzorja

Kakovost diagnoze je v celoti odvisna od kakovosti meritev. Vibracijske sile se prenašajo skozi ležaje, zato morajo biti senzorji nameščeni na ohišjih ležajev – čim bližje ležaju, na nosilni konstrukciji (ne na pokrovih ali hladilnih rebrih).

Priprava površine: Čisto, ravno, brez barvnih luščkov. Magnetna podlaga mora biti poravnana.
Radialna vodoravna (H): Pravokotno na gred, vodoravna ravnina. Pogosto najvišja amplituda.
Radialna navpična (V): Pravokotno na gred, navpična ravnina.
Aksialno (A): Vzporedno z gredjo. Ključnega pomena za zaznavanje nepravilne poravnave.

💡 Dvokanalni diagnostični trik

Balanset-1A ima 2 kanala. Za diagnostiko namestite oba senzorja na enako ležaj — enega radialno, enega aksialno. To omogoča hkratna radialna + aksialna spektra, kar omogoča takojšnjo zaznavo neporavnanosti.

Načini Balanset-1A za diagnostiko

F8 — Charts → zavihek "F5-Spectrum (Hz)": Popoln prikaz FFT spektra. Glavni diagnostični način. Ostali zavihki Grafikoni — F2-Skupno, F3-1x, F4-Harmoniki (1x..Nx) in F6-Orbita — pokrivajo skupno vibracijo, sledenje 1×, harmonske vzorce in orbito gredi.
F5 — Vibration Meter: Hitra ocena. Primerjajte V1s (skupna efektivna vrednost) z V1o (1×). Če je V1s ≈ V1o → neuravnoteženost. Če je V1s ≫ V1o → druge napake.
F6 — Poročila: Arhiv meritev in HTML poročila — uporabite ga za shranjevanje izhodiščnih vrednosti.
F9 — Route Inspection: Vodene merilne poti s conami trenda po ISO 10816-1 — za redne obhode nadzora.

⚠️ V1s proti V1o – prvi diagnostični pregled

Pred uravnoteženjem primerjajte V1s z V1o. Če je V1s ≫ V1o (npr. 8 proti 2 mm/s), večina vibracij NI posledica neuravnoteženosti. Uravnoteženje tega ne bo rešilo – preučite celoten spekter.

Fazna analiza – diagnostični diferenciator

Frekvenca vam pove kaj vibrira; faza vam pove kako. Dve okvari lahko ustvarita enak spekter (pri obeh prevladuje 1×) — ločimo ju le z analizo faze. Faza je kotno razmerje med vibracijo na različnih merilnih točkah, izmerjeno v stopinjah (0°–360°).

🧭 Faza → Referenčna tabela diagnoze

Fazno razmerje	Merilne točke	Diagnoza	Razlaga
0° (v fazi)	Ležaj 1 ↔ Ležaj 2 (radialni)	Statična neuravnoteženost	Oba ležaja se premikata sinhrono skupaj — ena sama težka točka v središču rotorja. Korekcija v eni ravnini.
~180° (protifazno)	Ležaj 1 ↔ Ležaj 2 (radialni)	Dinamična (parna) neuravnoteženost	Ležaji se zibajo v nasprotju – dve težki točki v različnih ravninah ustvarjata zibajoči se par. Potrebna je korekcija v dveh ravninah.
~90°	Vodoravno ↔ Navpično (isti ležaj)	Neuravnoteženost (kakršne koli vrste)	Normalno za neuravnoteženost – vektor sile se vrti z gredjo, kar ustvari ~90° med H in V v isti točki.
~180°	Prek sklopke (radialno)	Vzporedna neusklajenost	Sile sklopke potiskajo gredi narazen v nasprotnih radialnih smereh. Značilni vzorec je 180° čez sklopko z visoko 2× harmoniko.
~180°	Prek sklopke (aksialno)	Kotna neporavnanost	Gredi se izmenično aksialno potiskajo/vlečejo. 180° aksialno preko sklopke z visokim 1× in 2× je odločilno.
0°	Prek sklopke (aksialno)	Ne gre za neporavnanost	Obe strani se premikata v isti aksialni smeri – verjetno toplotna rast, deformacija cevi ali mehko podnožje. Ne gre za kotno neporavnanost.
Neenakomerno / nestabilno	Vse skladne točke	Mehanska ohlapnost	Fazni odčitki naključno preskakujejo med meritvami – značilno za udarce v ohlapnih spojih. Nestabilna faza = ohlapnost.
Počasi drsi	Vsaka točka, skozi čas	Resonančni ali toplotni učinki	Postopni fazni premik med ogrevanjem kaže na spreminjanje strukturne togosti s temperaturo (toplotna neporavnanost).
Konsistentno, ne-0/180°	Ležaj 1 ↔ Ležaj 2	Kombinirana statična + parna neuravnoteženost	Faza med 0° in 180° kaže na mešanico statičnih in parnih komponent – zahteva dvoravninsko uravnoteženje.

💡 Fazna meritev z Balanset-1A

Balanset-1A prikazuje fazo pri 1× (odčitek F1° v načinu vibrometra) z uporabo tahometra kot reference. Za primerjavo faze med dvema ležajema izmerite vsak ležaj v isti smeri (npr. vodoravno) s tahometrom na isti referenčni oznaki. Razlika v odčitkih faze razkrije vrsto napake. Poseben softver ni potreben — le odštejte oba odčitka.

Napaka 1: Neuravnoteženost

Vzrok: Težišče premaknjeno od osi vrtenja. Proizvodne tolerance, nabiranje usedlin, erozija, zlomljena lopatica, izgubljena utež.

Spekter: Prevladujoč vrh natanko pri 1× RPM. Zelo nizki harmoniki. Radialna vibracija. Neuravnoteženost sila narašča s hitrostjo²; amplituda vibracij narašča s hitrostjo, natančno razmerje pa je odvisno od bližine resonance. Faza je stabilna in ponovljiva.

Statična neuravnoteženost (enoravninska)

Čisti 1× vrh, sinusna valovna oblika. Oba ležaja v fazi. Korekcija v eni ravnini.

Statična neuravnoteženost — dominantna 1× pri 25 Hz (1500 vrt/min). Minimalni harmoniki.

Dinamična neuravnoteženost (dvoravninska / momentna)

Tudi 1× dominantno, vendar so ležaji ~180° izven faze. Potrebna je korekcija v dveh ravninah.

Dinamična neuravnoteženost — 1× dominantna. Spekter podoben statični, vendar se faza pri ležajih razlikuje.

Dejanje: Izvedite uravnoteženje rotorja z Balanset-1A. Toleranca razreda G na ISO 1940-1.

Napaka 2: Neporavnanost gredi

Vzrok: Osi sklopljenih gredi se ne ujemajo. Lahko so vzporedne (zamaknjene) ali kotne (nagnjene), običajno oboje.

Vzporedna neusklajenost (radialna)

Visoka 1× in 2× v radialni smeri. 2× pogosto ≥ 1×. Fazni premik 180° preko sklopke.

Vzporedna neusklajenost – radialna smer. Močna 1× in 2× z manjšo 3×.

Kotna neusklajenost – radialna

1× in 2× sta prisotna v radialni smeri — kateri koli lahko prevladuje, zato sam radialni spekter ni dokončen. Odloči aksialna meritev.

Kotna neporavnanost — radialna (R). Povišana sta oba, 1× in 2× (2× > 1× v tem primeru).

Kotna neusklajenost – aksialna

Aksialna vibracija ≥ 50% radialne, običajno s prevladujočim 1× in povišanim 2× ter 3×. Fazna razlika 180° prek sklopke v aksialni smeri. To je ključna razlikovalna meritev.

Kotna neporavnanost — aksialna (A). Prevladujoč 1× z močnim 2× in 3× v aksialni smeri.

Dejanje: Uravnoteženje NE bo pomagalo. Ustavite stroj in izvedite poravnavo gredi. Po tem ponovno preverite vibracije.

Napaka 3: Mehanska zrahljanost

Vzrok: Izguba konstrukcijske togosti – zrahljani vijaki, razpoke v temeljih, obrabljeni sedeži ležajev, prevelike zračnosti.

Ohlapnost komponent

"Gozd" harmonikov — 1×, 2×, 3×, 4×… do 10×+ z padajočo amplitudo. Lahko prikaže 0,5-kratne podharmonike.

Zračnost komponente — številni harmoniki od 1× do 10×. Opazite subharmonik v območju 0,4–0,5×.

Strukturna ohlapnost

1× in/ali 2× dominantno. Malo višjih harmonikov. Močne vertikalne vibracije.

Strukturna ohlapnost — prevladujeta 1× in 2×. Minimalni višji harmoniki.

Dejanje: Preverite in privijte pritrdilne vijake. Preverite temelj. Vedno preverite zrahljanost. pred uravnoteženje.

Napaka 4: Okvare kotalnih ležajev

Vzrok: Jamke, luščenje, obraba na tekalnih stezah, kotalnih elementih ali kletki.

Frekvence okvar ležajev

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 = kotalni elementi | Bd = premer kroglice | Pd = delitveni premer | α = kontaktni kot | f_s = vrtljaji na minuto/60

Okvara zunanje tekalne steze (BPFO)

Serija vrhov pri BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Brez stranskih pasov 1× (stacionarni obroč). Najpogostejša napaka ležaja.

Napaka zunanje tekalne steze – harmoniki BPFO pri nesinhronih frekvencah. Brez stranskih pasov.

Okvara notranjega obroča (BPFI)

BPFI harmoniki z ±1× stranskimi pasovi (vrtljivi obroč, modulacija obremenitvenega območja). Vzorec stranskih pasov je ključni identifikator.

Napaka notranjega obroča – harmoniki BPFI z ±1× stranskimi pasovi (manjši vrhovi ob straneh glavnih vrhov).

Okvara kotalnega elementa (BSF)

Harmoniki BSF. 2×BSF pogosto prevladujoč. Nesinhrono. Pogosto ga spremlja poškodba obroča ležaja.

Okvara kotalnega elementa – harmoniki BSF. Upoštevajte, da je 2×BSF najvišja vrednost (poškodba dveh elementov).

Okvara kletke (FTF)

Subsinhrona osnovna frekvenca (FTF ≈ 0,4× hitrosti gredi); njeni harmoniki lahko segajo nad 1×. Nizka frekvenca. Pogosto spremlja druge poškodbe ležajev.

Okvara kletke (cage) — osnovna frekvenca FTF je subsinhrona (pod 1×); njeni harmoniki lahko segajo nad 1× hitrosti gredi.

Napredovanje okvare ležaja (4 stopnje)

1. faza – Pod površino: Ultrazvočno območje / območje akustične emisije (približno 20–60 kHz). Ni vidno na standardnem FFT. Zaznavno z energijo konic / envelope analizo.

2. faza – zgodnja napaka: Udarci vzbudijo lastne frekvence ležaja (približno 500–2000 Hz); diskretne frekvence okvare (BPFO, BPFI) se pojavijo z nizko amplitudo proti koncu te faze. Balanset-1A zanesljivo zazna diskretne frekvence okvare (deset do sto Hz) od pozne 2. faze naprej.

3. faza – napredovala: Več harmonikov. Stranski pasovi se razvijejo. Šumno dno narašča.

4. faza – napredna: Širokopasovni šum. Ležajne frekvence lahko izginejo v šum. Nujna zamenjava.

Analiza ovojnice (demodulacija) – zgodnje zaznavanje ležajev

Standardna FFT analiza spektra zazna okvare ležajev od pozne 2. faze naprej. Pred tem so udarci ležaja prešibki — in previsoke frekvence — da bi se pojavili nad ravnjo šuma. Analiza ovojnice (imenovana tudi demodulacija ali visokofrekvenčno zaznavanje, HFD) razširja zaznavanje na veliko zgodnejše faze.

Kako deluje

Ko kotalni element zadene napako, ustvari kratek udarni impulz, ki vzbudi visokofrekvenčne strukturne resonance (običajno 5–20 kHz). Te resonance ob vsakem udarcu na kratko "zazvonijo". Analiza ovojnice deluje v treh korakih:

Pasovno prepustni filter: Izolirajte visokofrekvenčni resonančni pas (npr. 5–15 kHz), kjer udarci zvonijo.
Rektifikacija in ovojnica: Izluščite vzorec amplitudne modulacije – "ovojnico", ki sledi vrhovom zvonjenja.
FFT ovojnice: Na signal ovojnice uporabite FFT. Rezultat prikazuje stopnja ponovitve udarcev – kar je enako frekvencam napak ležajev (BPFO, BPFI, BSF, FTF).

Zakaj ovojnice zazna prej

V surovem spektru lahko šibek udarec pri BPFO povzroči 0,1 mm/s – neviden med strojnim šumom 2 mm/s. Toda isti udarec vzbudi resonanco pri 8 kHz, kjer ni drugega vira vibracij. Po demodulaciji se vzorec ponavljanja BPFO jasno izkaže iz čistega ozadja.

Sorodni parametri

Energija konice (SE): Skupna meritev visokofrekvenčne udarne energije. Skalarna trendna vrednost. Dobro za presejanje "dobro/nedobro".
gSE / HFD / PeakVue: Imena, specifična za proizvajalca, za parametre, izpeljane iz ovojnice. Vsa temeljijo na istem načelu.
Ovojnica pospeška: Balanset-1A meri v hitrosti (mm/s). Za popolno ovojno analizo je idealen namenski analizator z vhodom za pospešek in zmožnostjo pasovno-prepustnega filtriranja. Kljub temu lahko FFT naprave Balanset-1A še vedno učinkovito zazna diskretne frekvence okvare ležaja v standardnem spektru hitrosti od poznega 2. stadija naprej.

Spekter ovojnice okvare notranjega obroča – harmoniki BPFI jasno izstopajo iz demoduliranega visokofrekvenčnega signala. Primerjajte s surovim spektrom hitrosti, kjer so ti lahko skriti v šumu.

Dejanje: Preverite mazanje. Načrtujte zamenjavo ležajev. Povečajte pogostost spremljanja.

Napaka 5: Okvare zobnikov

Vzrok: Obrabljeni, jamičasti ali zlomljeni zobje. Ekscentričnost zobnika. GMF = število zob × vrtljaji gredi / 60.

Ekscentričnost zobnika

GMF s stranskimi pasovi pri ±1× hitrosti gredi. Komponenta 1× zobnika je lahko tudi povišana.

Ekscentričnost zobnika — GMF pri 500 Hz z ±1× stranskimi pasovi. Povišano 1×.

Obraba/poškodba zob zobnika

Več harmonikov GMF z gostimi stranskimi pasovi. Intenzivnost vibracij sledi številu in amplitudi stranskih pasov.

Obraba zobnikov — GMF in 2×GMF z več stranskimi pasovi v intervalih 1×.

Dejanje: Preverite olje menjalnika glede kovinskih delcev. Načrtujte pregled. Spremljajte trend stranskega pasu GMF.

Napaka 6: Električne napake (motorji)

Elektromagnetne napake povzročajo vibracije pri 2× omrežna frekvenca (100 Hz na omrežjih 50 Hz, 120 Hz na 60 Hz). Kritični preizkus: vibracije izginejo takoj ko pride do izpada električne energije. Mehanske napake postopoma pojenjajo.

Ekscentričnost statorja: 2× omrežna frekvenca, stalna amplituda.
Okvare rotorske palice: Stranski trakovi (sidebands) okoli 1× obratovalne hitrosti, razmaknjeni za frekvenco prehoda polov (zdrs × število polov — običajno 0,5–2 Hz, zato je za njihovo ločevanje potrebna fina frekvenčna ločljivost). Lahko se pojavi tudi frekvenca prehoda palic rotorja (število palic × hitrost gredi) s stranskimi trakovi pri 2× omrežni frekvenci.
Mehko stopalo: Vibracije se spremenijo, ko se posamezne noge motorja zrahljajo.

Napaka 7: Težave z jermenskim pogonom

Vzrok: Obrabljeni, napačno poravnani ali nepravilno napeti jermeni. Jermenski pogoni povzročajo vibracije na frekvenca prehoda traku, kar je običajno subsinhrona frekvenca (pod 1× hitrostjo gredi), ker je jermen daljši od obsega jermenice.

Frekvenca jermena

f_pas = (π · D · RPM) / (60 · L)

D = premer jermenice (m) | L = dolžina jermena (m) | RPM = hitrost jermenice

Podpisi skupnih pasov

Obraba/okvara jermena: Vrhovi pri frekvenci pasu (f_pas) in njegovi harmoniki (2×, 3×, 4× f_pas). Osnovna frekvenca se pojavi pod 1× hitrosti gredi — subsinhroni vrh je ključni pokazatelj; višji harmoniki lahko segajo nad 1×.
Nepravilna poravnava jermena: Povečane aksialne vibracije pri 1× in 2× hitrosti gredi. Podobno kot pri neporavnanosti gredi, vendar omejeno na stroj z jermenskim pogonom.
Nepravilna napetost: Visoka vibracija 1×, ki se dramatično spreminja z nastavitvijo napetosti jermena. Preveč zategnjeni jermeni povečajo obremenitev ležaja; ohlapni jermeni povzročajo udarjanje in konice frekvence jermena.
Resonanca: Naravna frekvenca jermena ("tresenje" jermena) se lahko vzbudi, če resonanca razpona jermena sovpada z delovno hitrostjo. Vidno kot širok vrh pri naravni frekvenci jermena.

Okvara jermenskega pogona — osnovna frekvenca jermena je subsinhrona; njeni harmoniki segajo do in nad 1× hitrosti gredi (25 Hz).

Dejanje: Preverite stanje jermena, napetost in poravnavo jermenic. Zamenjajte obrabljene jermene. V primeru ponavljajočih se težav preverite poravnavo jermenic z laserskim orodjem ali ravnilom.

Napaka 8: Kavitacija črpalke

Vzrok: Parni mehurčki nastanejo in se silovito sesedejo, ko lokalni tlak pade pod parni tlak tekočine – običajno na sesanju črpalke. Vsak sesed mehurčkov ustvari mikroudar. Na tisoče sesedov na sekundo ustvari značilen širokopasovni šum.

Spektralni podpis

Širokopasovna energija: Za razliko od mehanskih okvar (ki ustvarjajo diskretne vrhove), kavitacija ustvarja povišano, neenakomerno raven šuma, razporejeno prek širokega frekvenčnega pasu — na spodnjem grafu približno od 200 Hz do roba prikazanega območja. Spekter je videti kot "grba" ali povišana planota, ne pa ostri vrhovi.
Naključno, neperiodično: Brez harmonikov, brez povezave s hitrostjo gredi. Hrup zveni kot "gramoz" ali "pokanje" – slišen tudi brez instrumentov.
Nizkofrekvenčni učinki: Huda kavitacija lahko povzroči tudi nestabilnost pri 1× in širokopasovni nizkofrekvenčni šum zaradi turbulence toka.

Kavitacija črpalke – širokopasovni visokofrekvenčni hrup (dvignjen šumni pod nad 200 Hz). Brez diskretnih vrhov – v nasprotju z okvarami ležajev, ki kažejo specifične frekvence.

Dejanje: Povečajte sesalni tlak (znižajte črpalko, odprite sesalni ventil, zmanjšajte izgube v sesalni cevi). Preverite NPSH_{na voljo} v primerjavi z NPSH_zahtevano. Če je mogoče, zmanjšajte hitrost črpalke. Kavitacija povzroča hitro erozijo – ne prezrite je.

Napaka 9: Vrtinčenje olja in oljni bič (drsni ležaji)

Vzrok: Nestabilnost oljnega filma v drsnih ležajih. Klin oljnega filma prisili gred, da kroži znotraj zračnosti ležaja pri subsinhroni frekvenci. To se razlikuje od okvar kotalnih ležajev in se pojavlja le pri drsnih ležajih. Prikaz orbite gredi — F8 — Charts → zavihek F6-Orbit na Balanset-1A — klasičen je način opazovanja obnašanja drsnega ležaja.

Oljni vrtinec

Pogostost: Približno 0,42× do 0,48× hitrost gredi (pogosto navedena kot ~0,43×). To je subsinhroni vrh, ki sledi hitrosti gredi – če se število vrtljajev poveča, se sorazmerno poveča tudi frekvenca vrtinčenja.
Spekter: En sam vrh pri ~0,43×, ki se premika s hitrostjo. Amplituda je lahko zmerna.
Stanje: Predhodnik oljnega biča. Običajno ni takoj uničujoč, vendar kaže na nestabilnost.

Oljni bič

Pogostost: Zaklene se na prvo kritično hitrost rotorja naravna frekvenca (kritična hitrost). Za razliko od vrtinčenja NE sledi hitrosti gredi – frekvenca ostaja konstantna, ko se vrtilna hitrost spreminja.
Spekter: Velik podsinhroni vrh pri prvi kritični hitrosti rotorja. Amplituda je lahko zelo visoka – uničujoča.
Stanje: Nevarno. Potrebno je takojšnje ukrepanje. Lahko povzroči uničenje ležaja in poškodbo gredi.

Oljni vrtinec – subsinhroni vrh pri ~0.43× hitrosti gredi (≈ 10.7 Hz pri 1500 RPM). Razlikuje se od 0.5× pri ohlapnosti.

⚠️ Vrtinčenje olja v primerjavi z ohlapnostjo — kako ju razlikovati

Oba proizvajata subsinhrone vrhove, vendar: Oljni vrtinec je pri ~0,42–0,48× (ne natančno pol reda), medtem ko ohlapnost ustvarja vrhove natanko pri 0,5×, 1,5×, 2,5× — natančne pol-redne frakcije. Oba sledita hitrosti gredi, ko se ta spreminja; tisti, ki ne hitrost sledenja je oljni bič, ki se zaklene na prvo kritično frekvenco rotorja. Oljni vrtinec (oil whirl) se pojavlja le pri drsnih ležajih — če ima stroj kotalne ležaje, ne more biti oljni vrtinec.

Dejanje: Pri oljnem vrtinčenju: preverite zračnost ležaja, viskoznost olja in obremenitev. Povečajte obremenitev ležaja ali spremenite viskoznost olja. Pri oljnem biču: takoj zmanjšajte hitrost pod kritičnim pragom. Posvetujte se s strokovnjakom za dinamiko rotorja.

ISO 10816 Jakost vibracij — razvrstitvena tabela

ISO 10816-1 (splošni del serije ISO 10816, ki ga je nadomestil ISO 20816, a se še vedno pogosto navaja) opredeljuje cone resnosti vibracij za štiri razrede strojev. Vibracija se meri kot hitrost v mm/s RMS na ohišjih ležajev. Spodnja tabela prikazuje vse meje con za vse štiri razrede — uporabite jo kot hitro referenco pri ocenjevanju meritev. Upoštevajte, da ISO 10816-3 (danes ISO 20816-3), ki zajema industrijske stroje nad 15 kW, delujoče pri 120–15.000 vrt/min, uporablja drugačno shemo — dve skupini strojev z razredi toge ali fleksibilne podpore — namesto razredov I–IV, prikazanih tukaj.

📋 Območja resnosti vibracij ISO 10816-1 — razredi strojev I–IV (mm/s RMS)

Razred stroja	Območje A Dobro	Območje B Sprejemljivo	Območje C Opozorilo	Območje D Nevarnost
Razred I Majhni stroji ≤ 15 kW (črpalke, ventilatorji, kompresorji)	≤ 0,71	0,71 – 1,8	1,8 – 4,5	> 4.5
Razred II Srednji stroji 15–75 kW (brez posebnega temelja)	≤ 1,12	1,12 – 2,8	2,8 – 7,1	> 7.1
Razred III Veliki stroji > 75 kW (togi temelj)	≤ 1,8	1,8 – 4,5	4,5 – 11,2	> 11,2
Razred IV Veliki stroji > 75 kW (fleksibilen temelj, npr. jekleni okvir)	≤ 2,8	2,8 – 7,1	7,1 – 18	> 18

📌 Kako uporabljati to tabelo

1. korak: Določite razred svojega stroja glede na moč in vrsto temelja.
2. korak: Izmerite skupno hitrost vibracij (mm/s RMS) na vsakem ohišju ležaja v radialni smeri.
3. korak: Poiščite cono. Območje A = na novo vzpostavljeno v obratovanju ali odlično. Območje B = neomejeno dolgoročno delovanje. Območje C = sprejemljivo le za omejena obdobja – načrtujte vzdrževanje. Območje D = pride do poškodb – stroj čim prej ustavite.

Ne pozabite: Trendi so pomembnejši od absolutnih vrednosti. Stroj, ki deluje pri 2,4 mm/s (cona B za razred II) in je bil prej pri 1,2 mm/s, se je podvojil — raziščite vzrok, tudi če je še vedno "sprejemljivo". Način vibrometra Balanset-1A (F5) prikazuje skupno hitrost V1s za takojšnjo oceno cone.

⚠️ ISO 10816 proti ISO 20816

Standard ISO 10816 je bil formalno nadomeščen s standardom ISO 20816 (objavljen 2016–2022). Meje con ostajajo podobne za večino tipov strojev, vendar ISO 20816 dodaja merila za ocenjevanje premika in razširja dele, specifične za stroj. V praksi vrednosti ISO 10816 ostajajo industrijski standard. Tako program Balanset-1A kot večina industrijskih vibracijskih programov še vedno uporabljata cone ISO 10816.

Od meritev do spremljanja

Analiza trendov

En sam spekter je posnetek. Moč vibracijske analize je spremljanje trendov – sledenje spremembam skozi čas.

Ustvarite osnovno linijo: Izmerite novo ali znano brezhibno opremo. Shranite spektre — Balanset-1A F6 — Poročila arhiv shranjuje meritve in HTML poročila.
Določite intervale: Kritično: tedensko. Standardno: mesečno. Pomožno: četrtletno.
Zagotovite ponovljivost: Iste točke, iste smeri, enaki pogoji delovanja.
Spremljanje sprememb: Dvakratno povečanje od izhodišča je pomembno, tudi če je v območju ISO A.
Uporabite merilne poti: Balanset-1A-jev F9 — Route Inspection vodi ponovljive merilne obhode in spremlja trende odčitkov glede na cone ISO 10816-1.

Algoritem odločanja

Pridobite kakovosten spekter (F8 grafikoni, radialni + aksialni).
Določite najvišji vrh – to je prevladujoča težava.
Ujemanje z vrsto napake:
- 1× prevladuje → Neuravnoteženost → Uravnoteženje z Balanset-1A.
- 2× prevladuje + visoka aksialna → Neusklajenost → Ponovno poravnajte gredi.
- Veliko harmonikov → Ohlapnost → Preverite in privijte.
- Nesinhroni vrhovi → Ležaj → Načrtovana zamenjava.
- GMF + stranski pasovi → Menjalnik → Preverite olje, preglejte menjalnik.
Najprej odpravite prevladujočo napako – sekundarni simptomi pogosto izginejo.

← Nazaj na rešitve

Pogosto zastavljena vprašanja – Analiza vibracij

▸ Kaj je analiza vibracij?

Postopek merjenja in interpretiranja mehanskih nihanj za diagnosticiranje napak strojev brez razstavljanja. FFT razgradi kompleksne vibracije na frekvenčne komponente. Vsaka napaka ustvari značilen spektralni "prstni odtis" – neuravnoteženost pri 1× RPM, neporavnanost pri 2×, ohlapnost kot več harmonikov, napake ležajev pri nesinhronih frekvencah.

▸ Kako ločim neuravnoteženost od nepravilne poravnave?

Neravnovesje: prevladujoč vrh 1×, radialen, stabilna faza, amplituda narašča s hitrostjo (sila ∝ hitrost²). Neusklajenost: znatno 2× (pogosto ≥ 1×), visoke aksialne vibracije, 180° fazna razlika čez sklopko.

▸ Kakšne so frekvence napak ležajev?

Frekvence, ki nastanejo, ko kotalni elementi prehajajo čez napake. BPFO = zunanji obroč, BPFI = notranji obroč, BSF = kroglica/valj, FTF = kletka. NISO celoštevilski večkratniki hitrosti gredi. Uporabite zgornji kalkulator frekvence ležajev.

▸ Kakšna je dobra raven vibracij?

ISO 10816-1 cone za razred II (15–75 kW): A < 1,12, B < 2,8, C < 7,1, D > 7,1 mm/s RMS. Trendi so pomembnejši — 2× povečanje glede na izhodišče je pomembno tudi v coni A.

▸ Ali lahko Balanset-1A izvaja analizo vibracij?

Da. 2-kanalni FFT analizator spektra (F8 — Grafikoni, zavihek "F5-Spekter (Hz)"), vibrometer (F5). Namestite oba senzorja radialno+aksialno na en ležaj za takojšnjo zaznavo neporavnanosti.

▸ Časovna valovna oblika v primerjavi s FFT spektrom?

Valovna oblika prikazuje amplitudo v odvisnosti od časa – kompleksno, ko se prekriva več napak. FFT se razgradi na posamezne frekvence (kot prizma, ki deli svetlobo). Vsak vrh spektra = en vir vibracij.

▸ Kako pogosto naj merim vibracije?

Kritično: tedensko. Standardno: mesečno. Pomožno: četrtletno. Po vzdrževanju: takoj. Doslednost je ključna – iste točke, smeri, pogoji.

▸ Kaj povzroča 0,5× (subharmonično) vibracijo?

Huda mehanska ohlapnost, vrtinec olja v drsnih ležajih ali razpokana gred. Vrhovi polovičnega reda (0,5×, 1,5×) nastanejo zaradi udarcev pri vsakem drugem obratu. Resno stanje – potrebna je takojšnja pozornost.

Najprej diagnosticirajte – nato uravnotežite

Balanset-1A je hkrati 2-kanalni analizator vibracij in natančen terenski balanser. Ugotovite okvaro s spektrom, nato jo odpravite — vse z enim instrumentom.

Poiščite opremo →

Analiza vibracij strojev – diagnostični spektralni podpisi pogostih napak