How do I determine the correct Fmax for vibration measurement?

Fmax should be at least 3.5× the highest bearing defect frequency. For rolling element bearings, BPFO is typically 0.4×N×RPM/60 where N is the number of rolling elements. A common rule: Fmax ≈ 40× shaft speed for standard bearings, 80× for high-speed machinery.

How many FFT lines should I use?

Use 800 lines for routine monitoring, 1600 lines for detailed analysis, 3200 or 6400 lines for high-resolution bearing diagnostics. More lines = better frequency resolution but longer acquisition time.

What measurement parameters should I collect?

Velocity (mm/s RMS, 10-1000 Hz) for overall machine condition per ISO 10816. Acceleration (g) for bearing defects and high-frequency issues. Displacement (μm pk-pk) for low-speed machines (<600 detection.

How many measurement points per bearing?

Minimum 2 per bearing: horizontal (H) and vertical (V). Add axial (A) for thrust bearings and to detect misalignment. For critical machines, measure H+V+A at each bearing = 3 points per bearing position.

How is data storage calculated for vibration measurements?

Each spectrum requires FFT_lines × 4 bytes (float32). Total storage = number_of_points × parameters_per_point × FFT_lines × 4 bytes. A typical route with 50 machines × 4 points × 3 parameters × 800 lines = ~1.9 MB per route.

免費工程工具

振動測量計畫產生器

計算建議頻率範圍、量測點、採樣時間與資料儲存空間。產生可下載的量測計畫。

ISO 10816 ISO 20816 軸承缺陷

機器類型

軸速 (RPM)

軸承位置 (2–8)

FFT 線數

每軸承滾動元件數 (N，用於 BPFO 計算)

機台編號 / ID

量測參數

振速 (mm/s RMS) 加速度 (g peak) 位移 (μm pk-pk) 包絡 / 解調

快速預設

量測計畫

建議 Fmax

—

總量測點數

—

頻率解析度 (Δf)

—

BPFO 估算值

—

每點預估採樣時間

—

總量測時間

—

每條路線資料儲存空間

—

每點參數

—

最大頻率 (Fmax) 建議

Fmax 必須涵蓋感興趣的最高頻率缺陷。對於滾動軸承，外圈缺陷頻率 (BPFO) 約為：

為捕捉 BPFO 的 3 次諧波及其邊帶，建議的 Fmax 為：

頻率解析度與採樣時間

頻率解析度決定了可解析的最小頻率差：

時間記錄長度 T（單一平均值的擷取時間）等於 1/Δf。若為 4 次平均（75% 重疊），總擷取時間 ≈ 1.75 × T。

資料儲存計算

每個頻譜儲存每一條 FFT 線的振幅值。每次量測的儲存空間：

量測方向

方向	代碼	檢測對象
水平	H	不平衡、鬆動、不對心
垂直	V	不平衡、軸承缺陷
軸向	A	不對心、推力軸承、葉片通過頻率

實務範例

範例 — 轉速 2960 RPM、4 軸承之離心泵浦

軸頻率： f = 2960/60 = 49.3 Hz

BPFO 估算值（12 個滾子）： 0.4 × 12 × 49.3 = 236.8 Hz

Fmax： 3.5 × 236.8 = 828 Hz → 取整為 1000 Hz

測點數： 4 軸承 × 3 方向 = 12 測點

Δf（800 條線）： 1000/800 = 1.25 Hz → 可輕易解析 49.3 Hz 處的 1×

儲存空間： 12 × 3 參數 × 800 × 4 = 115,200 bytes ≈ 113 KB

⚠️ 注意： 對於齒輪箱振動分析，Fmax 應涵蓋齒嚙合頻率及其諧波：GMF = N_teeth × shaft_speed。本計算器專注於滾動軸承機械。