GBT 36668.4-2020 游乐设施状态监测与故障诊断 第4部分：振动监测方法

书书书犐犆犛９７．２００．４０犢５７!#$%&’’()*犌犅／犜３６６６８．４—２０２０!#$%&’()*+,-.４/0：12’(34犆狅狀犱犻狋犻狅狀犿狅狀犻狋狅狉犻狀犵犪狀犱犳犪狌犾狋犱犻犪犵狀狅狊狋犻犮狊狅犳犪犿狌狊犲犿犲狀狋犱犲狏犻犮犲—犘犪狉狋４：犞犻犫狉犪狋犻狅狀犿狅狀犻狋狅狉犻狀犵犿犲狋犺狅犱２０２００３０６56２０２００３０６7$’(+,-./012’()*3/045656书书书目　　次前言Ⅲ…………………………………………………………………………………………………………１　范围１………………………………………………………………………………………………………２　规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３　术语和定义１………………………………………………………………………………………………４　方法概述１…………………………………………………………………………………………………５　安全要求２…………………………………………………………………………………………………６　人员要求２…………………………………………………………………………………………………７　监测仪器的要求、维护和校准２……………………………………………………………………………８　监测工艺规程３……………………………………………………………………………………………９　监测方法３…………………………………………………………………………………………………１０　监测结果评价与分级５……………………………………………………………………………………１１　故障诊断５…………………………………………………………………………………………………１２　维修策略６…………………………………………………………………………………………………１３　记录和报告６………………………………………………………………………………………………附录Ａ（规范性附录）　振动监测仪器（系统）性能要求７…………………………………………………附录Ｂ（规范性附录）　被监测设备状态评价等级８………………………………………………………Ⅰ犌犅／犜３６６６８．４—２０２０前　　言　　ＧＢ／Ｔ３６６６８《游乐设施状态监测与故障诊断》分为以下６个部分：———第１部分：总则；———第２部分：声发射监测方法；———第３部分：红外热成像监测方法；———第４部分：振动监测方法；———第５部分：应力检测监测方法；———第６部分：运行参数监测方法。本部分为ＧＢ／Ｔ３６６６８的第４部分。本部分按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由全国索道与游乐设施标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ２５０）提出并归口。本部分起草单位：郑州大学、中国特种设备检测研究院、河南省特种设备安全检测研究院、华强方特文化科技集团股份有限公司。本部分主要起草人：董辛、沈功田、郝旺身、刘辉、王国防、李娟娟、胡斌、刘然、陈宏、张君娇、陈磊、王晓亮。Ⅲ犌犅／犜３６６６８．４—２０２０游乐设施状态监测与故障诊断第４部分：振动监测方法１　范围ＧＢ／Ｔ３６６６８的本部分规定了应用振动监测技术对游乐设施转动部件进行运行状态监测与诊断的方法及结果评价与分级。本部分适用于新制造和在用游乐设施转动部件的状态监测与故障诊断。２　规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ＧＢ／Ｔ２２９８　机械振动、冲击与状态监测　词汇ＧＢ／Ｔ１３８２４　旋转与往复式机器的机械振动　对振动烈度测量仪的要求ＧＢ／Ｔ１４４１２　机械振动与冲击　加速度计的机械安装ＧＢ／Ｔ２０７３７　无损检测　通用术语和定义ＧＢ／Ｔ２０９２１　机器状态监测与诊断　词汇ＧＢ／Ｔ２３７１８．２　机器状态监测与诊断　人员培训与认证的要求　第２部分：振动状态监测与诊断ＧＢ／Ｔ３４３７０（所有部分）　游乐设施无损检测ＧＢ／Ｔ３６６６８．１　游乐设施状态监测与故障诊断　第１部分：总则３　术语和定义ＧＢ／Ｔ２２９８、ＧＢ／Ｔ２０７３７、ＧＢ／Ｔ２０９２１、ＧＢ／Ｔ３６６６８．１界定的以及下列术语和定义适用于本文件。３．１振动监测　狏犻犫狉犪狋犻狅狀犿狅狀犻狋狅狉犻狀犵对游乐设施转动部件运行状态的振动数据和信息进行监测和采集。３．２振动烈度　狏犻犫狉犪狋犻狅狀狊犲狏犲狉犻狋狔振动强烈程度。注：国际标准化组织推荐振动烈度用机械设备上指定点处的振动速度的均方根值表示。４　方法概述４．１　基本原理游乐设施的转动部件在无故障正常运转时，其振动烈度一般较低。当出现机械结构损伤或磨损、裂纹、安装不当等情况时，其振动烈度一般会增大，并且设备的不同状况（状态级别）的振动烈度范围是不同的。通过监测振动烈度的变化，对游乐设施的转动部件进行状态评级。１犌犅／犜３６６６８．４—２０２０４．２　用振动进行设备状态监测振动监测应选择合适的参数分析振动系统获取的数据。其评价结果不仅依赖于所测振动参数的绝对值，而且还依赖于在特定的运行状态下振动参数的变化趋势。应注意振动特性将会因设备、运行状态和设备负荷的不同而变化。４．３　振动监测的优点和局限性振动监测的优点包括：ａ）　非介入式的；ｂ）　由于灵敏度较高，可以提前发现故障信息；ｃ）　能实时监测物体运行状态；ｄ）　振动测量的频率范围较宽，能同时作静态和动态测量，适用性强。振动监测的局限性包括：ａ）　易受高的运行背景噪声的影响；ｂ）　不能将监测到的振动缺陷特征与准确的故障机理相联系。５　安全要求本章并未列出实施时所有的安全要求，使用本部分的用户应在实施前建立安全准则。实施过程中的安全要求至少如下：ａ）　监测人员应遵守游乐设施现场运行的安全要求，根据监测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防护设备；ｂ）　应注意被监测设备外露的旋转部件（如齿轮、轴等），以免衣袖、裤腿、电缆等被绞入；ｃ）　应注意被监测设备的温度状态，以免烫伤；ｄ）　监测时，应注意游乐设施启动及运转时轿厢的移动，防止人员碰撞及连接电缆的阻碍；ｅ）　在高空进行操作时，应考虑人员、监测设备器材坠落等因素，并采取必要的保护措施。６　人员要求采用本部分进行监测的人员应按ＧＢ／Ｔ２３７１８．２的要求或有关主管部门的规定取得相应人员资格鉴定机构颁发或认可的等级资格证书，方可从事相应资格等级规定的监测工作。７　监测仪器的要求、维护和校准７．１　要求监测仪器应包括传感器、主机（含采集、存储、显示等）等单元。监测仪器的性能应符合ＧＢ／Ｔ１３８２４和附录Ａ的要求。７．２　维护和校准监测仪器使用单位应制定校准作业指导书，对设备进行周期性维护、检查和校准，以保证仪器功能，校准结果应有相应记录和报告。２犌犅／犜３６６６８．４—２０２０８　监测工艺规程８．１　通用监测工艺规程从事振动监测的单位应按本部分的要求制定通用振动监测工艺规程，其内容应至少包括如下要素：ａ）　适用范围；ｂ）　引用标准、法规；ｃ）　实施人员资格；ｄ）　监测仪器设备：传感器、信号线、仪器主机、监测数据采集和分析软件等；ｅ）　被监测设备与部件的信息：名称、类型、编号、结构形式、尺寸、安装地点、设计与运行参数；ｆ）　传感器安装位置及传感器安装方式；ｇ）　运行工况和监测时机；ｈ）　监测过程和数据分析解释；ｉ）　监测结果的评价；ｊ）　监测记录、报告和资料存档；ｋ）　编制、审核和批准人员；ｌ）　编制日期。８．２　监测作业指导书或工艺卡对于每个被监测部件或每套被监测设备，应按照８．１的要求制定振动监测作业指导书或工艺卡。９　监测方法９．１　监测前的准备９．１．１　资料审查资料审查应包括下列内容：ａ）　被监测件制造文件资料：产品合格证、质量证明文件、竣工图等，充分了解被监测设备的结构、运动和工作模式等；ｂ）　被监测件运行记录资料：日常维护保养记录、开停车情况、运行参数、载荷变化情况以及运行中出现的异常情况等；ｃ）　检验资料：历次检验与监测报告、失效故障的历史、以往的振动数据；ｄ）　其他资料：修理和改造的文件资料等。９．１．２　现场勘查应找出所有可能出现的噪声源，如电磁干扰、空气噪声、运行背景噪声和机械背景噪声等，并设法尽可能排除这些噪声源。９．１．３　实施条件确定９．１．３．１　人员联系方式的确定根据现场情况确定实施条件，建立振动监测人员和设备运行控制人员的联络方式。３犌犅／犜３６６６８．４—２０２０９．１．３．２　确定游乐设施运行程序根据设备的类型和实际运转工况确定设备的运行程序。９．１．４　监测作业指导书或工艺卡的编制对于每个监测部件或每套被监测设备，应根据使用的仪器和现场实际情况，按照通用监测工艺规程编制振动监测作业指导书或工艺卡，确定振动传感器安装的部位和表面条件，同时对被监测设备进行测绘，对监测部位进行编号，画出被监测设备结构示意图。在不影响监测的情况下，传感器应安装在尽可能靠近转动部件的部位。９．２　传感器的安装传感器的安装应满足如下要求：ａ）　按照示意图确定的传感器安装部位安装传感器；ｂ）　对传感器的安装部位进行表面处理，使其表面平整并无油污；ｃ）　将传感器固定（胶粘、强磁吸附或螺纹连接等方式）在确定的安装部位，使传感器与安装部位接触面具有良好的接触刚度；ｄ）　安装方法按照ＧＢ／Ｔ１４４１２的相关规定。９．３　监测仪器的启动与设置将已安装的传感器连接到系统主机采集通道接口，并开机启动，设置初步工作参数。９．４　监测实施９．４．１　被监测设备的加载被监测设备的负荷条件及运行时间阶段和持续时间长度应满足以下要求：ａ）　在额定载荷条件下，被监测设备按其运行方式正常运转，运行时间应保证获取足够的监测数据；ｂ）　应分别采集设备启动、运行、停机等３个阶段的数据。每阶段应连续采集至少１０个运转周期。９．４．２　监测环境监测应在尽量接近设备实际的工作环境条件下进行。９．４．３　采集参数设置采集参数设置的准则至少包括以下内容：ａ）　采样频率的设置应至少为最高分析频率的２倍；ｂ）　采样长度的设置应使频谱分辨率不小于１Ｈｚ；ｃ）　采样组数应不小于１０组。９．４．４　数据保存与过程观察在设备运行中采集振动信息时，振动数据保存与过程观察应注意下列因素的影响：ａ）　采集数据保存时应至少保存各通道的波形信号；ｂ）　监测过程观察时，应观察振动烈度随时间的变化趋势。４犌犅／犜３６６６８．４—２０２０９．４．５　监测数据分析监测数据进行分析时，应包括以下内容：ａ）　画出设备振动的有效值和烈度的趋势，分析设备的状态变化情况；ｂ）　利用ＦＦＴ、功率谱等方法分析设备的振动特征，对照相关资料中故障特征确定故障类型。９．５　监测记录监测记录的主要内容至少包括第１３章列出的内容，监测记录和数据应在设备全生命周期内予以保存。１０　监测结果评价与分级１０．１　结果分级设备分类按照附录Ｂ的表Ｂ．１进行，监测的设备状态的结果分级按照表Ｂ．２进行。１０．２　结果验证监测结果评价等级为Ⅰ级的，不需要进行验证。若连续几次监测结果均为Ⅰ级，可适当延长监测周期。监测结果评价等级为Ⅱ级的，不需要进行验证，可根据被检部件的使用情况缩短监测周期。监测结果评价等级为Ⅲ级的，应大幅缩短监测周期并根据实际情况确定是否需要验证。监测结果评价等级为Ⅳ级的，应立即停止设备的运行，拆卸转动部件，采用其他检测方法进行验证。监测结果评价的验证应按ＧＢ／Ｔ３４３７０所规定的检测方法进行表面和（或）内部缺陷检测。１１　故障诊断１１．１　测量间隔应根据设备的新旧程度、运行状况和上一次监测结果确定下一次监测时间间隔，首次监测后一般不超过１２个月应再次监测。测量间隔的调整用于掌握故障发生征兆以及预期故障的劣化速度和行为，目的在于准确预报故障。１１．２　振动信号判读数据分析的主要目的是将振动测量结果和运行状态联系起来，以帮助识别设备的状态。由振动评价设备运行状态所采用的准则至少包括：ａ）　振动信号强度随时间的延续持续增大；ｂ）　表现出异常状态的频谱