ГОСТ Р 56646-2015/ISO/TR 19201:2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Вибрация. Руководство по выбору критериев оценки вибрационного состояния машин

4. Оценка вибрационного состояния

 

4.1 Общие положения

Руководство по оценке вибрационного состояния для машин разных видов на основе измерений вибрации на невращающихся частях машин приведено в стандартах серии ИСО 10816.

Руководство по оценке вибрационного состояния для машин разных видов на основе измерений вибрации на вращающихся валах машин приведено в стандартах серии ИСО 7919.

Развитие методов оценки вибрационного состояния в целях контроля технического состояния и связанные с этим вопросы рассматриваются в стандартах, указанных в 2.2 и 2.3.

4.2 Классификация машин

С точки зрения процедур измерения вибрации и оценки вибрационного состояния все машины можно разделить на четыре класса:

a) машины возвратно-поступательного действия, совершающие как возвратно-поступательное, так и вращательное движение. Примерами являются дизельные двигатели, некоторые типы компрессоров и насосов. Вибрацию обычно измеряют на корпусе/несущей конструкции машины на низких частотах, обычно в диапазоне от 2 до 1000 Гц;

b) машины вращательного действия с жестким ротором. Примерами являются определенные типы электродвигателей, одноступенчатые и низкоскоростные насосы. Вибрацию обычно измеряют на несущей конструкции (подшипниковых опорах или крышках подшипников) в точках, вибрация которых представительна с точки зрения динамических сил, создаваемых ротором (вследствие дисбаланса, температурного прогиба, задеваний о статорные элементы и пр.);

c) машины вращательного действия с гибким ротором. Примерами являются крупные паротурбинные и газотурбинные генераторные установки, многоступенчатые насосы и компрессоры. У таких машин могут наблюдаться разные моды вибрации при прохождении ротора через резонансы до достижения рабочей скорости вращения. Измерения вибрации на опорных/корпусных элементах таких машин могут быть не вполне представительными для оценки вибрационного состояния. Например, большие перемещения гибкого ротора могут привести к отказу машины даже при условии, что вибрация на крышке подшипника остается на невысоком уровне. Поэтому для таких машин может оказаться необходимым измерять непосредственно вибрацию вала;

d) машины вращательного действия с квазижестким ротором. Примерами являются некоторые типы паровых турбин, осевые компрессоры и вентиляторы. Такие машины включают в свой состав гибкие роторы, о поведении которых можно судить по измерениям на крышках подшипников.

Анализ с целью определения оптимального метода измерений (и выбора соответствующего стандарта) для машины данного вида на основе ее физических характеристик и конструкционных особенностей подробно рассматривается в разделе 8.

4.3 Классы вибрационного состояния машин

Классификация вибрационного состояния машин осуществляется на основе полученных значений контролируемых параметров вибрации (перемещения, скорости или ускорения), выбор которых зависит от применяемого стандарта, диапазона частот измерений и других факторов. При классификации на основе измерений широкополосной вибрации (например, в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц) наиболее удобным параметром для контроля является скорость вибрации. В случае если вибрация носит выраженный низкочастотный или высокочастотный характер, в целях классификации используют параметры перемещения и ускорения соответственно.

В случае, если вибрация носит преимущественно гармонический характер, в качестве контролируемого параметра может быть использовано пиковое или среднеквадратичное значение. Однако для машин с вибрацией сложного состава контроль по этим двум параметрам может привести к существенно разным результатам из-за того, что вклады отдельных составляющих вибрации (например, импульсных процессов) будут учитываться с разными весами. В случае машин вращательного действия со скоростями вращения от 600 до 12000 мин^-1 вибрационное состояние описывают через среднеквадратичное значение скорости. Для оценки вибрационного состояния принято брать максимальное среднеквадратичное значение скорости широкополосной вибрации в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц в заданных точках конструкции (см., например, ИСО 10816-2).

Примечание - В настоящее время под вибрационным состоянием машины обычно понимают максимальное из полученных в результате измерений значений контролируемых параметров, независимо от того, относятся они к перемещению, скорости или ускорению (см. ИСО 2954).

 

4.4 Методы и средства измерений

В ссылочных стандартах установлены методы измерений относительной вибрации между валом и корпусом машины, абсолютной вибрации вала и колебаний точек корпуса машины.

В качестве датчиков вибрации применяют преобразователи перемещения, скорости и ускорения. Стандарты задают требования к их характеристикам в установленном и неустановленном состоянии, включая максимальные значения воспринимаемой вибрации и диапазоны частот измерений. Требования к средствам измерений вибрации на корпусе машины в целях контроля ее вибрационного состояния установлены в ИСО 2954. В ИСО 5348 даны рекомендации по креплению к корпусу машины акселерометров, которые, однако, в большинстве случаев могут быть распространены также на преобразователи скорости. В ИСО 10817-1 установлены требования к датчикам вибрации и устройствам согласования, методам установки датчиков и их калибровке для измерений вибрации вала.

4.5 Сводка стандартов по вибрации машин

Краткое описание наиболее важных стандартов по оценке вибрационного состояния машин, приведено в разделах 5 и 6. Эти стандарты устанавливают методы измерений широкополосной вибрации и границы зон вибрационного состояния. Стандарты, рассматриваемые в разделе 5, распространяются на методы оценки на основе измерений вибрации на невращающихся частях применительно к машинам возвратно-поступательного действия, машинам с вращающимися валами, а также машинам с зубчатыми передачами. Стандарты раздела 6 рассматривают те же процедуры измерений и построения границ зон по результатам измерений на вращающихся валах. Рассматриваются также измерения для машин с жесткими и гибкими роторами. В стандартах подробно рассмотрено определение критериев вибрационного состояния для машин разных видов и размеров.

В разделе 7 даны краткие сведения о других стандартах, имеющих отношение к оценке вибрационного состояния машин или отдельным ее аспектам.