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振动诊断标准
第十章参考标准
为了方便现场诊断查找使用,我们把收集到的各类有代表性的诊断标准,按照国际标准化组织、国际电工委员会、相关国家标准和诊断对象分类列出,同时把属于同类设备的有关标准排列在一起,它们在数值上可能有些差异,我们可以根据诊断对象的具体情况参照选用。
在每个标准后面,以“注”的形式简要说明了该标准的主要特点、约束条件及应用范围。
第一节国际标准化组织(ISO)的相关标准文件
一、可予采用的国际标准
ISO1925机械振动——平衡——名词术语
ISO1940(全部)机械振动——刚性转子的平衡品质要求
ISO2017-1机械振动与冲击——弹性安装系统——第一部分:
主动与被动隔离的应用
ISO2041振动与冲击——名词术语
ISO2954旋转与往复机器的机械振动——对振动烈度测量仪的要求
ISO5348机械振动与冲击——加速度计的机械安装
ISO7919(全部),非往复机械的振动——在转轴上的测量及评价准则
ISO8528-9由往复式内内燃机驱动的交流发电机组——第九部分:
机械振动的测量与评定
ISO8569机械振动与冲击——振动与冲击对室内敏感设备影响的测量与评价
ISO10816(全部),机械振动——在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动
ISO11342:
1998,机械振动——挠性转子机械平衡的方法与准则
ISO13372,机器的状态监测及诊断——名词术语
ISO13373-1,机器的状态监测及诊断——振动状态监测与诊断——第一部分:
总则
ISO13379,机器的状态监测及诊断——数据解释及诊断技术的一般指南
ISO14694,工业风机——平衡品质与振动水平技术要求
ISO14695,工业风机——风机振动的测量方法
ISO17359,机器的状态监测与诊断——一般指南
ISO18436,机器的状态监测及诊断——个人培训及认证的必要条件——部分1:
对认证机构及认证过程的要求。
二、旋转机械振动诊断标准
表10-1机械振动诊断标准(ISO2372和ISO3945)
振动强度
ISO2372
ISO3945
分级范围
速度有效值mm/s
Ⅰ
级
Ⅱ
级
Ⅲ
级
Ⅳ
级
刚性
基础
柔性
基础
0.28
0.28
0.45
0.71
1.12
1.80
2.80
4.50
7.10
11.2
18
28
45
A
A
A
A
优
优
0.45
0.71
1.12
B
1.80
B
2.80
C
B
良
4.50
C
B
良
7.10
D
C
可
11.20
D
C
可
18
D
不可
28
D
不可
45
71
注:
1.IS02372振动标准中,把诊断对象分为4个等级:
I级:
小型机械,15kW以下电动机等;Ⅱ级:
中型机械,15~75kW电动机等;Ⅲ级:
刚性安装的大型机械(600~12000r/min);Ⅳ级:
柔性安装的大型机械(600~12000r/min)。
2.A、B、C、D及“优”、“良”、“可”、“不可”代表对设备状态的评价等级:
A—良好,B—允许,C—较差、D—不允许。
3.采用ISO2372标准时,要考虑被诊断设备的功率大小,基础型式,转速范围等约束条件;采用ISO3945标准时,要考虑基础特性。
4.标准ISO2372和ISO3945所采用的诊断参数均为速度有效值(Vrms)。
支承基础分刚性与柔性两类,我国原机械工业部的相关标准中规定,当支承系统的一阶固有频率低于机组的主激振频率(指轴的转频)时属于柔性基础,反之则属于刚性基础。
三、电动机振动标准
电动机也属于旋转机械。
它是一种原动机,为它制定了专用标准后,便于单机检测,也有利于加强对电动机的维护管理。
国际标准化组织制订的ISO2373标准和德国标准DIN45665,在内容上是相同的,故合并列于表10—2。
表10-2电动机振动标准(ISO2373和DIN45665)
质量等级
转速
r/min
电动机中心高H=80~400mm,允许最大Vrms(mm/s)
H≤132
132 225 N(正常值) 600~3600 1.8 2.8 4.5 H(良好级) 600~1800 0.71 1.12 1.8 1800~3600 1.12 1.8 2.8 S(特佳级) 600~1800 0.45 0.71 1.12 1800~3600 0.71 1.12 1.8 注: 1.本标准把电动机按其中心高度(H)分为三个类型,中心高度越大,振动阈值越大。 2.电动机状态判别分为三个等级: 正常、良好、特佳。 3.本标准是指电动机在空转(不带负荷)条件下的阈值。 4.诊断参数为速度有效值(Vrms)。 第二节国际电工委员会(IEC)的相关标准 表10-3国际电工委员会(IEC)推荐的汽轮机振动标准 测量方式 振动位移Dp-p/μm 转速(r/min) ≤1000 1500 3000 3600 ≥6000 轴承上 75 50 25 21 12 轴上(靠近轴承) 150 100 50 44 20 注: 1.本标准按转速将汽轮机分为五种类型,随转速增大: 汽轮机允许振幅减小。 2.表中分别列出两种测量方式的标准值,即: 测量轴承与测量轴,轴振动允许值约为轴承振动的2倍。 3.诊断参数为位移峰峰值。 第三节相关的国家、行业标准 一、我国国家标准、行业标准 1、大型旋转机械振动烈度现场评定标准(GB11347一1989) 表10-4大型旋转机械振动烈度现场评定标准(GB11347—1989) 振动烈度 支承类别 Vrms(mm/s) 刚性支承 挠性支承 0.12 0.46 0.71 1.8 2.8 4.6 7.1 11.2 18.0 28.0 46.0 71.0 A A B B C C D D 注: 1.GB11347-1989国家标准将诊断对象按其基础特性分为两类: 刚性支承与 挠性支承。 2.本标准适用于转速为10~200r/s的大型旋转机械。 3.对机械的状态评价分为A、B、C、D4个等级: A: 新支付使用的机器; B: 机器可以长期运行; C: 机器尚可短期运行; D: 停机,不允许运行。 4.本标准诊断参数为速度有效值(Vrms)。 2、往复机械振动标准(GB/T7777—2003) 表10-5往复式活塞压缩机机械振动测量与评价(GB/T7777—2003) 压缩机类别 压缩机结构型式 振动烈度 Vrms(mm/s)≤ Ⅰ 对称平衡型 18.0 Ⅱ 角度式(L形、V形、W形、扇形)、对置、立式 28.0 Ⅲ 其他卧式 45.0 Ⅳ 微型、无基础 45.0 Ⅴ 移动式、直联便携式 71.0 注: 本标准按压缩机的结构型式把往复式压缩机分为5种类型,规定了各类压缩机振动烈度的允许最大值。 诊断参数为速度有效值(Vrms)。 3、通风机振动检测及其限值标准(中华人民共和国机械行业标准JB/T8689-1998) 表10-6通风机振动检测及其限值(JB/T8689-1998) 支承类型 振动速度(峰值)V 振动位移(峰—峰值)X 近似对应的振动速度有效值Vrms mm/s μm mm/s 刚性支承 ≤6.5 ≤1.24×105/n ≤4.6 挠性支承 ≤10 ≤1.9×105/n ≤7.1 注: n为工作转速(r/min) 注: 支承系统的一阶固有频率低于机组的主激振频率(指轴的转频)时属于柔性支承,反之则属于刚性支承。 二、德国工程师协会标准VDI2056 表10-7VDI2056机械振动诊断标准 振动烈度 Vrms(mm/s) 机械类型 K类 M类 G类 T类 0.28 良好 良好 良好 良好 0.45 0.71 1.12 可用 1.8 可用 2.8 还允许 可用 4.5 还允许 可用 7.1 不允许 还允许 11.2 不允许 还允许 18.0 不允许 28.0 不允许 45.0 注: 1.VDI2056振动标准把机器类型分为4类: K类——小型电动机,原动机与工艺机单独传动,功率不超过15kW; M类——中型电动机功率为15~75kW,,如用专门底座,功率可达300kW; G类——大型电动机,原动机和工作机,安装在刚性和重型基础上; T类——大型原动机,大型涡轮发电机组等,安装在刚性很小的结构底座上。 2.对设备状态评价分为4个等级: “良好”、可用”、“还允许”、“不允许”。 3.采用本标准主要考虑机器的功率大小及基础、底座特性等因素。 4.诊断参数为速度有效值(Vrms)。 三、英国标准BS4675 表10-8BS4675机械振动诊断标准 振动烈度 Vrms(mm/s) 机械类型 K组 M组 G组 T组 45 不允许 不允许 不允许 不允许 28 18 11.2 还可以 还可以 7.1 还可以 可以 4.5 还可以 可以 2.8 可以 好 1.8 可以 好 11.2 好 0.71 好 0.45 0.28 0.18 注: 1.BS4675振动标准把诊断对象分为K、M、G、T4组,其意义与VDl2056振动标准中的字母意义相同。 2.对设备状态的评价分为4个等级;“好”、“可以”、“还可以”、“不允许”。 3.采用本标准时,先要根据机器的功率大小,基础型式将其归入某一组,再将测值与标准对照判别其状态。 4.BS4675振动标准的诊断参数为速度有效值(Vrms)。 四、摘自加拿大政府文件CDA/MS/NVSH107“维护振动极限” 表10-9轴承振动测量值的机器状态判据(10~10000Hz) 用于下列机器的 振动烈度允许值 新机器 旧机器(全速、全功率) 长寿命① 短寿命② 检查限③ 修理限④ Vdb⑤ mm/s⑥ Vdb mm/s Vdb mm/s Vdb mm/s 燃气轮机: (>20000hp) (6~20000hp) (≤5000hp) 138 128 118 7.9 2.5 0.79 145 135 130 18 5.6 3.2 145 140 135 18 10 5.6 150 145 140 32 18 10 汽轮机: (>20000hp) (6~20000hp) (≤5000hp) 125 120 115 1.8 1.0 0.56 145 135 130 18 5.6 3.2 145 145 140 18 18 10 150 150 145 32 32 18 空气压缩机: 自由活塞 高压空气、空调 低压空气 电冰箱 140 133 123 115 10 4.5 1.4 0.56 150 140 135 135 3.2 10 5.6 5.6 150 140 140 140 32 10 10 10 155 145 145 145 56 18 18 18 柴油发电机组 123 1.4 140 10 145 18 150 32 离心机: 油分离器 123 1.4 140 10 145 18 150 32 齿轮箱: (>10000hp) (10~10000hp) (≤10hp) 120 115 110 1.0 0.56 0.32 140 135 130 10 5.6 3.2 145 145 140 18 18 10 150 150 145 32 32 18 锅炉辅机 120 1.0 130 3.2 135 5.6 140 10 发电机组 120 1.0 130 3.2 135 5.6 140 10 泵: (>5hp) (≤5hp) 123 118 1.4 0.79 135 130 5.6 3.2 140 135 10 5.6 145 140 18 10 风扇: (<1800r/min) (>1800r/min) 120 115 1.4 0.79 135 130 3.2 3.2 135 135 5.6 5.6 140 140 10 10 电动机: (>5hp或1200r/min) (≤5hp或1200r/min) 108 103 0.25 0.14 125 125 1.8 1.8 130 130 3.2 3.2 135 135 5.6 5.6 变流机: (>1KVA) (≤1KVA) 103 100 0.14 0.10 115 110 0.56 0.32 120 115 1.0 0.56 注: 1.本标准确定的频率范围较宽,所包括的机器类型较多,因此适用范围较广。 2.标准除着重考虑功率(hp—马力)因素外,还考虑了转速、工作寿命、机器的新旧程度等多种因素,准确性较大,可作为制定相对标准的参考。 ①长寿命为1000~10000hp ②短寿命约为l00—l000hp ③达到此值时,应进行检查,同时要进行倍频分析并与下一行的数据进行比较。 ④任柯一个倍频程分量达到此值时应立即进行修理。 ⑤速度参考值V0=10-/s,V为实际速度,Vdb=20log(V/Vo)。 ⑥以振动速度有效值为准的振动烈度允许值mm/s 五、部分引进设备振动标准 改革开放以来,许多企业从国外引进了大批设备,设备制造厂家一般都提供了这些设备的振动标准,表10-10、表10-11介绍部分引进设备的诊断标准供参考。 表10-10部分从日本引进设备振动标准 序号 设备类别 转速 r/min 允许位移全振幅 Dp-p/mm 标准代号 1 单列式往复压缩机 0.15 JISB8341—1976 2 多列式往复压缩机 0.03 JISB8341—1976 3 对称平衡往复压缩机 0.02 JISB8341—1976 4 离心泵 1500 3000 0.04 0.03 5 离心压缩机 4000 6000 8000 10000 12000 14000 0.022 0.018 0.0155 0.014 0.0125 0.012 注: 1、这些设备的振动标准主要考虑了转速这个因素。 2、诊断参数为峰—峰值(Dp-p)。 3、检测应遵循的条件: 测点在轴承或其附近位置。 表10-11日本制造厂为宝钢引进设备提供的部分振动标准 序号 设备名称 测定位置 功率 KW 转速 r/min 振动标准 Dp-pμm 1 高炉引风机 轴 4800 3000 50 2 烧结机主排风机 轴承 9300 1000 28 3 转炉OG风机 轴承 3100 600~1450 80 4 初轧均热炉风机 轴承 370 1426 80 5 焦化煤气排送机 轴承 830 7308 30 6 烧结余热回收风机 轴承 570~1440 33 7 烧结冷却机送风机 轴承 750 53 8 除尘风机 轴承 1.68mm/s 注: 1.本表所列全部是风机的振动标准。 考虑的相关因素有: 转速、功率、测点位置及设备的作业场地等,这也是参考使用表中数据时应当考虑的。 2.判断参数为位移峰—峰值(Dp-p)。 六、管道振动速度判断标准 1984年加拿大梅特矿业公司提出了管道和机器的振动速度现场判断标准。 表10-12管道和机器振动速度现场判据Vrms单位: mm/s 管道 在管道两支架的中心测量 机器 在轴承壳体上测量 现场评估 <15.3 <5.1 基本可以接受 15.3~38 5.1~12.7 恶化、应进行应急修理 38.1~76.2 12.7~25.4 危险、考虑停机修理 注: 1.本标准着重考虑了测点位置选择,可作为现场初步评估。 2.本标准把管道和机器的振动状态分为三个等级: “可接受”、“恶化”和“危险”。 3.诊断参数为速度有效值(Vrms)。 七、金属切削机床振动标准 表10-13部分金属切削机床振动标准(美国) 机床类型 位移允许值Dp-p/μm 螺纹磨床 0.25~1.3 仿形磨床 0.76~2.0 外圆磨床 0.76~2.5 平面磨床 0.76~3.0 无心磨床 1.00~2.5 镗床 1.52~2.5 普通车床 5.00~25.4 注: 1.本标准规定: 测量位置在轴承的垂直和水平方向;测定转速以规定的验收转速或加工使用转速条件下测量。 2.不同的机床类型其判别阈值不同。 3.诊断参数为振动位移(峰—峰值Dp-p)。
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