對(duì)于大型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械,比如汽輪機(jī)、渦輪機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等,振動(dòng)是設(shè)備運(yùn)行是否正常的一個(gè)主要指標(biāo)。振動(dòng)如果超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,就說明設(shè)備工作是不正常的,需要查找原因并消除安全隱患,因此振動(dòng)直接影響到旋轉(zhuǎn)設(shè)備的安全,所以大型振動(dòng)設(shè)備都配有振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),用來監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行的振動(dòng)狀態(tài),那么,振動(dòng)多大才算合適的呢?看看相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是如何規(guī)定的。
首先先了解振動(dòng)相關(guān)的名詞。
□ 振幅
振幅是物體動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)的幅度。
振幅是振動(dòng)強(qiáng)度和能量水平的標(biāo)志,是評(píng)判機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)優(yōu)劣的主要指標(biāo)。
振幅的量值可以表示為峰峰值(pp)、單峰值(p)、有效值(rms)或平均值(ap)。峰峰值是整個(gè)振動(dòng)歷程的最大值,即正峰與負(fù)峰之間的差值;單峰值是正峰或負(fù)峰的最大值;有效值即均方根值。
在純正弦波(如簡(jiǎn)諧振動(dòng))的情況下,單峰值等于峰峰值的1/2,有效值等于單峰值的0.707倍,平均值等于單峰值的0.637倍;平均值在振動(dòng)測(cè)量中很少使用。
振幅分別采用振動(dòng)的位移、速度或加速度值加以描述、度量,三者可以通過微分或積分進(jìn)行換算。在振動(dòng)測(cè)量中,除特別注明外,振動(dòng)位移的量值為峰峰值,單位是微米[μm];振動(dòng)速度的量值為有效值,單位是毫米/秒[mm/s];振動(dòng)加速度的量值是單峰值,單位是重力加速度[g]。
通常,振動(dòng)位移具體地反映了間隙的大小,振動(dòng)速度反映了能量的大小,振動(dòng)加速度反映了沖擊力的大小。也可以認(rèn)為,在低頻范圍內(nèi),振動(dòng)強(qiáng)度與位移成正比;在中頻范圍內(nèi),振動(dòng)強(qiáng)度與速度成正比;在高頻范圍內(nèi),振動(dòng)強(qiáng)度與加速度成正比。
正是由于上述原因,在工廠的實(shí)際應(yīng)用中,在通常情況下,大機(jī)組轉(zhuǎn)子的振動(dòng)用振動(dòng)位移的峰峰值[μm]表示,用裝在軸承上的非接觸式電渦流位移傳感器來測(cè)量轉(zhuǎn)子軸頸的振動(dòng);大機(jī)組軸承箱及缸體、中小型機(jī)泵的振動(dòng)用振動(dòng)速度的有效值[mm/s]表示,用裝在機(jī)器殼體上的磁電式速度傳感器或壓電式加速度傳感器來測(cè)量;齒輪的振動(dòng)用振動(dòng)加速度的單峰值[g]表示,用加速度傳感器來測(cè)量。
□ 頻率
頻率是振動(dòng)物體每秒鐘振動(dòng)的次數(shù),單位為Hz。
振動(dòng)頻率低于10Hz的振動(dòng)為低頻振動(dòng),主要測(cè)量的振幅是位移量。
振動(dòng)頻率為10--1000Hz的振動(dòng)為中頻振動(dòng),主要測(cè)量的振幅是速度量。
振動(dòng)頻率高于1000Hz的振動(dòng)為高頻振動(dòng),主要測(cè)量的振幅是加速度。
頻率是振動(dòng)特性的標(biāo)志,是分析振動(dòng)原因的重要依據(jù)之一,是判別振動(dòng)性質(zhì)的主要手段。
不同類型的故障所引起的振動(dòng)都有各自的特征頻率。例如,轉(zhuǎn)子不平衡的振動(dòng)頻率是工頻,齒式聯(lián)軸器不對(duì)中的振動(dòng)頻率是二倍頻,油膜渦動(dòng)的振動(dòng)頻率是0.5倍頻,等等。由各頻率成分的幅值大小和分布情況,從中查找出發(fā)生了異常變化的頻率,再聯(lián)系故障特征頻率探索構(gòu)成振動(dòng)激振力的來源,是判別振動(dòng)故障類型通常采用的診斷方法。
□ 相位角
振動(dòng)信號(hào)的相位表示振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位置。
相位相同的振動(dòng)會(huì)引起合拍共振,產(chǎn)生嚴(yán)重的后果;
相位相反的振動(dòng)會(huì)引起會(huì)產(chǎn)生互相抵消的作用,引起減振的效果。
相位角測(cè)量在故障診斷中占有很重要的地位,對(duì)分析振動(dòng)的原因有知道意義。
通常,剛性聯(lián)軸器,徑向不對(duì)中時(shí)兩側(cè)軸承徑向振動(dòng)的相位差為180°,角向不對(duì)中時(shí)兩側(cè)軸承徑向振動(dòng)的相位相同;帶中間短接的不對(duì)中齒式聯(lián)軸器不對(duì)中時(shí)兩側(cè)軸承徑向振動(dòng)的相位差為180°。
□ 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)通用標(biāo)準(zhǔn):
振動(dòng)強(qiáng)度 mm/s
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I 級(jí)
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II 級(jí)
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III 級(jí)
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IV 級(jí)
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0.28
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A
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A
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A
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A
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0.45
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0.71
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1.12
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B
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1.8
|
B
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2.8
|
C
|
B
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4.5
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C
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B
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7.1
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D
|
C
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11.2
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D
|
C
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18
|
D
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28
|
D
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45
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71
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ISO2372 標(biāo)準(zhǔn)中,把設(shè)備分為4個(gè)等級(jí):