Für die Messung von Schwingungen an Geräten sind in der Regel zwei Komponenten erforderlich: ein Beschleunigungsaufnehmer und ein Gerät, z. B. ein Schwingungsanalysator, der die Daten verarbeitet und anzeigt. Beschleunigungsaufnehmer bestehen aus einer Masse, die sich innerhalb einer Spule bewegt. Die Bewegung entsteht dadurch, dass der Beschleunigungsaufnehmer an der Maschine angebracht ist und sich die Maschine aufgrund der Vibrationen bewegt. Je mehr Bewegung, desto mehr Spannung und desto höher die Level der Vibration. In seiner einfachsten Form ist ein Beschleunigungsaufnehmer ein Gerät, das eine Spannung erzeugt, die der Analysator anzeigt: Die Höhe der Spannung, die in der Regel entweder als Weg, Geschwindigkeit oder Beschleunigung angezeigt wird. Die Höhe der Spannung und die Empfindlichkeit des Beschleunigungsmessers bestimmen die Amplitude bzw. die Stärke der Vibration. Die Änderungsrate der Spannung bestimmt die Frequenz der Schwingung, d. h. wie oft pro Minute (oder Sekunde) die Spannung erzeugt wird. Wenn wir den Sensor (der an einen Analysator angeschlossen ist) an einem Lüfterlager anbringen und den unausgeglichenen Lüfter in Betrieb nehmen, erzeugt der Sensor eine Spannung:
Die Höhe der Spannung, die uns die Amplitude gibt, oder wie viel Vibration auftritt, Die Änderungsrate der Spannung, die uns die Frequenz der Vibration sagt, oder wie oft pro Minute (oder Sekunde) die Änderung auftritt.Der Ventilator würde mit einer Zeit pro Umdrehung vibrieren. Dies wäre eine einfache Sinuswelle. Aber das ist noch nicht alles: Der Motor arbeitet wahrscheinlich mit einer anderen Geschwindigkeit als der Ventilator. Auch die Riemen haben eine andere Umdrehungsgeschwindigkeit. Jeder von ihnen hat auch seine eigene Frequenz und Amplitude der Vibration. Wenn das Lager des Lüfters beschädigt wäre, würde das Lager selbst eine Vibration erzeugen, die vom Sensor erfasst würde. Eine verbogene Lüfterwelle könnte ein anderes Signal erzeugen als ein unausgewuchteter Lüfter.
Schon bald haben wir eine komplexe Sinuswelle. Die Messung dieses Signals im Zeitbereich kann kompliziert sein. Im Gegensatz zu einem Signal im Zeitbereich, bei dem die Amplitude in Abhängigkeit von der Zeit angezeigt wird, würde ein Signal im Frequenzbereich (oft als FFT bezeichnet) die Amplitude in Abhängigkeit von der Frequenz anzeigen. Ein Schwingungsanalytiker (oder eine automatisierte Diagnosesoftware) analysiert diese Signale und kennt die Grundfrequenz (Laufgeschwindigkeit der Maschinenkomponenten), um den Zustand der Maschine und ihrer Komponenten zu bestimmen.Die Lüfterdrehzahl beträgt 555 cpm. Wir können also mit einem Cursor die Drehzahl des Lüfters markieren, die Frequenz der Schwingungsspitze beträgt 555 cpm. Die Amplitude für jede Richtung (vertikal, horizontal und axial) wird durch die Skala (links) definiert, und die Amplitudenstufen werden in den Kästchen oben angezeigt.Axial = 0,062 Zoll pro SekundeHorizontal = 0,079 in/secVertikal = 0,064 in/sec
Auf demselben Spektrum können wir mit einem Cursor die Laufgeschwindigkeit des Motors (1770 cpm) markieren.Axial = 0,164 in/secHorizontal = 0,087 in/sekVertikal = 0,143 in/sec
Dieser Cursor markiert eine Vibration mit 7200 cpm, also 120 Hz. In den USA hat der elektrische Strom in der Regel eine Frequenz von 60 Hz. Dieser Spitzenwert markiert also die Vibration im Motor aufgrund des elektrischen Stroms (2 x 60 Hz).Axial = 0,026 in/secHorizontal = 0,176 in/secVertikal = 0,046 in/sec
Anhand der Frequenzen und Amplituden der einzelnen Spitzenwerte kann der Prüfer feststellen, dass: Der Ventilator ist gut ausgewuchtet Der Motor ist gut ausgewuchtet, aber die Schwingungen bei 60 Hz (durch den elektrischen Strom) könnten fragwürdig sein. Die schwächeren Spitzen (nicht markiert) könnten von Kanalvibrationen, Lockerungen, riemeninduzierten Vibrationen usw. herrühren. Der Analytiker oder die automatische Diagnose würde jede dieser Spitzen auf der Grundlage der Betriebsgeschwindigkeit des Geräts untersuchen, um festzustellen, ob andere Fehler (z. B. ein Lagerproblem) vorhanden sind.
