机械设备振动标准.docx

1、机械设备振动标准机械设备振动标准机械设备振动标准 它是指导我们的状态监测行为的规范最终目标：我们要建立起自己的每台设备的标准（除了新安装的设备）。监测点选择、图形标注、现场标注。振动监测参数的选择：做一些调整：长度、频率范围状态判断标准和报警的设置1 设备振动测点的选择与标注1.1监测点选择测点最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部分进行传递的地方。对包括回转质量的设备来说，建议把测点选在轴承处或机器的安装点处。也可以选择其他的测点，但要能够反映设备的运行状态。在轴承处测量时，一般建议测量三个方向的振动。铅垂方向标注为 V，水平方向标注为H，轴线方向标注为A，见图6-1。图6-1 监测点选择对

2、于超低频振动，建议测量振动位移和速度； 对于低频振动，建议测量振动速度和加速度； 对于中高频振动和高频振动，建议测量振动加速度。说明如下：（1）设备振动按频率分类。根据振动的频率，设备振动可以分为以下几种：1）超低频振动，振动频率在10Hz以下。2）低频振动，振动频率在10Hz至1000Hz。3）中高频振动，振动频率在1000Hz至10000Hz。4）高频振动，振动频率在10000Hz以上。（2）位移为峰峰值；速度为有效值；加速度为有效值；有时根据需要，速度和加速度还要测量峰值。3.2 振动监测中的几个“同”为保证测量结果的可比性，在振动监测中要注意做到以下几个“同”：1）测量仪器同；2）测量

3、仪器设置同；3）测点位置、方向同；4）设备工况同；5）背景振动同。并尽量由同一个人测量。3.3 振动数据采集应严格按监测路径和监测周期对设备进行定期监测。采集设备振动数据时，通常还需要记录设备的其他过程参数，如温度、压力和流量等，以便于比较和趋势管理。设备监测人员要及时作好测试记录的整理、备份；对存在疑义的数据记录，要及时核准；及时分析处理测量数据；作好趋势预测和简易诊断。4 评价机器状态的方法机器状态的评价是设备简易诊断的重要内容之一，就是根据一些振动标准或方法判断机器处于什么状态，为设备有序运行和适时维修提供依据。由于机器振动特性之间存在较大差异，在类似运行状况下机器的振动水平会出现较大的

4、差异。一种振动水平在一台机器上可能很好，而在另一台机器上可能会导致严重的后果，因此应对不同的设备建立不同的振动标准。由前所述，设备振动监测劣化倾向管理的方法有三种，即振动值（振幅）、无量纲参数和频谱图的劣化倾向管理。利用振动测量评价机器状态大体上也分为这几类。实际工作中建立评价机器状态标准的方法有许多，常见的有振动标准法、类比判断法、趋势图法等等。建立振动的标准还可以参考机器制造商的建议，当然最好是长期监测设备，创建特定设备的标准。4.1 绝对判断标准绝对判断标准是评价机器状态最常用的方法。绝对标准有国际标准、国家标准、行业标准等。（1）在非旋转部件上测量和评价机器ISO2372（表6-1）、

5、ISO10186（表6-2）等国际振动标准是最常用的振动判断标准。表6-1 ISO2372国际振动烈度标准振动速度有效值（mm/s）ISO2372ISO3945第一类第二类第三类第四类刚性基础柔性基础0.28AAAAAA0.450.711.12B1.8B2.8CBB4.5CBB7.1DCC11.2DCC18DD28DD4571注：第一类 小型机械（如15Kw以下的电机）；第二类 中型机械（如1575Kw的电机以及300Kw以下的机械）；第三类 大型机械（刚性基础）；第四类 大型机械（柔性基础）；转速：60012000rpm；振动测量范围：101000Hz。需要说明的是，ISO2372标准仅适用

6、于机壳或轴承座的振动；对于复杂振动来说，振动速度有效值（RMS）的测量更为重要，RMS值说明了设备振动的能量大小；对于600rpm以下的设备，可能更关心峰值的测试；振动值是所测量的各个轴承各个方向的最大值；应选取机器在额定转速和各种负荷下的最大振动烈度作为判断依据；所谓刚性基础是指机器支承系统的固有频率高于激振力的频率，柔性支承指机器支承系统的固有频率低于激振力的频率。表6-2 ISO10186国际振动标准第一组：额定功率大于300KW小于50MW的大型机器电机转轴高度 H315mm支撑类型区域边界位移有效值m速度有效值mm/s刚性A/B292.3B/C574.5C/D907.1柔性A/B45

7、3.5B/C907.1C/D14011.0第二组：额定功率大于15KW小于等于300KW的中型机器电机转轴高度 160 H315mm刚性A/B221.4B/C452.8C/D714.5柔性A/B372.3B/C714.5C/D1137.1第三组：离心式、混流式或轴流式额定功率小于15KW的泵刚性A/B232.8B/C364.5C/D577.1柔性A/B364.5B/C577.1C/D9011.0支撑类型区域边界位移有效值m速度有效值mm/s注：1）适合条件：额定功率大于15KW和额定转速在120 rpm15000rpm在现场测量的工业机器；2）区域说明：区域A：优质；区域B：良好；区域C：注意

8、；区域D：危险。（2）ISO7919轴振动评价标准表6-3为ISO7919-1旋转机器轴振动标准。表6-3 轴振动标准区域轴的最大相对振动位移轴的最大绝对振动位移转速rpm转速rpm15001800300036001500180030003600A/B10090807512011010090B/C200185165150240220200180C/D300290260240385350320290使用说明：1）振动幅值是在稳态运行工况下额定转速时的振动幅值；并且两个选定的相互垂直的测量方向上位移峰峰值的较大者，如果只使用一个方向，那么应注意确保它可以提供足够的信息。2）区域A：振动良好，可以长

9、期运行，新交付使用的机器的验收区域。区域B：振动合格，可以长期运行。区域C：振动报警，可以短期运行，必须采取措施。区域D：停机极限、危险，立即停机。3）振动幅值的变化，可以是瞬时的或者是随时间逐渐发展的，振动变化意味着机组可能有故障。振动幅值变化量报警设定值为：基线值+区域 B上限值的25%。4.2 相对判断标准是对同一设备的同一测点、在同一方向（V/H/A/NON）、同一工况下的振动值进行定期测定。将机器的正常值作为初始值，后来的实测值与初始值进行比较。表6-4为ISO2372相对振动标准。表6-4 ISO2372相对振动标准1000Hz以下低频4000Hz以上高频注意区2.5倍（8dB）倍

10、（dB）异常区倍（dB）倍（dB） 在实际工作中常用的趋势图法与此类似，可以根据设备运行经验、或经过计算模拟，判断设备的状态，估计或推断设备的剩余寿命。4.3 类比判断标准（纵向对比看发展）数台机型相同、规格相同和工况相同的机器，对它们进行测定，通过相互比较做出判断，表6-5为推荐的类比判断标准。表6-5 类比判断标准1000Hz以下低频000Hz以上异常区倍以上倍以上危险区倍以上倍以上4.4 波峰因数评价法波峰因数是无量纲参数的一种，其定义为：峰值与有效值之比。该参数适合于滚动轴承和齿轮箱的早期诊断。设备无故障时，该值为3左右；随故障的出现和发展，该值逐步增大，可达到1015；当故障发展到一

11、定程度，它又逐步变小，并接近于3。齿轮轴承故障的峭度检测也有类似的规律。4.5 频谱图报警法频谱图报警有两种，宽频带报警和窄频带报警。宽频带报警是选择设备正常状态的频谱图作为基准谱，在监测的整个频带上设定若干报警线，一旦某些谱线超过报警线设备即处于报警状态。窄频带报警与宽频带报警不同之处是，窄频带报警的报警线仅针对某些谱线，这些谱线常常是设备的转频或转频的倍频或零部件的故障频率或倍频等，一旦某些谱线超过报警线设备即处于报警状态。报警线的设置要以大量的监测实践为基础才能有效建立。评价设备状态还有很多种方法，对于齿轮和滚动轴承还可以根据其它一些监测量和方法（如冲击脉冲法等）进行判断。当然感官评价也

12、是最常用的基本评价方法，在实际工作中应综合运用各种方法，以便作出准确判断。5 设备状态监测和故障诊断成效评价5.1 设备状态监测诊断工作绩效评价设备监测和故障诊断必然存在成本。安排人员，添置仪器。客观地讲，设备监测诊断的成本在设备总成本中占的比例很小，而且还将逐步减小。如何评价设备状态监测和诊断效果是此项工作能否健康发展的重要因素。对于群检和专业点检来说，要考察点检是否严格按照标准化进行作业，点检是否到位、点检是否有效、点检是否发现问题等等。表6-6为宝钢公司曾使用的设备监测成效的一种评价方法。表6-6 设备监测成效的评价诊断结果描述对策序号设备状态受控点周期性测试诊断未发现异常设备状态正常进

13、行劣化倾向管理A两个监测周期之间突发故障调整监测周期B发现异常能够确诊安排适时检修C不能提供明确结论，误诊进一步提高技术、装备水平D 100%周期性监测诊断对设备状态的把握率5.2 设备故障诊断效益评价设备状态监测和故障诊断贯穿于设备寿命周期的各个阶段，它对于改善设计（设计本身的问题、可诊断性设计）、改进制造工艺和质量、减少库存、指导和评价设备安装和检修效果、保证设备长周期安全经济运行等均有重要作用。根据实践经验，设备状态监测和故障诊断的经济效益主要体现在避免设备事故、依据诊断结果适时适度维修（适当的时机、用最短的时间、有针对性进行检修；同步维修，确保系统整体效益；延长设备寿命周期等）而产生的

14、产量效益和降低成本效益。诊断实践中有大量例子，下文将给出实例说明，通过典型实例，最能说明设备监测诊断工作的重要性。此外根据设备状态加油/换油产生的降低油耗、降低无为能量消耗产生的节电效益等等方面都为企业带来巨大的收益。5.3 统计结果根据美国CSI公司提供的数据，在“RBM优秀奖”统计结果中一些行业在设备监测诊断方面的投入产出比，如表6-7。表6-7 设备监测诊断投入产出比自动化1：7.5化工1:10.94造纸1:9.67石油1:11冶金1:8公共1:10.47矿业1:3制造1:7其它1:5另据英国工业界的统计，设备状态监测带来的收益的65%与产量有关，35%与维修费有关。统计结果显示，最适宜开展状态监测的行业有：能源、动力、煤炭、电力、石油、化工、交通运输、冶金、建材、造纸、纺织、卷烟、造船、汽车等等。6 机械设备常用振动标准6.1 绝对评价标准的范围（适用中/高速滚动轴承）6.2 风机类振动标准6.3 压缩机振动标准6.4 电动机振动标准(15kw以下、 15kw以上、90kw以上的电动机)图6-6电动机振动标准 (15kw以下的电动机)图6-7 电动机振动标准 (15kw以上的电动机)图6-8 电动机振动标准 (90kw以上的电动机)