De meeste roterende mechanische machines zijn geschikt voor een trillingsmeting tijdens normaal bedrijf, zolang ze een stabiele draaisnelheid hebben en toegankelijke meetpunten bieden. Denk aan elektromotoren, pompen, ventilatoren, compressoren en tandwielkasten. De meting vindt plaats zonder stilstand, waardoor de machine in haar werkelijke bedrijfsomstandigheden wordt beoordeeld. In dit artikel worden de belangrijkste vragen over trillingsmetingen beantwoord, van minimale vereisten tot toepassing binnen een predictief onderhoudsplan.

Welke soorten machines lenen zich voor een trillingsmeting tijdens bedrijf?

Machines met roterende onderdelen en een min of meer constante belasting lenen zich het best voor een trillingsmeting tijdens bedrijf. Dit omvat elektromotoren, centrifugaalpompen, axiaal- en centrifugaalventilatoren, compressoren, tandwielkasten en frequentieregelaars met gekoppelde aandrijving. De gemeenschappelijke noemer is dat het gaat om roterend materieel waarbij lagerschade, onbalans of uitlijningsproblemen zich uiten in meetbare trillingssignalen.

Machines die continu draaien op een vaste of voorspelbare snelheid bieden de meest betrouwbare meetresultaten. Variabele belasting is niet per se een probleem, maar vraagt om een consistente meetmethode waarbij snelheid en belasting bij elke meting worden geregistreerd. Zo zijn trendanalyses over tijd zinvol en vergelijkbaar.

Binnen de procesindustrie, voedingsmiddelenindustrie en waterbeheer zijn het doorgaans pompen en ventilatoren die het vaakst worden gemeten, omdat uitval van deze machines direct de productiecontinuïteit raakt. Bij elektromotoren boven de 1 kW is een trillingsmeting standaard toepasbaar en informatief.

Wat zijn de minimale vereisten voor een betrouwbare trillingsmeting?

Voor een betrouwbare trillingsmeting zijn drie zaken essentieel: toegankelijke en vlakke meetpunten op het machineframe of lagerhuis, een stabiele bedrijfstoestand tijdens de meting, en gekalibreerde meetapparatuur met bijbehorende software voor signaalanalyse. Zonder deze basisvereisten zijn de meetresultaten niet representatief en dus niet bruikbaar voor conditiebeoordeling.

De meetpunten moeten bij voorkeur zo dicht mogelijk bij de lagers liggen, omdat trillingsenergie zich via het frame verspreidt en dempt. Een ruw of beschadigd meetoppervlak introduceert ruis in het signaal. Bovendien moet de machine op het moment van meting onder representatieve belasting draaien: een pomp die half leegloopt of een ventilator zonder tegendruk geeft een vertekend beeld.

Naast de hardware speelt de kennis van de operator een cruciale rol. Het interpreteren van frequentiespectra, envelopanalyse en trendgrafieken vereist vakkennis. Een meting zonder deskundige analyse is slechts een getal, geen diagnose.

Hoe verschilt een trillingsmeting per type aandrijving?

De aanpak van een trillingsmeting verschilt per type aandrijving, omdat elk systeem zijn eigen karakteristieke frequenties en faalpatronen heeft. Bij een directe koppeling tussen motor en pomp wordt de nadruk gelegd op uitlijning en lagertoestand. Bij een riemaandrijving komen ook riemfrequenties en poelieonbalans in het spectrum voor. Bij tandwielkasten zijn tandgrijpfrequenties de sleutel tot het detecteren van tandschade.

Directe aandrijving

Bij direct gekoppelde systemen zijn uitlijningsproblemen en lagerslijtage de meest voorkomende oorzaken van verhoogde trillingen. De meting richt zich op zowel de motor als de aangedreven machine, bij voorkeur op alle vier de lagerpunten. Frequentiecomponenten op één en twee maal de draaifrequentie wijzen vaak op respectievelijk onbalans en uitlijningsfouten.

Riemaandrijving en tandwielkast

Bij riemaandrijvingen introduceert de riem eigen frequenties die in het spectrum zichtbaar zijn. Slijtage of spanning van de riem beïnvloedt het trillingsniveau significant. Bij tandwielkasten is de tandgrijpfrequentie de meest informatieve parameter: afwijkingen in amplitude of zijbanden wijzen op tandschade of smeerproblemen. Hier is een gespecialiseerde analyse met een hogere samplingfrequentie vaak noodzakelijk.

Welke afwijkingen detecteert een trillingsmeting in roterend materieel?

Een trillingsmeting detecteert een breed scala aan mechanische en elektromechanische afwijkingen in roterend materieel. De meest voorkomende zijn: onbalans, uitlijningsfouten, lagerslijtage, mechanische losheid, resonantie, tandschade in tandwielkasten en elektromagnetische storingen in elektromotoren. Elk van deze afwijkingen heeft een herkenbaar patroon in het frequentiespectrum.

• Onbalans: verhoogde amplitude op de draaifrequentie (1x)
• Uitlijningsfouten: dominante componenten op 1x en 2x, soms ook 3x
• Lagerslijtage: karakteristieke lagerdefectfrequenties (BPFO, BPFI, BSF, FTF)
• Mechanische losheid: subharmonischen en harmonischen van de draaifrequentie
• Elektromagnetische storingen: componenten op twee maal de netfrequentie (100 Hz)
• Resonantie: brede amplitudeverhoging rondom een specifieke eigenfrequentie

Het voordeel van een trillingsanalyse op locatie is dat afwijkingen worden gemeten in de werkelijke bedrijfsomstandigheden, inclusief belasting, temperatuur en koppeling aan het systeem. Dit maakt de diagnose veel nauwkeuriger dan een meting in stilstand of in een testopstelling.

Wanneer is een trillingsmeting tijdens bedrijf niet geschikt?

Een trillingsmeting tijdens bedrijf is niet geschikt wanneer de machine geen stabiele draaisnelheid heeft, wanneer meetpunten ontoegankelijk of onveilig bereikbaar zijn, of wanneer de machine zo ernstig beschadigd is dat verdere werking een veiligheidsrisico vormt. Ook bij machines met een zeer lage draaisnelheid, zoals sommige tandwielkasten onder de 10 rpm, biedt een standaard trillingsmeting onvoldoende resolutie.

Machines in een explosieve omgeving vereisen gecertificeerde meetapparatuur en procedures. In ATEX-zones mogen alleen goedgekeurde instrumenten worden gebruikt en gelden strikte protocollen voor toegang tijdens bedrijf. Dit is geen reden om de meting over te slaan, maar wel een reden om de juiste voorbereiding serieus te nemen.

Bij machines die slechts korte cycli draaien of frequent van snelheid wisselen, zoals bepaalde procesinstallaties met variabele frequentieregelaars, is het van belang de meting te synchroniseren met een representatieve bedrijfsconditie. Een meting tijdens opstarten of afremmen levert andere informatie dan een meting op nominale snelheid en is niet direct vergelijkbaar met historische trenddata.

Hoe past een trillingsmeting in een predictief onderhoudsplan?

Een trillingsmeting is een van de kernmethoden binnen predictief onderhoud. Door periodiek trillingsniveaus te meten en te vergelijken met historische basiswaarden, is het mogelijk om de conditie van een machine continu te volgen en slijtage te detecteren voordat een storing optreedt. Dit voorkomt ongeplande stilstand en maakt gepland onderhoud mogelijk op het moment dat het technisch en operationeel het meest uitkomt.

De effectiviteit van een trillingsmeting als predictief instrument hangt af van consistente meetfrequentie, vaste meetpunten en een goed gedocumenteerde baseline. Zonder een nulmeting of referentiewaarde is trendanalyse niet mogelijk. Idealiter wordt bij ingebruikname of na een revisie een eerste meting uitgevoerd om de begintoestand vast te leggen.

Binnen een volledig conditiebewakingsprogramma wordt de trillingsmeting gecombineerd met andere technieken zoals temperatuurmeting, stroomanalyse en visuele inspectie. Samen geven deze methoden een compleet beeld van de machinegezondheid. Bij kritische installaties kan continue bewaking via vaste sensoren worden overwogen, terwijl periodieke handheldmetingen voor minder kritische machines vaak voldoende zijn.

Een goed predictief onderhoudsplan koppelt de meetresultaten aan concrete interventiedrempels. Wanneer een trillingsniveau een vooraf bepaalde grenswaarde overschrijdt, volgt een gedefinieerde actie: van verhoogde meetfrequentie tot gepland ingrijpen bij storing of revisie. Dit maakt onderhoud planbaar en voorkomt dat kleine afwijkingen uitgroeien tot kostbare schade.

Hoe EME helpt met trillingsmetingen en conditiebewaking

EME voert trillingsmetingen uit als onderdeel van een breed dienstenpakket voor roterend materieel, waarbij de nadruk ligt op het voorkomen van ongeplande stilstand. De aanpak is praktisch en volledig gericht op de situatie van de klant:

• Trillingsmetingen en -analyses op locatie, inclusief ATEX-gecertificeerde omgevingen
• Opstellen van een baseline en trendrapportage voor langdurige conditiebewaking
• Interpretatie van meetresultaten door gespecialiseerde technici met meer dan 40 jaar vakkennis
• Directe koppeling aan revisie, uitlijning of balancering wanneer de meting een afwijking aantoont
• Integratie van trillingsmetingen in een predictief onderhoudsplan op maat

Of het nu gaat om een eenmalige meting na een revisie of een terugkerend conditiebewakingsprogramma voor kritische installaties, EME denkt mee over de meest effectieve aanpak voor uw machinepark. Neem contact op via eme-bv.nl/contact om te bespreken hoe een trillingsmeting bijdraagt aan de betrouwbaarheid van uw installaties.