振动监测参数及标准.doc

机械设备振动监测参数及标准 振动诊断标准的制定依据 1、振动诊断标准的参数类型 通常，我们用来描述振动的参数有三个：位移、速度、加速度。一般情况下，低频振动采用位移，中频振动采用速度，高频振动采用加速度。 诊断参数在选择时主要应根据检测目的而选择。如需要关注的是设备零部件的位置精度或变形引起的破坏时、应选择振动位移的峰值，因为峰值反映的是位置变化的极限值；如需关注的是惯性力造成的影响时，则应选择加速度，因为加速度与惯性力成正比；如关注的是零件的疲劳破坏则应选择振动速度的均方根值，因为疲劳寿命主要取决于零件的变形能量与载荷的循环速度，振动速度的均方根值正好是它们的反映。 2、振动诊断标准的理论依据 各种旋转机械的振动源主要来自设计制造、安装调试、运行维修中的一些缺陷和环境影响。振动的存在必然引起结构损伤及材料疲劳。这种损伤多属于动力学的振动疲劳。它在相当短的时间产生，并迅速发展扩大，因此，我们应十分重视振动引起的疲劳破坏。 美国的齿轮制造协会（AGMA）曾对滚动轴承提出了一条机械发生振动时的预防损伤曲线，如下图所示。 图中可见，在低频区（10Hz以下），是以位移作为振动标准，中频（10~1000Hz）是以速度作为振动标准，而在高频区（1KHz以上）则以加速度作为振动标准。 理论证明，振动部件的疲劳与振动速度成正比，而振动所产生的能量与振动的平方成正比。由于能量传递的结果造成了磨损好其他缺陷，因此，在振动诊断判定标准中，是以速度为准比较适宜。 而对于低频振动，，主要应考虑由于位移造成的破坏，其实质是疲劳强度的破坏，而非能量性的破坏。但对于1KHz以上的高频振动，则主要考虑冲击脉冲以及原件共振的影响。 3、振动诊断标准的分类 根据标准制定方法的不同，振动诊断标准通常分为三类。 1）绝对判断标准 它是根据对某类设备长期使用、观察、维修与测试后的经验总结，并在规定了正确的方法后制定的，在使用时必须掌握标准的适用范围和测定方法。目前应用较广的振动标准有： ISO 2372 《机器振动的评价标准基础》 ISO 3945 《振动烈度的现场测定与评定》 CAD/MS/NVSH 107 《轴承振动测量的判断》 VDI 2056 《振动烈度判据》 2）相对判定标准 它是对同一台设备，在同一部位定期进行参数测定，并按时间先后进行比较，以正常状态下的测定值作为原始值进行判定的方法。 用相对判定方法，日本的经验是：振动值≥1.6*初始值，为异常。 3）类比判定标准 是把数台型号相同的整台机械设备或零部件在外载荷、转速以及环境因素等都相同的条件下，对被测量值进行比较，依次区分判断这些同类设备或零件所处的工况状态。类比判断只能区分各设备工况状态的差异，不能回答设备是否处于良好的运行状态。 以上三类标准，优先考虑使用绝对标准。 二、常用机械设备的振动标准——ISO 2372 机器振动烈度：在机器表面的重要位置上沿垂向、纵向、横向（轴承沿轴向、径向）所测得的振动速度的最大有效值。对于振动速度为V(t)=Vpcosωt的间谐振动，其振动速度有效值用下式计算： Vrm=√1/T∫TV2(t)dt 式中，T—间谐振动的周期，T=2π/ω 实际上，振动速度V=20~30mm/s的有效值可用具有平方检波特性的电子仪器测量并直接显示。因此，在应用时是很方便的。 ISO 2732中规定了转速为600~12000rpm的机器在10~200HZ的频率范围内机械振动烈度的范围，它将振动速度有效值从0.11mm/s（人体刚有振动的感觉）到71mm/s的范围内分为15个两级。相邻两个烈度量级之比约为1：1.6，即相差4dB。这是由于对于大多数机器的振动来说4dB之差意味着振动响应有了较大的变化。 有了振动烈度量级的划分，就可以用它表示机器的运行质量。为了便于实用，将加强运行质量分成四个等级： A级（良好）——机械设备正常运转时的振级。 B级（容许）——已超过正常运转时的振级，但对机器的工作尚无显著的影响。建议监护其运行。 C级（可容忍）——机器的振动已经到了相当剧烈的程度，导致机器只能勉强维持运行。建议停机检修。 D级（不容许）——机器的振动已达到使机器不能正常工作。 显然，不同的机械设备由于工作要求、结构特点、动力特性、功率容量、尺寸大小及安装条件等方面的区分，其对应于各等级运行状态的振动烈度范围必然是各不相同的。所以对各种机械设备是不能用同一标准来衡量。但是，也不可能对每种机械设备专门制定一个标准。 为了便于实用，ISO 2372将常用机械设备分为6大类，使每一类的机械设备用同一标准衡量其运行质量。 第一类——在正常条件下，发动机与机器连接成一整体的设备（15Kw以下的发动机）。 第二类——设有专用基础的中等尺寸的设备（15~75KW的发动机，如螺杆压