Vibrationsanalys är en viktig teknik för att diagnostisera maskiners tekniska tillstånd. Olika maskinfel producerar karakteristiska mönster i vibrationsfrekvensspektrumet. Genom att undersöka frekvensspektrumet för maskinvibrationer (vanligtvis via FFT-analys) kan man identifiera specifika feltyper. Nedan presenteras vanliga felkategorier (obalans, feljustering, glapp, lagerfel, kugghjulsfel) i tabeller. Varje tabell beskriver deltyper av felet, som beskriver deras typiska vibrationsspektrum, de observerade spektralkomponenterna, viktiga identifierande egenskaper och ett illustrativt spektrumdiagram (inbäddat som SVG). Alla frekvensreferenser använder multiplar av körhastigheten (t.ex. "1×" = frekvens per varv).
Obalans
| Defekttyp | Spektrumbeskrivning | Kort beskrivning av spektrala komponenter | Viktig funktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Statisk obalans (Ett plan) | Spektrumet domineras av en enda topp vid den grundläggande körhastigheten (1× varv/min):. Vibrationen är sinusformad, med minimal energi vid andra frekvenser. | Primärt en stark 1× rotationsfrekvenskomponent. Lite eller inga högre övertoner (en ren 1× ton):. | Stor 1× amplitud i alla radiella riktningar: vibrationer vid båda lagren är i fas (ingen fasskillnad mellan de två ändarna):. Ungefär 90° fasförskjutning observeras ofta mellan horisontella och vertikala mätningar vid samma lager:. | |
| Dynamisk obalans (Tvåplans/Parplans) | Spektrumet visar också en dominant frekvenstopp en gång per varv (1×), liknande statisk obalans. Vibration sker vid rotationshastigheten, utan signifikant högre frekvensinnehåll om obalans är det enda problemet. | Dominerande 1× RPM-komponent (ofta med en "svajning" eller wobble hos rotorn): Högre övertoner är i allmänhet frånvarande om inte andra fel finns. | 1× vibration vid varje lager är ur fas – det är ungefär 180° fasskillnad mellan vibrationerna i rotorns två ändar: (vilket indikerar en obalans i paret). Den starka 1×-toppen med detta fasförhållande är ett tecken på dynamisk obalans. |
Feljustering
| Defekttyp | Spektrumbeskrivning | Kort beskrivning av spektrala komponenter | Viktig funktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Parallell feljustering (Förskjutna axlar) | Vibrationsspektrumet uppvisar förhöjd energi vid grundtonen (1×) och dess övertoner vid 2× och 3× körhastighet, särskilt i radiell riktning. Vanligtvis är 1×-komponenten dominant med förekommande feljustering, åtföljd av en märkbar 2×-komponent. | Innehåller signifikanta toppar vid axelrotationsfrekvenser på 1×, 2× och 3×. Dessa förekommer huvudsakligen i radiella vibrationsmätningar (vinkelrätt mot axeln):. | Höga 1×- och 2×-vibrationer i radiell riktning är indikativa. En fasskillnad på 180° mellan radiella vibrationsmätningar på motsatta sidor av kopplingen observeras ofta, vilket skiljer det från ren obalans. | |
| Vinkelfeljustering (Lutande axlar) | Frekvensspektrumet visar starka övertoner i axelhastigheten, särskilt en framträdande 2×-hastighetskomponent utöver 1×: Vibrationer vid 1×, 2× (och ofta 3×) förekommer, med axiella (längs axeln) vibrationer som betydande. | Anmärkningsvärda toppar vid 1× och 2× (och ibland 3×) körhastighet: 2×-komponenten är ofta lika stor som eller större än 1×. Dessa frekvenser är uttalade i det axiella vibrationsspektrumet (längs maskinens axel): | Relativt hög amplitud för andra harmoniska (2×) jämfört med 1×, kombinerat med stark axiell vibration. Axiella mätningar på vardera sidan om kopplingen är 180° ur fas, ett kännetecken för vinkelfeljustering. |
Löshet
| Defekttyp | Spektrumbeskrivning | Kort beskrivning av spektrala komponenter | Viktig funktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Mekanisk glapp (Komponentlöshet) | Spektrumet är rikt på övertoner för körhastigheten. Ett brett spektrum av heltalsmultiplar av 1× (från 1× upp till högre ordningsföljder som ~10×) uppträder med betydande amplituder. I avancerade fall kan även subharmoniska frekvenser (t.ex. 0,5×) uppstå. | Flera övertoner i drifthastigheten dominerar (1×, 2×, 3× … upp till cirka 10×). Ibland kan fraktionerade (halva ordningens) frekvenskomponenter vid 1/2×, 3/2×, etc. förekomma på grund av upprepade stötar. | En distinkt "harmonisk serie" av toppar i spektrumet – ett flertal jämnt fördelade toppar vid heltalsmultiplar av rotationsfrekvensen. Detta indikerar lösa eller felaktigt monterade delar som orsakar upprepade stötar. Förekomsten av många övertoner (och möjligen subövertoner av halv ordningen) är en tonart. | |
| Strukturell löshet (Glapphet i bas/montering) | Vibrationsspektrumet domineras ofta av en eller två gånger körhastigheten. Vanligtvis uppträder en topp vid 1× varv/min och/eller en topp vid 2× varv/min i spektrumet. Högre övertoner bortom 2× har vanligtvis mycket lägre amplitud jämfört med dessa grundtal. | Visar primärt frekvenskomponenter vid 1× och 2× axelhastigheten. Andra övertoner (3×, 4×, etc.) är i allmänhet frånvarande eller små. 1×- eller 2×-komponenten kan dominera beroende på glappets art (t.ex. en stöt per varv eller två stötar per varv). | En anmärkningsvärt hög 1×- eller 2×-topp (eller båda) i förhållande till resten av spektrumet, vilket indikerar glapp i stöd eller konstruktion. Ofta är vibrationen starkare i vertikal riktning om maskinen är löst monterad. En eller två dominerande lågordningens toppar med få högre övertoner är karakteristiskt för glapp i strukturen eller fundamentet. |
Lagerfel
| Defekttyp | Spektrumbeskrivning | Kort beskrivning av spektrala komponenter | Viktig funktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Yttre rasdefekt | Vibrationsspektrumet uppvisar en serie toppar som motsvarar den yttre lagerbanans defektfrekvens och dess övertoner. Dessa toppar finns vanligtvis vid högre frekvenser (inte heltalsmultiplar av axelrotation) och indikerar varje gång ett rullelement passerar över den yttre lagerbanans defekt. | Flera övertoner av den yttre lagerbanan med kulpassfrekvens (BPFO) förekommer. Vanligtvis kan 8–10 övertoner av BPFO observeras i spektrumet för ett uttalat fel i den yttre lagerbanan. Avståndet mellan dessa toppar är lika med BPFO (en karakteristisk frekvens som bestäms av lagergeometri och hastighet). | Ett tydligt tåg av toppar vid BPFO och dess successiva övertoner är kännetecknet. Förekomsten av ett flertal jämnt fördelade högfrekventa toppar (BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO, …) pekar tydligt på en defekt i det yttre lagerringen. | |
| Inre rasdefekt | Spektrumet för en inre lagerbanasförkastning visar flera framträdande toppar vid den inre lagerbanan och dess övertoner. Dessutom åtföljs var och en av dessa förkastningsfrekvenstoppar vanligtvis av sidbandstoppar utspridda vid drifthastighetsfrekvensen (1×). | Innehåller flera övertoner av den inre banans kulpassfrekvens (BPFI), ofta i storleksordningen 8–10 övertoner. Karakteristiskt moduleras dessa BPFI-toppar av sidband vid ±1× varv/min – vilket innebär att bredvid varje BPFI-överton uppträder mindre sidotoppar, separerade från huvudtoppen med ett belopp som motsvarar axelns rotationsfrekvens. | Det tydliga tecknet är närvaron av BPFI-övertoner (Inner Race Defect Frequency Harmonics) med ett sidbandsmönster. Sidbanden som är fördelade med axelhastigheten runt BPFI-övertonerna indikerar att den inre lagerdefekten belastas en gång per varv, vilket bekräftar ett problem med den inre lagerbanan snarare än den yttre lagerbanan. | |
| Defekt i rullelement (Boll/Rulle) | Ett fel på ett rullelement (kula eller rulle) producerar vibrationer vid rullelementets rotationsfrekvens och dess övertoner. Spektrumet kommer att visa en serie toppar som inte är heltalsmultiplar av axelhastigheten, utan snarare multiplar av kulans/rullens rotationsfrekvens (BSF). En av dessa övertonstoppar är ofta betydligt större än de andra, vilket återspeglar hur många rullelement som är skadade. | Toppar vid den grundläggande rullelementets defektfrekvens (BSF) och dess övertoner. Till exempel BSF, 2×BSF, 3×BSF, etc., kommer att uppstå. Amplitudmönstret för dessa toppar kan i synnerhet indikera antalet skadade element – t.ex. om den andra övertonen är störst kan det tyda på att två kulor/rullar har splittringar. Ofta medföljer viss vibration vid lagerbanans felfrekvenser, eftersom skador på rullelementet ofta också leder till lagerbanskador. | Förekomsten av en serie toppar med avstånd mellan BSF (lagerelementets rotationsfrekvens) snarare än axelns rotationsfrekvens identifierar en defekt i rullelementet. En särskilt hög amplitud hos den N:te övertonen i BSF antyder ofta att N element är skadade (t.ex. kan en mycket hög 2×BSF-topp indikera två kulor med defekter). | |
| Burdefekt (Lagerhållare / FTF) | En defekt i buren (separatorn) i ett rullningslager ger vibrationer vid burens rotationsfrekvens – den grundläggande tågfrekvensen (FTF) – och dess övertoner. Dessa frekvenser är vanligtvis subsynkrona (under axelhastigheten). Spektrumet visar toppar vid FTF, 2×FTF, 3×FTF, etc., och ofta viss interaktion med andra lagerfrekvenser på grund av modulering. | Lågfrekventa toppar motsvarande burens rotationsfrekvens (FTF) och heltalsmultiplar av den. Till exempel, om FTF ≈ 0,4× axelhastighet, kan man se toppar vid ~0,4×, ~0,8×, ~1,2× etc. I många fall samexisterar en burdefekt med löpningsdefekter, så FTF kan modulera löpningsdefektsignaler och producera summa-/differensfrekvenser (sidband runt löpningsfrekvenser). | En eller flera subharmoniska toppar (under 1×) som överensstämmer med lagerhållarens rotationshastighet (FTF) indikerar ett lagerproblem. Detta uppträder ofta tillsammans med andra indikationer på lagerfel. Nyckelsignaturen är närvaron av FTF och dess övertoner i spektrumet, vilket annars är ovanligt om inte lagerhållaren slutar fungera. |
Växelfel
| Defekttyp | Spektrumbeskrivning | Kort beskrivning av spektrala komponenter | Viktig funktion | SVG-graf |
|---|---|---|---|---|
| Kugghjulets excentricitet / böjd axel | Detta fel orsakar modulering av kugghjulets ingreppsvibrationer. I spektrumet omges kugghjulets ingreppsfrekvens (GMF) av sidbandstoppar med avstånd mellan kugghjulets axelrotationsfrekvens (1× kugghjulets varvtal). Ofta är kugghjulets egen 1× driftshastighetsvibration också förhöjd på grund av den obalansliknande effekten av excentricitet. | Märkbar ökning av amplitud vid kugghjulets ingreppsfrekvens och dess lägre övertoner (t.ex. 1×, 2×, 3× GMF). Tydliga sidband uppträder runt GMF (och ibland runt dess övertoner) med intervall lika med 1× rotationshastigheten för det berörda kugghjulet. Närvaron av dessa sidband indikerar amplitudmodulering av ingreppsfrekvensen genom kugghjulets rotation. | Kugghjulsingreppsfrekvens med uttalade sidband vid 1× kugghjulsfrekvensen är det kännetecknande kännetecknet. Detta sidbandsmönster (toppar jämnt fördelade runt GMF beroende på driftshastigheten) indikerar starkt kugghjulets excentricitet eller en böjd kugghjulsaxel. Dessutom kan kugghjulets grundläggande (1×) vibration vara högre än normalt. | |
| Slitage eller skada på kugghjulet | Kuggfel i kugghjulet (såsom slitna eller trasiga kuggar) producerar en ökning av vibrationer vid kugghjulets ingreppsfrekvens och dess övertoner. Spektrumet visar ofta flera GMF-toppar (1×GMF, 2×GMF, etc.) med hög amplitud. Dessutom uppträder ett flertal sidbandsfrekvenser runt dessa GMF-toppar, utspridda av axelns rotationsfrekvens. I vissa fall kan man också observera excitation av kugghjulets naturliga frekvenser (resonanser) med sidband. | Förhöjda toppar vid kugghjulets ingreppsfrekvens (kuggingreppsfrekvens) och dess övertoner (till exempel 2×GMF). Runt varje större GMF-överton finns sidbandstoppar separerade med 1× driftshastighet. Antalet och storleken på sidband runt 1×-, 2×-, 3× GMF-komponenterna tenderar att öka med svårighetsgraden av kuggskador. I allvarliga fall kan ytterligare toppar motsvarande kugghjulets resonansfrekvenser (med sina egna sidband) uppstå. | Kännetecknet är flera högamplitudiga kuggnätfrekvensövertoner åtföljda av täta sidbandsmönster. Detta indikerar oregelbunden tandpassage på grund av slitage eller en trasig tand. Ett kraftigt slitet eller skadat kugghjul kommer att uppvisa omfattande sidband (vid intervaller på 1× kugghastigheten) runt nätfrekvenstopparna, vilket skiljer det från ett felfritt kugghjul (som skulle ha ett renare spektrum koncentrerat vid GMF). |
SV 
EN 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
TH 
TR 
UK 
VI
0 Kommentarer