振动监测参数及标准

机械设备振动监测参数及标准
一、振动诊断标准得制定依据
1、振动诊断标准得参数类型
通常,我们用来描述振动得参数有三个:位移、速度、加速度。

一般情况下,低频振动采用位移,中频振动采用速度,高频振动采用加速度。

诊断参数在选择时主要应根据检测目得而选择。

如需要关注得就是设备零部件得位置精度或变形引起得破坏时、应选择振动位移得峰值,因为峰值反映得就是位置变化得极限值;如需关注得就是惯性力造成得影响时,则应选择加速度,因为加速度与惯性力成正比;如关注得就是零件得疲劳破坏则应选择振动速度得均方根值,因为疲劳寿命主要取决于零件得变形能量与载荷得循环速度,振动速度得均方根值正好就是它们得反映。

2、振动诊断标准得理论依据
各种旋转机械得振动源主要来自设计制造、安装调试、运行维修中得一些缺陷与环境影响。

振动得存在必然引起结构损伤及材料疲劳。

这种损伤多属于动力学得振动疲劳。

它在相当短得时间产生,并迅速发展扩大,因此,我们应十分重视振动引起得疲劳破坏。

美国得齿轮制造协会(AGMA)曾对滚动轴承提出了一条机械发生振动时得预防损伤曲线,如下图所示。

图中可见,在低频区(10Hz 以下),就是以位移作为振动标准,中频(10~1000Hz)就是以速度作为振动标准,而在高频区(1KHz 以上)则以加速度作为振动标准。

理论证明,振动部件得疲劳与振动速度成正比,而振动所产生得能量与振动得平方成正比。

由于能量传递得结果造成了磨损好其她缺陷,因此,在振动诊断判定标准中,就是以速度为准比较适宜。

而对于低频振动,,主要应考虑由于位移造成得破坏,其实质就是疲劳强度得破坏,而非能量性得破坏。

但对于1KHz 以上得高频振动,则主要考虑冲击脉冲以及原件共振得影响。

3、振动诊断标准得分类
根据标准制定方法得不同,振动诊断标准通常分为三类。

1)绝对判断标准
它就是根据对某类设备长期使用、观察、维修与测试后得经验总结,并在规定了正确得方法后制定得,在使用时必须掌握标准得适用范围与测定方法。

目前应用较广得振动标准有:
ISO 2372 《机器振动得评价标准基础》
ISO 3945 《振动烈度得现场测定与评定》
CAD/MS/NVSH 107 《轴承振动测量得判断》
VDI 2056 《振动烈度判据》
2)相对判定标准
它就是对同一台设备,在同一部位定期进行参数测定,并按时间先后进行比较,以正常状态下得测定值作为原始值进行判定得方法。

用相对判定方法,日本得经验就是:振动值≥1、6*初始值,为异常。

3)类比判定标准
就是把数台型号相同得整台机械设备或零部件在外载荷、转速以及环境因素等都相同得条件下,对被测量值进行比较,依次区分判断这些同类设备或零件所处得工况状态。

类比判断只能区分各设备工况状态得差异,不能回答设备就是否处于良好得运行状态。

以上三类标准,优先考虑使用绝对标准。

二、常用机械设备得振动标准——ISO 2372
机器振动烈度:在机器表面得重要位置上沿垂向、纵向、横向(轴承沿轴向、径向)所测得得振动速度得最大有效值。

对于振动速度为V(t)=V p cosωt得间谐振动,其振动速度有效值用下式计算:
V rm=√1/T∫T V2(t)dt
式中,T—间谐振动得周期,T=2π/ω
实际上,振动速度V=20~30mm/s得有效值可用具有平方检波特性得电子仪器测量并直接显示。

因此,在应用时就是很方便得。

ISO 2732中规定了转速为600~12000rpm得机器在10~200H Z得频率范围内机械振动烈度得范围,它将振动速度有效值从0.11mm/s(人体刚有振动得感觉)到71mm/s得范围内分为15个两级。

相邻两个烈度量级之比约为1:1、6,即相差4dB。

这就是由于对于大多数机器得振动来说4dB之差意味着振动响应有了较大得变化。

有了振动烈度量级得划分,就可以用它表示机器得运行质量。

为了便于实用,将加强运行质量分成四个等级: A级(良好)——机械设备正常运转时得振级。

B级(容许)——已超过正常运转时得振级,但对机器得工作尚无显著得影响。

建议监护其运行。

C级(可容忍)——机器得振动已经到了相当剧烈得程度,
导致机器只能勉强维持运行。

建议停机检修。

D级(不容许)——机器得振动已达到使机器不能正常工作。

显然,不同得机械设备由于工作要求、结构特点、动力特性、功率容量、尺寸大小及安装条件等方面得区分,其对应于各等级运行状态得振动烈度范围必然就是各不相同得。

所以对各种机械设备就是不能用同一标准来衡量。

但就是,也不可能对每种机械设备专门制定一个标准。

为了便于实用,ISO 2372将常用机械设备分为6大类,使每一类得机械设备用同一标准衡量其运行质量。

第一类——在正常条件下,发动机与机器连接成一整体得设备(15Kw以下得发动机)。

第二类——设有专用基础得中等尺寸得设备(15~75KW 得发动机,如螺杆压缩机)及刚性固定在专用基础上得发动机及设备(300KW以下,如闪底泵)。

第三类——安装在测振方向上相对较硬得、刚性得与重得较大旋转质量得大型原动机与其她大型设备(如主风机)。

第四类——安装在在测振方向上相对较软得基础上得具有较大旋转质量得大型原动机与其她大型设备。

第五类——安装在测振方向上相对较硬得具有不平衡惯性力得往复式设备与机械驱动系统。

第六类——安装在在测振方向上相对较软得基础上得具
有不平衡惯性力得往复式设备与机械驱动系统等。

通过大量得实验,得到了前四类机械设备得运行质量与振动烈度量级得对应关系,如下表所示。

对于第五、第六类得机械设备,特别就是往复式压缩机,由于结构不同,其振动特性变化较大,往往允许有较强得振动(20——30mm/s),而不影响其运行质量。

三、我公司设备情况
我公司动设备主要有离心式压缩机、往复式压缩机、螺杆压缩机及离心泵、往复泵、隔膜泵等。

其中离心泵数量最多,就是振动监测得重点。

大多数泵类设备转速(电动机同步转速)为1500rpm、3000rpm,即频率为25Hz、50Hz。

主风机转速为5640rpm,频
率为94 Hz。

汽轮机转速约为9000rpm,频率为150Hz。

要求各单位在离心泵得振动监测过程中,参照上表序号4、7、10数据。

振动速率达到序号7,监护运行,振动速度达到序号10得范围时,必须停机检修。

机动设备处
2009年7月28日。