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前言在旋转机械轴承壳体或轴承座上进行振动测量和评价系列标准总题目为在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动它由以下各部分组成第部分总则第部分功率大于的陆地安装的大型汽轮发电机组第部分额定功率大于额定转速在至之间的在现场测量的工业机器第部分不包括航空器类的燃气轮机驱动装置第部分水力发电厂和泵站机组第部分功率超过的往复式机器本标准是第部分本标准等同采用国际标准机械振动在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第部分不包括航空器类的燃气轮机驱动装置本标准的附录是标准的附录附录附录都是提示的附录本标准由国家机械工业局提出本标准由全国机械振动与冲击标准化技术委员会归口本标准由南京燃气轮机研究所南京汽轮电机厂郑州机械研究所湖北电力试验研究所汕头特区燃机电厂等负责起草本标准起草人魏立勇胡志兴黄凤俊王柏仁王珊燕何顺昌前言国际标准化组织是由各国标准化团体成员团体组成的世界性联合会制定国际标准的工作通常由的技术委员会来完成各成员团体若对某技术委员会已确立的标准项目感兴趣均有权参加该委员会的工作与保持联系的各国际组织官方的或非官方的也可参加有关工作在电工技术标准化方面与国际电工委员会保持密切合作关系由技术委员会正式通过的国际标准草案在被理事会批准为国际标准之前提交各成员团体表决根据程序国际标准需要取得至少的参加表决的成员团体的同意才能正式通过国际标准是由国际标准化组织机械振动与冲击技术委员会第二分技术委员会应用于机器车辆和结构的机械振动与冲击的测量与评价制定总题目为机械振动在非旋转部件上测量和评价机器的振动由以下部分组成第部分总则第部分功率大于的陆地安装的大型汽轮发电机组第部分额定功率大于额定转速在至之间的在现场测量的工业机器第部分不包括航空器类的燃气轮机驱动装置第部分水力发电厂和泵站机组第部分功率超过的往复式机器本标准的附录是标准的附录附录及附录是提示的附录引言是的基础文件它阐述了在非旋转部件上测量振动时对各类机器振动评价的一般要求对在燃气轮机驱动装置轴承座或支架上现场测量振动烈度提供了专门的准则这些测量位置合理地描述了机器的振动状态评价机器的振动有两条准则第一条准则是考虑振动的幅值第二条准则是考虑振动幅值的变化然而无论怎样不要把这两条准则作为判断振动烈度的唯一根据对于燃气轮机来说用测量旋转轴的振动进行评价也是比较普遍的燃气轮机的轴振动测量及准则见和中华人民共和国国家标准在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第部分不包括航空器类的燃气轮机驱动装置国家质量技术监督局批准实施范围为了评价在燃气轮机驱动装置的轴承座或支架上测量的振动烈度本标准给出了具体的指南本标准的振动评价准则适用于重型燃气轮机装置但不适用于航空发动机派生出来的燃气轮机包括动态特性类似于航空发动机派生出来的燃气轮机装置这两种燃气轮机之间存在着较大的差别例如气缸的刚度轴承设计转子和静子的重量比以及安装结构等因此对于这两种燃气轮机需建立不同的评价准则本标准适用于功率在以上转速范围在至之间用于发电和机械驱动的重型燃气轮机它包括同燃气轮机直接相连的其他原动机例如蒸汽轮机但蒸汽轮机的评价不包括在本标准中本标准也适用于与燃气轮机耦合的设备本标准不适用于下述情况功率小于或等于的燃气轮机组见燃气轮机驱动的泵见与其耦合的功率大于的汽轮机和发电机见与其耦合的功率小于或等于的汽轮机和发电机见与其耦合的压缩机见齿轮箱见本标准评价准则适用于采用滑动轴承的燃气轮机及其驱动的设备在轴承座或支架上测量振动振动值是常规稳态运行工况时的现场宽频带测量值本标准也适用于有齿轮箱或滚动轴承的机器但对齿轮箱或滚动轴承不用本标准进行评价引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第部分总则旋转机械转轴径向振动的测量和评定第部分燃气轮机组测量方法测量方法和仪器应与相一致对于燃气轮机使用的测量仪器系统应能测量宽频带振动其频率范围应从到轴最高旋转频率的倍以上用于进行故障诊断的仪器需要有更宽的频率范围和有频谱分析功能如果要比较不同机器的测量结果必须确保仪器选用相同的频率范围振动测量位置对于机械的动反力响应要有足够的灵敏度而不会过分地受外部因素的影响例如燃烧振动齿轮啮合振动等具体来说需要在每一轴承盖或支架上选择两个正交的径向测量位置如图所示虽然传感器可以放置在轴承座或支架的任何角度位置但常常推荐安装在水平和垂直两个方向图主轴承上的测点布置如果已知有关机器振动幅值的足够信息通常也可以在轴承盖或支架上安装单个传感器代替常用的两个正交布置的传感器然而一般说来用单个传感器难以测量它所在平面上振动的最大值用它来评价所在平面上振动时要注意分析观察测量系统特性应当是已知的应考虑下述因素的影响温度变化磁场声场电源变化传感器的电缆长度传感器的方向对振动敏感的传感器要特别仔细地正确安装以免降低测量精度评价准则对于评价不同类型机器振动烈度的两条准则做了一般性描述准则考虑被测的宽频带振动幅值准则考虑振动幅值的变化不论它是增大还是减小准则振动幅值准则规定了绝对振动幅值的限值此限值与轴承的许用动载荷以及通过支架结构和基础传递到周围环境允许的振动相一致在每个轴承座或支架上测得的最大振动值对照由经验建立的四个评价区域进行评价振动烈度规定取被测振动的最大值评价区域定义下述评价区域可对给定机器上轴承座振动作定性评价以及对可能采取的措施提供指南区域新交付使用的机器振动通常属于该区域区域振动在此区域内的机器通常认为可长期运行区域振动在此区域内的机器一般不适合作长期连续运行一般来说机器在这种情况下可以运行有限的一段时间直到有采取补救措施的合适机会为止区域振动在此区域内通常认为振动烈度足以损坏机器提供的区域边界数值不直接作为验收规范验收规范必须得到制造商和用户的同意然而这些数值为保证避免大的缺陷或不切实际的要求提供了指南在某些情况里机器可能有特殊的性能要求使用不同的区域边界值较高或较低在这种情况下通常要求制造商必须说明其理由特别是要证实以较高振动值运行时机器不会损坏评价区域的限值表中附录标准的附录给出了区域界限振动值区域界限值是依据制造商和用户提供的具有代表性的数据而建立的因为这些数据有一定的离散性区域界限值只能作为一种指南表中的值应用于所有轴承座或支架上在额定转速或转速范围内稳定运行工况下测量的振动然而应该注意到固定系统以及被驱动机械的联轴器的安装会影响燃气轮机的振动对于安装在刚性和柔性基础上的燃气轮机驱动装置本标准未提供不同评价区域值这与同类型机械的轴振动标准相一致只要以这些机器的调研数据为依据将来本标准修订后可能对安装在混凝土基础和安装在轻型可调谐钢结构基础上的燃气轮机驱动装置给出不同的准则通常评价机器振动烈度的测量参数是振动速度表提供了以均方根速度为基准的评价区域然而在许多情况中应注意振动仪器测量的是峰值而不是均方根速度值如果振动波形基本上是单一的正弦波时峰值和均方根值之间存在着简单的关系即附录中表的区域值可以乘上换算成峰值对于燃气轮机驱动装置来说通常机器的振动是以其旋转频率为主要成分对于这种情况当以振动峰值代替均方根振动值进行测量时能构成类似于表的表如果只存在单一振动频率时将表中的值乘以因子可以构成一张评价峰值振动烈度的表反之测量的峰值振动值也可以除以按照表的均方根值准则来评价轴向振动测量在连续运行监测期间通常不在燃气轮机径向承载轴承上测量轴向振动轴向振动测量主要用于定期振动监测或故障诊断当在轴向止推轴承上进行轴向振动测量时可按照径向振动评价准则进行振动烈度的评价准则振动幅值的变化准则规定了振动幅值偏离预先规定的参考值的变化即使没有达到准则的区域也可能发生宽频带振动幅值的明显变化这种变化实际上可能是瞬时的或者随时间逐步发展的这可能预示零部件的初期损伤或者其他的事故准则是在稳定工况下发生的宽频带振动幅值变化的基础上规定的这种工况允许有很小的变化例如发电机在额定工作转速下的功率输出变化时振动发生的变化在应用准则时传感器必需安装在同样的位置和方向上以近似相同的转速负载和热状态对稳定工况下振动测量值进行比较要研究偏离正常振动幅值的明显变化以避免发生损坏事故当振动幅值的增加或降低超过区域上限的时应引起重视并进行诊断研究以查明这种变化的原因和确定将要采取的措施注把区域上限的值规定为振动幅值明显变化的指南也可根据具体设备的经验采用别的数值运行限值为了长期运行通常的做法是规定运行振动限值这些限值采用报警值和停机值报警振动达到某个规定的值或者发生显著变化的情况下进行报警在这种情况下可能有必要采取补救措施一般来说如发生报警可继续运行一段时间进行研究以识别振动变化的原因和确定采取什么补救措施停机规定一个振动幅值超过此值再运行机器可能引起损坏如果振动已到达停机值应立即采取措施以减少振动或停机对稳态运行时振动幅值逐渐接近停机值的机器应进行研究并采取一些措施如减少负荷和转速把振动水平稳定在一个恒定值或降低到一个较低的数值报警值的设定不同机器的报警值可能上下变动相当大通常是相对于基线值来设定而基线值是依据那台具体机器上的测量位置或方向的经验来确定的建议把报警值设定为比基线值高某个量高出的量取区域上限值的如果基线值低报警值可能在区域以下在没有建立基线值的场合例如对于新机器最初报警值根据其他类似机器的经验或者已经认可的允许值来设定在运行一段时间后可以建立稳态基线值并对报警值的设定作相应的调整对于基线值信号处于不稳定或不重复的情况需要对信号采用时间平均的方法一般推荐报警值不超过区域上限值的倍如果稳态基线值发生改变例如机器大修后报警值的设定应作相应的修改对于机器上不同的轴承由于对动载荷和轴承支座刚度反应不一样报警值的设定也可以不相同附录提示的附录给出建立报警值的例子停机值的设定停机值一般与机器的机械牢固性有关因此对于同类型的所有机组采用的停机值一般都相同并且通常与设定报警用的稳态基线值没有关系对于不同设计的机器可以设定不同的停机值而对于绝对停机值不可能给出一个十分清晰的指南通常停机值在区域或区域中选择但建议停机值不超过区域上限值的倍对于特定机器要根据在运行中积累的经验规定不同的停机值补充方法和准则本标准所阐述的测量方法和评价准则可以用相应的轴振动测量标准来补充或者取代要清楚地认识到轴承座振动与轴振动之间不存在简单换算关系轴的绝对振动测量同轴相对振动测量之差同轴承座振动有关但由于两者之间有相位差在数值上并不等于轴承座的振动因此在用本标准和标准评价机器振动时应该单独进行轴振动或轴承座或支架振动测量如果用不同的标准产生了不同的振动评价通常要应用更严格的区域等级用振动矢量信息来评价在本标准里评价仅仅限于宽频带振动而没有涉及频率成分或相位在大多数情况下仅适用于验收试验和运行监测目的对于长期监测和故障诊断应用振动矢量信息对发现和检测机器动态情况下的振动变化是非常有用的某些情况下仅使用宽频带测量不能检测到振动的变化见示例与相位和频率分析相关的振动信息正逐步地应用于振动监测和故障诊断中但制定这部分准则已超出本标准的范围附录标准的附录评价区域界限如表所示表转轴速度在到以轴承壳体或轴承座振动速度为基础的评价区域区域界限振动速度注表中所列出的这些值均为区的上限值它们适用于在额定转速稳态运行状况下所有轴承壳体或轴承座上的径向振动测量也适用于包括轴向推力轴承的壳体的轴向振动测量的振动评价图表示了在这些轴承座上的具体测点位置附录提示的附录设定报警值和停机值的例子一台的燃气轮机新机组在事先没有轴承座振动资料时应将机组报警值设定到制造商及用户都同意的区域内对于这个例子假定每个轴承座的报警值最初设定到区域的下限即振动速度均方根值为机组运行一段时间后针对机组上每个轴承座实际的稳态振动值用户可以相应地调整每个轴承座的报警值以中叙述的方法为依据每个轴承座设定的报警值等于该机组实际运行经验得到的稳态振动值加上区域上限值的根据准则停机值设定为振动速度均方根值这个值相当于机组所能承受的最大振动附录提示的附录参考资料在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第部分额定功率大于额定转速在到之间的在现