JB-T 9759-1999 内燃发电机组轴系扭转振动的限值及测量方法

ICS27.020J91JB/T9759－1999内燃发电机组轴系扭转振动的限值及测量方法Internalcombustionenginedrivengeneratingsets—Limitsandmeasuringmethodsfortorsionalvibrationofshaftsystems1999-09-17发布2000-01-01实施国家机械工业局发布()前言本标准是对ZBJ91005—88《内燃发电机组轴系扭转振动的限值及测量方法》的修订。修订时，对原标准作了编辑性修改，主要技术内容没有变化。本标准自实施之日起代替ZBJ91005—88。本标准的附录A、附录B都是提示的附录。本标准由全国内燃机标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：上海内燃机研究所。本标准主要起草人：吴奇。本标准于1988年首次发布。JB/T9759－1999()11范围本标准规定了内燃发电机组轴系扭转振动的允许限值和测量方法的一般要求。对特殊用途的内燃发电机组可提出专用要求。本标准适用于气缸数目为3个及3个以上的往复式内燃机为驱动机的、陆用固定电站或移动电站的发电机组轴系。2总则2.1机组是指内燃机与发电机的机械装置的组合。2.2轴系是指与计算扭转振动有关的、把功率从内燃机传递至发电机机组的所有组件。2.3同型第一台内燃发电机组轴系须进行扭转振动的计算和测量；计算与测量的结果如不相同，以实测结果为准。注：同型内燃发电机组轴系是指机组轴系当量系统与机组主要技术参数均相同的内燃发电机组轴系。2.4机组供应者对机组轴系的扭振特性是否符合本标准要求负有责任。提供机组轴系装备的单位须向机组供应者提供必要的技术资料，以便进行机组轴系的扭振计算与测量。2.5机组供应者可以是内燃机或发电机制造厂，也可以是合同承包单位。买主从一个厂买内燃机，从另一个厂买发电机，那末本身就是机组的供应者。3扭振限值3.1扭振应力限值3.1.1内燃机曲轴的扭振应力应不超过表1规定的限值。3.1.2机组传动轴、电机转子轴的扭振应力应不超过表2规定的限值。3.2扭振振幅限值持续运转时，交流发电机转子的扭振振幅1）应在±2.5°/P2)范围内。注1)包括脉动振幅。2)发电机磁极对数。国家机械工业局1999-09-17批准中华人民共和国机械行业标准内燃发电机组轴系扭转振动的限值及测量方法Internalcombustionenginedrivengeneratingsets—LimitsandmeasuringmethodsfortorsionalvibrationofshaftsystemsJB/T9759－1999代替ZBJ91005—882000-01-01实施JB/T9759－19992表1曲轴扭振应力限值MPa扭振应力限值运转类别转速比范围合金钢（sb≥680）碳素钢（sb≥430）球墨铸铁（sb≥588）持续运转0.95≤r≤1.10592924瞬时运转r0.95265130108注1r为运转转速与额定转速之比。2sb为材料的抗拉强度。表2机组传动轴、电机转子轴扭振应力限值MPa运转类别转速比范围扭振应力限值碳钢（sb≥430）持续运转0.95≤r≤1.1044瞬时运转r0.951983.3振动扭矩限值3.3.1施加在发电机转子处的振动扭矩在r小于0.95和r为0.95~1.10时，分别应在±6Mc和±2Mc范围内。注：Mc为额定功率时的平均扭矩。3.3.2轴系内如设有齿轮传动装置，则齿轮啮合处的振动扭矩在r为0.95~1.10时，一般应不超过Mc/3。3.3.3轴系内如设有弹性联轴节，则其弹性元件传递的振动扭矩值，在r为0.95~1.10时，应不超过弹性联轴器说明书规定的持续运转的限值。瞬时运转时，应不超过瞬时运转规定的限值。4扭转振动测量方法4.1量标以轴系的旋转中心为参考，取被测点的角位移幅值为量标，单位以度或弧度表示。4.2测量仪器4.2.1测量轴系的扭转振动的测量仪器必须经国家主管部门认可的检测单位校验，并需具有合格证书。4.2.2测量仪器幅频特性曲线平直部分的误差限值应为指示值的±10%。幅频特性曲线的平直部分应适于被测频率范围，否则应按事先确定的特性对扭振测量值进行修正。4.3测量仪器安装4.3.1测量仪器的安装精度应符合仪器说明书的要求。传感器与被测点的联接装置不应显著地影响机组轴系原有的扭振特性。4.3.2被测点应布置在振幅较大处，一般在发动机曲轴的自由端。必要时，须在发电机转子轴的外伸端附加测点。4.4测量准备JB/T9759－199934.4.1测量前，机组供应者应提供：a)该机组轴系当量系统中各集中质量的转动惯量I；各轴段的扭转刚度C或柔度e；曲轴、传动轴和电机转子轴的最小直径或最小抗扭断面模数W以及当量系统图[见附录A（提示的附录）]；b)所有显著振动型的固有频率的霍尔茨（Holtzer）表[见附录B（提示的附录）]。4.4.2测量前或测量后对测量仪器系统进行标定。4.4.3测量时允许使用滤波器，但须在测量报告中予以注明。4.5测量工况和测量程序4.5.1机组应在空负荷下，在最低稳定转速与110%额定转速的转速范围内进行扭振测量。4.5.1.1若测量是在转速连续变化状态下进行，则测量需从低转速到高转速，再从高转速到低转速进行，两次测量记录信号应保证基本重合。4.5.1.2若测量按转速分档进行，则在共振区内的转速分档应小于2%的共振转速，且在每一测量工况下，应保证足够的测量时间，以提供稳定的记录信号。4.5.2机组还应在额定转速、额定电压和额定负荷下进行扭振测量。4.6测量记录分析和测量结果4.6.1用人工方法分析测量记录时，应选取若干典型周波记录信号，取其振幅的算术平均值，并须提供典型工况扭振信号的分析样品。4.6.2用模拟分析方法分析测量记录时，分析系统的选择应满足分析频率范围的要求。分析时应选用适当带宽的滤波器，为保证分析精度还须有足够的分析时间，并应提供典型工况分析的频谱图。4.6.3用数字分析方法分析测量记录时，分析频率必须充分满足采样定理，并应提供典型工况分析的频谱图以及再现的测量信号。4.6.4将上述测量记录的分析结果绘制各主要谐次的被测点振幅值AV随转速n的变化曲线或表格。注：主要谐次是指振幅较大的谐次。4.6.5由4.6.4确定轴系各结点振型的固有频率实测值。4.6.6当轴系中无大阻尼部件时，如实测固有频率值与理论计算值之间的误差在±5%范围内，则允许用被测点的实测振幅按计算振型推算轴系其它各处的振幅、应力及振动扭矩；否则须检查原因，并按实测固有频率对计算作修正后再进行推算。4.6.7按4.6.6推算所得轴系各部件或元件出现的扭振应力、振幅和振动扭矩与相应的允许限值进行比较，评议机组轴系工作可靠性。JB/T9759－19994附录A序号名称惯量Ik柔度ek，k+1kkg·m2N–1·m–11耦合器2.36133.5306×10–72减振器0.19567.017×10–83气缸11.97571.2316×10–74气缸21.97571.2316×10–75气缸31.97571.2316×10–76气缸41.97575.7069×10–87飞轮21.111.8474×10–68联轴器3.43292.2029×10–79风扇0.69921.0071×10–710转子10.08752.5953×10–711励磁机1.2984（提示的附录）当量系统图JB/T9759－19995附录Bw=2.1532×1021°/sN=2056次/min序号kIkkg·m2Ikw2kg·m2/s2akIkw2akkg·m2/s2ΣIkw2akN·mek，k+1N–1·m–1ΣIkw2ak·ek，k+112.36131.0948×1051.00001.0948×1051.0948×1053.5306×10–70.038720.19609.0871×1030.96138.7359×1031.1821×1057.0170×10–80.008331.97579.1599×1040.95318.7299×1042.0551×1051.2316×10–70.025341.97579.1599×1040.92778.4980×1042.9049×1051.2316×10–70.035851.97579.1599×1040.89208.1703×1043.7219×1051.2316×10–70.045861.97579.1599×1040.84617.7504×1044.4970×1055.7069×10–80.0257721.11009.7872×1050.82058.0300×1051.2527×1061.8474×10–62.314283.43291.5916×105–1.4938–2.3775×1051.0150×1062.2029×10–70.223690.69923.2417×104–1.7174–5.5671×1049.5928×1051.0071×10–70.09661010.08754.6768×105–1.8140–8.4836×1051.1092×1052.5953×10–70.0288111.29846.0197×104–1.8428–1.1093×105–10.2187——注1ak为扭转振动的相对振幅。2N为扭转振动的频率，次/min。3w为扭转振动的角频率，1°/s。（提示的附录）固有频率霍尔茨（Holtzer）计算表JB/T9759－1999中华人民共和国机械行业标准内燃发电机组轴系扭转振动的限值及测量方法JB/T9759－1999*机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷（北京首体南路2号邮编100044）*开本880×12301/16印张1/2字数12,0001999年12月第一版1999年12月第一次印刷印数1－500定价5.00元编号99－1082机械工业标准服务网：