GBT 6075.1-1999 在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动 第1部分：总则　

前言本标准是在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动系列标准的第部分该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以上陆地安装的大型汽轮发电机组第部分功率超过转速范围为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的机组第部分水力发电厂和泵站机组第部分以上的往复式机器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总则本标准在技术内容上和相同编写方法完全相对应本标准代替本标准的附录附录附录附录附录和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起草单位郑州机械研究所本标准主要起草人潘文峰万宝英吉德和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订国际标准的工作通常由的技术委员会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取得至少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械车辆和结构的机械振动与冲击的测量与评定制定本标准第一版取消并代替已在技术上修订过的和在总题目机械振动在非旋转部件上测量和评价机器振动下面由以下各部分组成第部分总则第部分以上陆地安装的大型汽轮发电机组第部分功率超过转速范围为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的机组第部分水力发电厂和泵站机组第部分以上的往复式机器本标准的附录附录附录附录附录和附录仅供参考引言本标准是基础技术文件它确立了在整机的非旋转或非往复部件如轴承座上进行测量时机器机械振动测量和评价的总则有关专门类型的机器所推荐的测量和评价准则在本系列标准的其他部分给出对于许多机器在非旋转部件上测量足以描述无故障工作的运行状况但对于像包含有挠性转子的一些机器在非旋转部件上测量不是非常合适在这种情况下有必要在旋转和非旋转两种部件上测量或者单独在旋转部件上测量来监测机器对于此类机器这一部分表述的总则由给出的轴振动总则来补充如果两标准的方法都可使用那么通常应使用限制更严的一个振动测量能用于多种目的包括日常运行监测验收测试诊断和分析研究本标准仅提供运行监测和验收测试的总则本标准规定了三种基本测量参数位移速度加速度并给出了它们的限值总则的附录在大多数情况下能确保满意的工作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总则代替国家质量技术监督局批准实施范围本标准规定了在整机的非旋转或非往复式部件上测量和评价机器振动的通用条件及方法本标准说明了振动幅值和振动变化与运行监测和验收测试的关系本标准的提出首先考虑机器安全可靠的长期运行同时也考虑将对相关设备的有害影响减至最小本标准规定了运行限值本评价准则仅与机器本身产生的振动有关而与外部传递给它的振动无关本标准不适用于扭转振动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旋转机械转轴径向振动的测量和评定第部分总则测量本章推荐了评价机器振动的测量方法和运行条件允许按第章的评价准则和规定评价振动测量参数频率范围振动测量应是宽带以便充分覆盖机器频谱频率范围应依据所考虑的机器类型确定例如评定使用滚动轴承机器的频率范围应比仅使用滑动轴承的具有更高的频率各专门类型机器的测量仪器频率范围将在本系列标准的其他部分给出注以前振动烈度与范围宽带振动的速度均方根值有关对不同类型的机器本标准可用不同的频率范围和测量量测量量使用以下测量量振动位移以微米为单位振动速度以毫米每秒为单位振动加速度以米每二次方秒为单位这些量的应用及限制在第章论述一般说来振动的宽带加速度速度和位移之间峰值峰峰值均方根值和平均值之间没有简单的关系式附录提示的附录简要论述了理由当振动谐波分量已知时附录规定了以上量的关系式为了避免混淆并保证说明正确在所有时候都应明确测量单位例如峰峰值均方根值振动幅值用满足第章要求的仪器所做测量的结果称作指定测量位置和方向上的振动幅值当评价旋转机器的宽带振动时根据经验通常考虑振动速度的均方根值因为该值与振动能量有关其他的量如位移加速度和代替均方根的峰值也可以选用在这种情况下需要另外的准则它们与以均方根值为基础的准则未必有简单的联系振动烈度通常在各个测量位置的两个或三个测量方向上进行测量以得到一组不同的振动幅值在规定的机器支承和运行条件下所测的宽带最大幅值定义为振动烈度对于大多数类型的机器振动烈度值表示了该机器的振动状态但是对有些机器采用这种方法是不适当的应在若干测点上对测量位置分别进行振动烈度评定测量位置应该在轴承轴承支座或者其他对动力有明显响应并能表示机器整体振动特性的结构部件上进行测量图到图表明了典型的测量位置为确定每一测量位置上的振动特性有必要在三个相互垂直的方向上进行测量图到图所示位置的全部测量一般仅是对验收测试的要求对运行监测通常在一个或二个径向方向上测量即在水平横向和或垂直方向上这些测量可由轴向振动测量补充很明显在推力轴承位置上轴向振动传递直接的轴向动态力对于专门类型机器测量位置将在本系列标准其他部分中给出图支座轴承测量点图端盖轴承测量点图小型电机测量点图往复式机器测量点图立式机组测量点验收测试的机器支承结构现场测试当验收测试在现场进行时支承结构应对机器提供支承在这种情况下进行测试重要的是确保所有机器的主要部件和结构安装好应该注意在不同的基础或基础底层上的同类机器只有基础具有相似的动力特性才能进行有效的振动比较试验台测试对于多种机器因为经济或其他原因验收测试在试验台上进行试验台可能具有与现场测试不同的支承结构特性这种支承结构会明显影响所测的振动应保证试验装置的固有频率同机器的旋转频率或任何显著的谐振不相重合如果在机座或在靠近轴承支承或定子座的基架上在水平方向和垂直方向测量振动幅值不超过在该轴承的相同方向测得振动值的则试验装置通常满足这些要求另外试验装置不应引起任何主要共振频率的实质变化如果在验收测试中存在有显著的支承共振并且不能被消除振动验收测试就必须在现场已安装好的机器上进行对于有些类型的机器例如小型电机可在弹性支承系统下进行验收试验在这种情况下支承系统上机器所有的刚体模态频率应该小于机器最低有效激振频率的一半通过将机器安装在弹性支承基盘上或者自由悬挂在软弹簧上就能够实现适宜的支承条件运行监测的机器支承结构运行监测是在现场已安装好的机器上即在它们最终的支承结构上进行机器运行状况振动测量应该在规定的正常运行状况下进行在其他状况下可以采取另外的振动测量但不适合于用第章进行评价环境振动评价如果所测振动值超过推荐限值可能有必要停机进行环境振动测量以保证其对所测振动不构成明显影响如果环境振动值大于推荐限值的在可能情况下应采取措施减小环境振动值仪器所用仪器在其使用的环境中应能满意地工作例如需考虑到温度湿度等应该特别注意保证振动传感器正确安装并且不影响机器的振动响应特性目前普遍用来监测宽带振动的两种仪器系统都是可以采用的即有均方根检测电路并且显示均方根值的仪器既有均方根又有平均值的检测电路但刻度读峰峰值或峰值的仪器该刻度以均方根值平均值峰峰值和峰值之间假定的正弦关系式为基础如果振动评价以多个测量量即位移速度加速度为基础那么所用仪器应能表明全部相关量的特征要求测量系统应有指示仪器的在线校准措施另外要具有合适的数据输出接口允许作进一步分析评价准则概述本章规定了评价机器振动的一般原理和准则评价准则关系到运行监测和验收测试并且它们仅适用于机器本身产生的振动不适用于从外部传递的振动对于一定类型的机器本标准表述的准则由中转轴振动的准则来补充如果两个标准的方法都可使用通常应使用限制更严的一个对于不同类型机器的专门准则将在本系列标准其他部分给出准则两个评价准则用于评定各类机器的振动烈度准则考虑所测量的宽带振动幅值准则考虑振动幅值的变化不管它们是增加还是减少准则振动幅值这一准则关系到确定绝对振动幅值的限值它应与轴承可接受的动载荷及支承结构和可接受的振动相符合在每一轴承或支座上观察到的最大振动幅值对照由经验建立的四个评价区域进行评定所测振动的最大幅值定义为振动烈度见评价区域定义以下典型评价区域以便对给定的机器进行定性的振动评定并提供可操作的指南可用不同的分类和若干评价区域对应于本系列标准其他部分包括的专门类型的机器区域边界的暂定值在附录提示的附录中给出区域新交付使用的机器的振动通常属于该区域区域通常认为振动值在该区域的机器可不受限制地长期运行区域通常认为振动值在该区域的机器不适宜于长期持续运行一般来说该机器可在这种状态下运行有限时间直到有采取补救措施的合适时机为止区域振动值在这一区域中通常被认为振动剧烈足以引起机器损坏这些区域限值不作为验收规定验收规定由机器制造厂商与用户协商确定然而这些值提供了指南以避免整体的缺陷和不切合实际的要求在某些情况下会涉及到特定机器的特点要求使用不同的区域限值较高或较低通常需要解释理由并且特别应确认机器以较高的振动值运行不会被损坏评价区域界限特定机器的振动取决于其体积振动体和安装系统的特性和设计用途因此对不同类型的机器规定振动测量范围时需要考虑到各种用途和有关条件对几乎所有机器不考虑所用轴承的类型在结构件如轴承座上测量宽带振动速度均方根值一般能充分地说明旋转轴组件无故障运行的工作状况在大多数情况下振动速度足以表示机器在工作转速较宽范围内振动的烈度但只使用单一速度值不考虑频率会导致不可接受的大的振动位移值特别对低速运转的机器基频占主导时更是如此同样恒定速度准则对高速运行的机器或由机器组件产生的高频振动会导致不可接受的加速度因此以速度为基础的验收准则将采取图的通用形式图指出了上下频率限值和并表明在小于规定的频率和大于规定的频率区间允许的振动速度是振动频率的函数见附录提示的附录振动频率在和之间则可使用恒定速度准则在附录中所列的均方根速度值就参照了这一恒定速度区对于专门类型的机器验收准则的精确特性和和值将在本系列标准的其他部分给出图振动速度验收准则的通用形式对于许多机器宽带振动主要是由单一频率分量通常为轴旋转频率构成在这种情况下由图可得到相应频率下的允许振动速度凡是图中转折点和以外有显著振动能量处对不太通用的机器可能有若干不同的方法举例如下当小于有显著振动能量时除了常用的宽带速度还可测量宽带位移同样当大于有显著振动能量时也可测量宽带加速度允许的振动位移和加速度应该同相应于图中倾斜部分的速度一致在整个频谱内每一显著分量的速度位移或加速度可使用频率分析仪来确定对于那些频率小于或大于的分量在使用与图相一致的适当加权系数后用方程就能得到等效宽带速度然后将该值相对于和之间的恒定速度进行评价应该注意除了宽带振动主要是由单一频率分量组成的情况外直接把频谱分量与图曲线比较会导致错误的结果包含整个频谱的复合宽带测量可使用含有与图形状相符的加权网络的仪器来进行然后将该值相对于和之间的恒定速度进行评价专门类型机器的评价准则将在本系列标准其他部分给出附录提供了补充指南对于一定类型的机器有必要进一步规定超出图所描述的准则例如见准则振动幅值的变化本准则提供了用振动幅值偏离预先确定的参考值的变化进行评定即使未达到准则的区域宽带振动幅值显著增加或减少时也应采取措施这些变化或为瞬时的或随时间而发展也可能指示已经发生损坏或紧急故障或有其他事故的警告准则是以稳态运行条件下宽带振动幅值的变化为基础来规定的当应用准则时被比较的振动测量应在同样传感器位置和方向上并在大致相同的机器运行状态下进行应该对偏离正常振动幅值的显著变化加以研究以避免危险情况发生用于监测目的的宽带振动变化的评定准则在本系列标准其他部分给出应该注意只有监测离散频率分量见才会发现有些变化运行限值为了长期运行通常对一些类型的机器设定运行振动限值这些限值采用报警和停机形式报警警