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旋轉機械設備振動評估

返回列表 來源:周口鼓風機 發布日期:2023.09.19
對于大型的旋轉機械,比如汽輪機、渦輪機、風機、泵等,振動是設備運行是否正常的一個主要指標。振動如果超過相關標準的要求,就說明設備工作是不正常的,需要查找原因并消除安全隱患,因此振動直接影響到旋轉設備的安全,所以大型振動設備都配有振動監測系統,用來監測設備運行的振動狀態,那么,振動多大才算合適的呢?看看相關標準是如何規定的。

 

首先先了解振動相關的名詞。

 

 
□ 振幅
振幅是物體動態運動或振動的幅度。
振幅是振動強度和能量水平的標志,是評判機器運轉狀態優劣的主要指標。
 
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)。峰峰值是整個振動歷程的最大值,即正峰與負峰之間的差值;單峰值是正峰或負峰的最大值;有效值即均方根值。
在純正弦波(如簡諧振動)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;平均值在振動測量中很少使用。
 
振幅分別采用振動的位移、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行換算。在振動測量中,除特別注明外,振動位移的量值為峰峰值,單位是微米[μm];振動速度的量值為有效值,單位是毫米/秒[mm/s];振動加速度的量值是單峰值,單位是重力加速度[g]。
通常,振動位移具體地反映了間隙的大小,振動速度反映了能量的大小,振動加速度反映了沖擊力的大小。也可以認為,在低頻范圍內,振動強度與位移成正比;在中頻范圍內,振動強度與速度成正比;在高頻范圍內,振動強度與加速度成正比。
正是由于上述原因,在工廠的實際應用中,在通常情況下,大機組轉子的振動用振動位移的峰峰值[μm]表示,用裝在軸承上的非接觸式電渦流位移傳感器來測量轉子軸頸的振動;大機組軸承箱及缸體、中小型機泵的振動用振動速度的有效值[mm/s]表示,用裝在機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量;齒輪的振動用振動加速度的單峰值[g]表示,用加速度傳感器來測量。
 
□ 頻率
頻率是振動物體每秒鐘振動
次數,單位為Hz。
振動頻率低于10Hz的振動為低頻振動,主要測量的振幅是位移量。
振動頻率為10--1000Hz的振動為中頻振動,主要測量的振幅是速度量。
振動頻率高于1000Hz的振動為高頻振動,主要測量的振幅是加速度。
頻率是振動特性的標志,是分析振動原因的重要依據之一,是判別振動性質的主要手段。
不同類型的故障所引起的振動都有各自的特征頻率。例如,轉子不平衡的振動頻率是工頻,齒式聯軸器不對中的振動頻率是二倍頻,油膜渦動的振動頻率是0.5倍頻,等等。由各頻率成分的幅值大小和分布情況,從中查找出發生了異常變化的頻率,再聯系故障特征頻率探索構成振動激振力的來源,是判別振動故障類型通常采用的診斷方法。
 
□ 相位角
振動信號的相位表示振動質點的相對位置。
相位相同的振動會引起合共振,產生嚴重的后果;
相位相反的振動會引起會產生互相抵消的作用,引起減振的效果。
相位角測量在故障診斷中占有很重要的地位,對分析振動的原因有知道意義。
通常,剛性聯軸器,徑向不對中時兩側軸承徑向振動的相位差為180°,角向不對中時兩側軸承徑向振動的相位相同;帶中間短接的不對中齒式聯軸器不對中時兩側軸承徑向振動的相位差為180°。
 
□ 旋轉機械振動通用標準:
ISO 2372 或者ISO 10816

振動強度 mm/s

I 級

II 級

III 級

IV 級

 

 
   

0.28

A

A

A

A

   

0.45

   

0.71

   

1.12

B

   

1.8

B

   

2.8

C

B

   

4.5

C

B

   

7.1

D

C

   

11.2

D

C

   

18

D

   

28

D

   

45

   

71

   
ISO2372 標準中,把設備分為4個等級:
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