GB∕T 41095-2021 機(jī)械振動(dòng) 選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)器振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的方法

選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)器振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T41095—2021 I 1 1 24.1總則 24.2機(jī)器振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則 2 2 2 3 3 57相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 6 7 7 9附錄A(資料性)按應(yīng)用領(lǐng)域列出機(jī)械振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn) 附錄B(資料性)軸承動(dòng)力學(xué) 附錄C(資料性)基座動(dòng)剛度 附錄D(資料性)軸承和基座動(dòng)剛度典型值的示例 附錄E(資料性)軸承部件和基座合成的動(dòng)剛度 20 22I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件修改采用ISO/TR19201:2013《機(jī)械振動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)器振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的方法》,文件類型由ISO的技術(shù)報(bào)告調(diào)整為我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本文件與ISO/TR19201:2013相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整： 附錄B對(duì)應(yīng)ISO/TR——附錄C對(duì)應(yīng)ISO/TR—附錄D對(duì)應(yīng)ISO/TR——附錄E對(duì)應(yīng)ISO/TR19201:2013中的附錄E;19201:2013中的附錄A:19201:2013中的附錄B;19201:2013中的附錄C;19201:2013中的附錄D。本文件與ISO/TR19201:2013的技術(shù)差異及其原因如下：——?jiǎng)h除了提及ISO/TR19201:2013中2.2、2.3的部分內(nèi)容(見(jiàn)ISO/TR19201:2013的4.1),以便與結(jié)構(gòu)調(diào)整相一致； 曾加了提及附錄A的內(nèi)容(見(jiàn)4.5),以符合GB/T1.1—2020的要求。本文件做了下列編輯性改動(dòng)：——更改了附錄A中列舉的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；——?jiǎng)h除了附錄A振動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域中的培訓(xùn)。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)機(jī)械振動(dòng)、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC53)提出并歸口。本文件起草單位：鄭州機(jī)械研究所有限公司、南方電網(wǎng)電力科技股份有限公司、華電電力科學(xué)研究院有限公司、河南九域恩湃電力技術(shù)有限公司、西安熱工研究院有限公司、中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司。1GB/T2298機(jī)械振動(dòng)、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測(cè)詞匯(GB/T2298—2010,IGB/T6444機(jī)械振動(dòng)平衡詞匯(GB/T6444—2008,ISO1925:2001,IDT)3術(shù)語(yǔ)和定義23第5章和第6章包括了最常用的機(jī)器振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)要描述，包含已發(fā)行和在修訂的。它們包括寬第7章包括除GB/T11348和GB/T65.1GB/T6075.1給出了在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量和評(píng)價(jià)機(jī)器振動(dòng)的總則。這是一系列標(biāo)準(zhǔn)的第1部分，定在區(qū)域A或區(qū)域B,但通常不超過(guò)A/B區(qū)域邊界值的1.25倍。5.2GB/T6075.2為在大型汽輪發(fā)電機(jī)組的軸承或基座上測(cè)量振動(dòng)烈度提3600r/min的汽輪發(fā)電機(jī)45.3GB/T6075.3為評(píng)估在耦合工業(yè)機(jī)器的軸承、軸承座或殼體上現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量振動(dòng)烈度提供了具體指b)2組：額定功率大于15kW,且不大于300kW的中型機(jī)器，或軸高不小于160mm,且小于包括了額定功率從300kW～50MW(1組)的大型工業(yè)機(jī)器的振動(dòng)烈度區(qū)域的分類。也包括了額定功率從15kW~300kW(2組)的中型工業(yè)機(jī)器的振動(dòng)烈度區(qū)域的分類。區(qū)域與GB/T6075.1的描帶負(fù)荷轉(zhuǎn)速在3000r/min～30000r/min之間。通常，該準(zhǔn)則應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)和被驅(qū)動(dòng)設(shè)備。對(duì)50MW以上的發(fā)電機(jī)，用GB/T6075.2的準(zhǔn)則評(píng)估振動(dòng)烈度，額定功率50MW及以下的發(fā)電機(jī)用5.5GB/T6075.5為處理在水力機(jī)器的軸承、軸承座或殼體上現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量振動(dòng)烈度評(píng)估提供了具體指GB/T6075.6通常適用于剛性或彈性5ISO20816-8應(yīng)用于典型的額定轉(zhuǎn)速大于120r/min且不大于1800r/min的剛性安裝的往復(fù)式壓尼器和管道系統(tǒng)ISO20816-8不適用于超級(jí)壓縮機(jī)。噪聲也不在ISO20816-8范圍內(nèi)。區(qū)域與GB/T6075.1的描 限值與允許的軸承動(dòng)載荷、足夠的機(jī)器徑向間隙裕量協(xié)調(diào)一致。最大軸振動(dòng)根據(jù)評(píng)價(jià)區(qū)域6.2GB/T11348.2提出了測(cè)量額定轉(zhuǎn)6GB/T11348.4對(duì)正常運(yùn)行狀態(tài)下工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)靠近軸承處軸振動(dòng)測(cè)量準(zhǔn)則的應(yīng)用給出了指南。77.2GB/T6404.2為具有獨(dú)立箱體的閉式增速和減速齒輪裝置機(jī)械振動(dòng)的測(cè)定指定了7.3GB/T19873.1包括用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷的機(jī)械振動(dòng)評(píng)估所需測(cè)量和數(shù)據(jù)采集功能的一般指南，可參閱ISO14694)。與軸承動(dòng)剛度之比a來(lái)表征(補(bǔ)充信息見(jiàn)附錄B和附錄C)。附錄D給出了剛度數(shù)值的實(shí)際示例?？?根據(jù)圖1的α值來(lái)選擇振動(dòng)測(cè)量方法。圖1由動(dòng)剛度比α確定振動(dòng)測(cè)量方法GB/T11348和GB/T6075非常適用于選擇適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的分析方法。這種方法的指導(dǎo)原則如圖2所示。該流程圖便于工程師和旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)人員使用；現(xiàn)場(chǎng)工程師可以接觸到實(shí)際機(jī)器，但是，大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)工程師可能不了解軸承和基座的動(dòng)力學(xué)特性。93——軸承；圖3轉(zhuǎn)子-軸承-基座系統(tǒng)的基本分量8.2.2振動(dòng)響應(yīng)分量的基本關(guān)系下面三個(gè)分量在確定轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)方面起著重要作用：a)轉(zhuǎn)子撓性；b)軸承動(dòng)剛度；c)基座動(dòng)剛度。評(píng)價(jià)旋轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和基座振動(dòng)需要考慮的基本點(diǎn)。進(jìn)行機(jī)器振動(dòng)評(píng)價(jià)基于以下兩點(diǎn)：---—傳遞到軸承的動(dòng)態(tài)力；——相對(duì)位移，用于評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)子和非旋轉(zhuǎn)部件之間的間隙。通過(guò)兩種方法度量用于評(píng)價(jià)軸承可靠性的動(dòng)態(tài)力。第一個(gè)指標(biāo)是基座振動(dòng)xp,用公式(1)計(jì)算：Tp——基座振動(dòng)；ki——基座動(dòng)剛度。這個(gè)指標(biāo)作為非旋轉(zhuǎn)部件振動(dòng)，用GB/T6075來(lái)評(píng)價(jià)。第二個(gè)指標(biāo)是軸相對(duì)振動(dòng)xs,用公式(2)計(jì)算： (2)式中：表1總結(jié)了各種振動(dòng)關(guān)系。部件振動(dòng)剛性轉(zhuǎn)子xB十xixp十xs+x(資料性)√√旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)定第1部分：總則√√√大于50MW,額定工作轉(zhuǎn)速1500r/min、1800r/min、3000r/min、3600r/min陸地安裝的汽輪機(jī)和√√的工業(yè)機(jī)器√√√√√√機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第1部總則√√√機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第2部分：50MW以上，額定轉(zhuǎn)速1500r/min、1800r/min、3000r/min、√√機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第3部分：額定功率大于15kW額定轉(zhuǎn)速在120r/min至150間的在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的工業(yè)機(jī)器√√機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第4部√√在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量和評(píng)價(jià)機(jī)器的機(jī)械振動(dòng)第5部分：水力√√在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量和評(píng)價(jià)機(jī)器的機(jī)械振動(dòng)√√機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第7部工業(yè)應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力泵(包括旋轉(zhuǎn)軸測(cè)量)√√√機(jī)械振動(dòng)機(jī)器振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)價(jià)第8部分vibration—Part8:Reciprocatingcompres√√√√√√機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)第2部√√√√Industrialfans—Methodofm√√(資料性)x,y軸頸對(duì)軸承的相對(duì)速度x,y軸頸對(duì)軸承的相對(duì)加速度F,x方向軸承力m,m_y,my,myy軸承油膜(質(zhì)量影響)加速度系數(shù)Cr,Cxy,Cy,Cykn,ky,kyz,kyy軸承油膜剛度系數(shù)k'=k+iacb)可傾瓦油膜軸承可傾瓦油膜軸承特性簡(jiǎn)單。動(dòng)剛度受轉(zhuǎn)速和載荷影響，作為激勵(lì)頻率的函數(shù)，具有平滑的特性。如圖B.1和圖B.2所示。這類軸承具有穩(wěn)定的特性，和適中的阻尼性c)套筒式油膜軸承套筒式油膜軸承特性復(fù)雜。它的轉(zhuǎn)速與載荷相關(guān)的動(dòng)力學(xué)特性和可傾瓦軸承類似。然而，動(dòng)剛度對(duì)特定轉(zhuǎn)速激勵(lì)頻率，特別是對(duì)臨界穩(wěn)定極限，有復(fù)雜的特性。能看到在半轉(zhuǎn)速附近，動(dòng)剛度很低。如圖B.2所示。圖B.1軸承動(dòng)剛度的轉(zhuǎn)速相關(guān)特性圖B.2軸承動(dòng)剛度的頻率相關(guān)特性歸納起來(lái)，滾動(dòng)軸承有高剛度和很低的阻尼，與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。可傾瓦軸承有適中的剛度和阻尼。套筒軸承對(duì)轉(zhuǎn)速分量有適中的剛度和阻尼；但是，他們有很復(fù)雜的激勵(lì)頻率相關(guān)特性。各類軸承的關(guān)系總滾動(dòng)軸承>可傾瓦軸承>套筒軸承；套筒軸承>可傾瓦軸承>滾動(dòng)軸承； 滾動(dòng)軸承>可傾瓦軸承>套筒軸承(穩(wěn)定極限幾乎是零)。(資料性)基座動(dòng)剛度軸承基座動(dòng)剛度模型有幾種類型，見(jiàn)圖C.1。圖C.1基座的動(dòng)剛度評(píng)價(jià)基座剛度特性時(shí)要考慮的因素有：a)最簡(jiǎn)單的情況是彈簧效應(yīng)和小阻尼；b)大多數(shù)基座用質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)表示；c)具有復(fù)剛度的軸承支承，其特性與頻率有很復(fù)雜的相關(guān)性他們有很多階固有頻率和振型。軸承支承共振時(shí)能觀察到大的軸承振動(dòng)。然而，即使在基座共振轉(zhuǎn)速下，軸的相對(duì)振動(dòng)也不是很大。(資料性)a3100MW發(fā)電機(jī)α(基座)(軸)4適中好2好好5好好適中好適中好好適中c——低壓汽輪機(jī)；e——中壓離心壓縮機(jī)；k/(N/mm)圖D.1不同類型機(jī)器的典型動(dòng)剛度范圍(資料性)圖E.1總動(dòng)剛度模型k=kto+ioct521kAb121aαa——?jiǎng)觿偠缺萢=ki/ki;A——軸相對(duì)振動(dòng)測(cè)量范圍；a——軸相對(duì)振動(dòng)；B——軸絕對(duì)振動(dòng)測(cè)量范圍；b——軸絕對(duì)振動(dòng)； 圖E.2總動(dòng)剛度和振動(dòng)比與動(dòng)剛度比的函數(shù)關(guān)系[2]GB/T6075.1機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第1部分：總則[3]GB/T6075.2機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第2部分：功率50MW[4]GB/T6075.3機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第3部分：額定功率大于[5]GB/T6075.4機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第4部分：具有滑動(dòng)軸承[8]GB/T6075.7機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第7部分：工業(yè)應(yīng)用的旋[9]GB/T6404.2齒輪裝置的驗(yàn)收規(guī)范第2部分：驗(yàn)收試驗(yàn)中齒輪裝置機(jī)械振動(dòng)的測(cè)定[10]GB/T11348.1旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)定[11]GB/T11348.2機(jī)械振動(dòng)在旋轉(zhuǎn)軸上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第2部分：功率大于[12]GB/T11348.3機(jī)械振動(dòng)在旋轉(zhuǎn)軸上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第3部分：耦合的工業(yè)機(jī)器[13]GB/T11348.4機(jī)械振動(dòng)在旋轉(zhuǎn)軸上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第4部分：具有滑[16]GB/T14412機(jī)械振動(dòng)與沖擊加速度計(jì)的機(jī)械安裝(GB/T14412—2005,IS