機(jī)械設(shè)備振動標(biāo)準(zhǔn)

1、機(jī)械設(shè)備振動標(biāo)準(zhǔn) 它是指導(dǎo)我們的狀態(tài)監(jiān)測行為的規(guī)范最終目標(biāo)：我們要建立起自己的每臺設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)（除了新安裝的設(shè)備）。n 監(jiān)測點(diǎn)選擇、圖形標(biāo)注、現(xiàn)場標(biāo)注。n 振動監(jiān)測參數(shù)的選擇：做一些調(diào)整：長度、頻率范圍n 狀態(tài)判斷標(biāo)準(zhǔn)和報警的設(shè)置1 設(shè)備振動測點(diǎn)的選擇與標(biāo)注1.1監(jiān)測點(diǎn)選擇測點(diǎn)最好選在振動能量向彈性基礎(chǔ)或系統(tǒng)其他部分進(jìn)行傳遞的地方。對包括回轉(zhuǎn)質(zhì)量的設(shè)備來說，建議把測點(diǎn)選在軸承處或機(jī)器的安裝點(diǎn)處。也可以選擇其他的測點(diǎn)，但要能夠反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在軸承處測量時，一般建議測量三個方向的振動。鉛垂方向標(biāo)注為 V，水平方向標(biāo)注為H，軸線方向標(biāo)注為A，見圖6-1。圖6-1 監(jiān)測點(diǎn)選擇圖6-2在機(jī)器殼體上測

2、量振動時，振動傳感器定位的示意圖1.2 振動監(jiān)測點(diǎn)的標(biāo)注（1）臥式機(jī)器這個數(shù)字序列從驅(qū)動器非驅(qū)動側(cè)的軸承座賦予數(shù)字001開始，朝著被驅(qū)動設(shè)備，按數(shù)字次序排列，直到第一根軸線的最后一個軸承。在多根軸線的(齒輪傳動)機(jī)器上，軸承座的次序從驅(qū)動器開始，按數(shù)字次序繼續(xù)沿著第二根軸線到被驅(qū)動器往下排列，接著再沿著第三根軸線往下排列，直到機(jī)組的末端為止。常見的幾種標(biāo)注方法見圖6-36-5。圖6-3 振動監(jiān)測點(diǎn)的標(biāo)注圖6-4 振動監(jiān)測點(diǎn)的標(biāo)注圖6-5 振動監(jiān)測點(diǎn)的標(biāo)注（2）立式機(jī)器遵循與臥式機(jī)器同樣的約定。1.3 現(xiàn)場機(jī)器測點(diǎn)標(biāo)注方法機(jī)殼振動測點(diǎn)的標(biāo)注可以用油漆標(biāo)注，也可以在機(jī)殼上粘貼鋼盤來標(biāo)注振動測點(diǎn)，最

3、好采用后一種方法標(biāo)注。采用鋼盤時，機(jī)殼要得到很好的處理。鋼盤規(guī)格為厚度5mm，直徑30mm，用強(qiáng)度較好的粘接劑粘接，以保證良好的振動傳遞特性。2 設(shè)備振動監(jiān)測周期的確定振動監(jiān)測周期設(shè)置過長，容易捕捉不到設(shè)備開始劣化信息，周期設(shè)置過短，又增加了監(jiān)測的工作量和成本。因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、傳動方式、轉(zhuǎn)速、功率以及故障模式等因素，合理選定振動監(jiān)測周期。當(dāng)設(shè)備處于穩(wěn)定運(yùn)行期時，監(jiān)測周期可以長一些；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)缺陷和故障時，應(yīng)縮短監(jiān)測周期。在確定設(shè)備監(jiān)測周期時，應(yīng)遵守以下原則；1）安裝設(shè)備或大規(guī)模維修后的設(shè)備運(yùn)行初期，周期要短（如每天監(jiān)測一次），待設(shè)備進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期后，監(jiān)測周期可以適當(dāng)延長。2）檢測周期

4、應(yīng)盡量固定。3）對點(diǎn)檢站專職設(shè)備監(jiān)測，多數(shù)設(shè)備監(jiān)測周期一般可定為7至14天；對接近或高于3000轉(zhuǎn)/分的高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，應(yīng)至少每周監(jiān)測1次。4）對車間級設(shè)備監(jiān)測，監(jiān)測周期一般可定為每天1次或每班1次。5）實測的振動值接近或超過該設(shè)備報警標(biāo)準(zhǔn)值時，要縮短監(jiān)測周期。如果實測振動值接近或超過該設(shè)備停機(jī)值，應(yīng)及時停機(jī)安排檢修。如果因生產(chǎn)原因不能停機(jī)時，要加強(qiáng)監(jiān)測，監(jiān)測周期可縮短為1天或更短。3 設(shè)備振動監(jiān)測信息采集3.1 振動監(jiān)測參數(shù)的選擇對于超低頻振動，建議測量振動位移和速度；對于低頻振動，建議測量振動速度和加速度；對于中高頻振動和高頻振動，建議測量振動加速度。說明如下：（1）設(shè)備振動按頻率分類。根據(jù)

5、振動的頻率，設(shè)備振動可以分為以下幾種：1）超低頻振動，振動頻率在10Hz以下。2）低頻振動，振動頻率在10Hz至1000Hz。3）中高頻振動，振動頻率在1000Hz至10000Hz。4）高頻振動，振動頻率在10000Hz以上。（2）位移為峰峰值；速度為有效值；加速度為有效值；有時根據(jù)需要，速度和加速度還要測量峰值。3.2 振動監(jiān)測中的幾個“同”為保證測量結(jié)果的可比性，在振動監(jiān)測中要注意做到以下幾個“同”：1）測量儀器同；2）測量儀器設(shè)置同；3）測點(diǎn)位置、方向同；4）設(shè)備工況同；5）背景振動同。并盡量由同一個人測量。3.3 振動數(shù)據(jù)采集應(yīng)嚴(yán)格按監(jiān)測路徑和監(jiān)測周期對設(shè)備進(jìn)行定期監(jiān)測。采集設(shè)備振動數(shù)

6、據(jù)時，通常還需要記錄設(shè)備的其他過程參數(shù)，如溫度、壓力和流量等，以便于比較和趨勢管理。設(shè)備監(jiān)測人員要及時作好測試記錄的整理、備份；對存在疑義的數(shù)據(jù)記錄，要及時核準(zhǔn)；及時分析處理測量數(shù)據(jù)；作好趨勢預(yù)測和簡易診斷。4 評價機(jī)器狀態(tài)的方法機(jī)器狀態(tài)的評價是設(shè)備簡易診斷的重要內(nèi)容之一，就是根據(jù)一些振動標(biāo)準(zhǔn)或方法判斷機(jī)器處于什么狀態(tài)，為設(shè)備有序運(yùn)行和適時維修提供依據(jù)。由于機(jī)器振動特性之間存在較大差異，在類似運(yùn)行狀況下機(jī)器的振動水平會出現(xiàn)較大的差異。一種振動水平在一臺機(jī)器上可能很好，而在另一臺機(jī)器上可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，因此應(yīng)對不同的設(shè)備建立不同的振動標(biāo)準(zhǔn)。由前所述，設(shè)備振動監(jiān)測劣化傾向管理的方法有三種，即振

7、動值（振幅）、無量綱參數(shù)和頻譜圖的劣化傾向管理。利用振動測量評價機(jī)器狀態(tài)大體上也分為這幾類。實際工作中建立評價機(jī)器狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的方法有許多，常見的有振動標(biāo)準(zhǔn)法、類比判斷法、趨勢圖法等等。建立振動的標(biāo)準(zhǔn)還可以參考機(jī)器制造商的建議，當(dāng)然最好是長期監(jiān)測設(shè)備，創(chuàng)建特定設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。4.1 絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)是評價機(jī)器狀態(tài)最常用的方法。絕對標(biāo)準(zhǔn)有國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。（1）在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機(jī)器ISO2372（表6-1）、ISO10186（表6-2）等國際振動標(biāo)準(zhǔn)是最常用的振動判斷標(biāo)準(zhǔn)。表6-1 ISO2372國際振動烈度標(biāo)準(zhǔn)振動速度有效值（mm/s）ISO2372ISO3945第一類第

8、二類第三類第四類剛性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)0.28AAAAAA0.450.711.12B1.8B2.8CBB4.5CBB7.1DCC11.2DCC18DD28DD4571注：第一類 小型機(jī)械（如15Kw以下的電機(jī)）；第二類 中型機(jī)械（如1575Kw的電機(jī)以及300Kw以下的機(jī)械）；第三類 大型機(jī)械（剛性基礎(chǔ)）；第四類 大型機(jī)械（柔性基礎(chǔ)）；轉(zhuǎn)速：60012000rpm；振動測量范圍：101000Hz。需要說明的是，ISO2372標(biāo)準(zhǔn)僅適用于機(jī)殼或軸承座的振動；對于復(fù)雜振動來說，振動速度有效值（RMS）的測量更為重要，RMS值說明了設(shè)備振動的能量大?。粚τ?00rpm以下的設(shè)備，可能更關(guān)心峰值的測試；振動

9、值是所測量的各個軸承各個方向的最大值；應(yīng)選取機(jī)器在額定轉(zhuǎn)速和各種負(fù)荷下的最大振動烈度作為判斷依據(jù)；所謂剛性基礎(chǔ)是指機(jī)器支承系統(tǒng)的固有頻率高于激振力的頻率，柔性支承指機(jī)器支承系統(tǒng)的固有頻率低于激振力的頻率。表6-2 ISO10186國際振動標(biāo)準(zhǔn)第一組：額定功率大于300KW小于50MW的大型機(jī)器電機(jī)轉(zhuǎn)軸高度 H315mm支撐類型區(qū)域邊界位移有效值m速度有效值mm/s剛性A/B292.3B/C574.5C/D907.1柔性A/B453.5B/C907.1C/D14011.0第二組：額定功率大于15KW小于等于300KW的中型機(jī)器電機(jī)轉(zhuǎn)軸高度 160 H315mm剛性A/B221.4B/C452.8

10、C/D714.5柔性A/B372.3B/C714.5C/D1137.1第三組：離心式、混流式或軸流式額定功率小于15KW的泵剛性A/B232.8B/C364.5C/D577.1柔性A/B364.5B/C577.1C/D9011.0支撐類型區(qū)域邊界位移有效值m速度有效值mm/s注：1）適合條件：額定功率大于15KW和額定轉(zhuǎn)速在120 rpm15000rpm在現(xiàn)場測量的工業(yè)機(jī)器；2）區(qū)域說明：區(qū)域A：優(yōu)質(zhì)；區(qū)域B：良好；區(qū)域C：注意；區(qū)域D：危險。（2）ISO7919軸振動評價標(biāo)準(zhǔn)表6-3為ISO7919-1旋轉(zhuǎn)機(jī)器軸振動標(biāo)準(zhǔn)。表6-3 軸振動標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域軸的最大相對振動位移軸的最大絕對振動位移轉(zhuǎn)速r

11、pm轉(zhuǎn)速rpm15001800300036001500180030003600A/B10090807512011010090B/C200185165150240220200180C/D300290260240385350320290使用說明：1）振動幅值是在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下額定轉(zhuǎn)速時的振動幅值；并且兩個選定的相互垂直的測量方向上位移峰峰值的較大者，如果只使用一個方向，那么應(yīng)注意確保它可以提供足夠的信息。2）區(qū)域A：振動良好，可以長期運(yùn)行，新交付使用的機(jī)器的驗收區(qū)域。區(qū)域B：振動合格，可以長期運(yùn)行。區(qū)域C：振動報警，可以短期運(yùn)行，必須采取措施。區(qū)域D：停機(jī)極限、危險，立即停機(jī)。3）振動幅值的變化，

12、可以是瞬時的或者是隨時間逐漸發(fā)展的，振動變化意味著機(jī)組可能有故障。振動幅值變化量報警設(shè)定值為：基線值+區(qū)域 B上限值的25%。4.2 相對判斷標(biāo)準(zhǔn)是對同一設(shè)備的同一測點(diǎn)、在同一方向（V/H/A/NON）、同一工況下的振動值進(jìn)行定期測定。將機(jī)器的正常值作為初始值，后來的實測值與初始值進(jìn)行比較。表6-4為ISO2372相對振動標(biāo)準(zhǔn)。表6-4 ISO2372相對振動標(biāo)準(zhǔn)1000Hz以下低頻4000Hz以上高頻注意區(qū)2.5倍（8dB）倍（dB）異常區(qū)倍（dB）倍（dB）在實際工作中常用的趨勢圖法與此類似，可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗、或經(jīng)過計算模擬，判斷設(shè)備的狀態(tài)，估計或推斷設(shè)備的剩余壽命。4.3 類比判斷標(biāo)

13、準(zhǔn)（縱向?qū)Ρ瓤窗l(fā)展）數(shù)臺機(jī)型相同、規(guī)格相同和工況相同的機(jī)器，對它們進(jìn)行測定，通過相互比較做出判斷，表6-5為推薦的類比判斷標(biāo)準(zhǔn)。表6-5 類比判斷標(biāo)準(zhǔn)1000Hz以下低頻000Hz以上異常區(qū)倍以上倍以上危險區(qū)倍以上倍以上4.4 波峰因數(shù)評價法波峰因數(shù)是無量綱參數(shù)的一種，其定義為：峰值與有效值之比。該參數(shù)適合于滾動軸承和齒輪箱的早期診斷。設(shè)備無故障時，該值為3左右；隨故障的出現(xiàn)和發(fā)展，該值逐步增大，可達(dá)到1015；當(dāng)故障發(fā)展到一定程度，它又逐步變小，并接近于3。齒輪軸承故障的峭度檢測也有類似的規(guī)律。4.5 頻譜圖報警法頻譜圖報警有兩種，寬頻帶報警和窄頻帶報警。寬頻帶報警是選擇設(shè)備正常狀態(tài)的頻譜圖

14、作為基準(zhǔn)譜，在監(jiān)測的整個頻帶上設(shè)定若干報警線，一旦某些譜線超過報警線設(shè)備即處于報警狀態(tài)。窄頻帶報警與寬頻帶報警不同之處是，窄頻帶報警的報警線僅針對某些譜線，這些譜線常常是設(shè)備的轉(zhuǎn)頻或轉(zhuǎn)頻的倍頻或零部件的故障頻率或倍頻等，一旦某些譜線超過報警線設(shè)備即處于報警狀態(tài)。報警線的設(shè)置要以大量的監(jiān)測實踐為基礎(chǔ)才能有效建立。評價設(shè)備狀態(tài)還有很多種方法，對于齒輪和滾動軸承還可以根據(jù)其它一些監(jiān)測量和方法（如沖擊脈沖法等）進(jìn)行判斷。當(dāng)然感官評價也是最常用的基本評價方法，在實際工作中應(yīng)綜合運(yùn)用各種方法，以便作出準(zhǔn)確判斷。5 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷成效評價5.1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測診斷工作績效評價設(shè)備監(jiān)測和故障診斷必然存在

15、成本。安排人員，添置儀器?？陀^地講，設(shè)備監(jiān)測診斷的成本在設(shè)備總成本中占的比例很小，而且還將逐步減小。如何評價設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和診斷效果是此項工作能否健康發(fā)展的重要因素。對于群檢和專業(yè)點(diǎn)檢來說，要考察點(diǎn)檢是否嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行作業(yè)，點(diǎn)檢是否到位、點(diǎn)檢是否有效、點(diǎn)檢是否發(fā)現(xiàn)問題等等。表6-6為寶鋼公司曾使用的設(shè)備監(jiān)測成效的一種評價方法。表6-6 設(shè)備監(jiān)測成效的評價診斷結(jié)果描述對策序號設(shè)備狀態(tài)受控點(diǎn)周期性測試診斷未發(fā)現(xiàn)異常設(shè)備狀態(tài)正常進(jìn)行劣化傾向管理A兩個監(jiān)測周期之間突發(fā)故障調(diào)整監(jiān)測周期B發(fā)現(xiàn)異常能夠確診安排適時檢修C不能提供明確結(jié)論，誤診進(jìn)一步提高技術(shù)、裝備水平D ×100%周期性監(jiān)測診斷對

16、設(shè)備狀態(tài)的把握率5.2 設(shè)備故障診斷效益評價設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷貫穿于設(shè)備壽命周期的各個階段，它對于改善設(shè)計（設(shè)計本身的問題、可診斷性設(shè)計）、改進(jìn)制造工藝和質(zhì)量、減少庫存、指導(dǎo)和評價設(shè)備安裝和檢修效果、保證設(shè)備長周期安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等均有重要作用。根據(jù)實踐經(jīng)驗，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在避免設(shè)備事故、依據(jù)診斷結(jié)果適時適度維修（適當(dāng)?shù)臅r機(jī)、用最短的時間、有針對性進(jìn)行檢修；同步維修，確保系統(tǒng)整體效益；延長設(shè)備壽命周期等）而產(chǎn)生的產(chǎn)量效益和降低成本效益。診斷實踐中有大量例子，下文將給出實例說明，通過典型實例，最能說明設(shè)備監(jiān)測診斷工作的重要性。此外根據(jù)設(shè)備狀態(tài)加油/換油產(chǎn)生的降低油耗、降低無為能量消耗產(chǎn)生的節(jié)電效益等等方面都為企業(yè)帶來巨大的收益。5.3 統(tǒng)計結(jié)果根據(jù)美國CSI公司提供的數(shù)據(jù)，在“RBM優(yōu)秀獎”統(tǒng)計結(jié)果中一些行業(yè)在設(shè)備監(jiān)測診斷方面的投入產(chǎn)出比，如表6-7。表6-7 設(shè)備監(jiān)測診斷投入產(chǎn)出比自動化1：7.5化工1:10.94造紙1:9.67石油1:11冶金1:8公共1:10.47礦業(yè)1:3制造1:7其它1:5另據(jù)英國工業(yè)界的統(tǒng)計，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測帶