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2023-09-15
來源:南陽防爆
(版權歸原作者或機構所有(yǒu))
一、振動的測量
振動值(zhí)有三種表達形式:振動位移(yí)、振動速度、振動加速度。
在低頻(f<10Hz)範圍內,一般以測量振動位移為(wéi)主,因為低頻範圍內造成破壞的主要因素是應力的強(qiáng)度,位移(yí)量是與應變(biàn)、應力直接(jiē)相關的參(cān)數。
在中頻(f=10~1000Hz)範圍內,一般以測(cè)量振動速度為主,因為(wéi)部件的疲勞進程與(yǔ)振動速度成正(zhèng)比,振動能量與振(zhèn)動速度的平方成正比。在這(zhè)個範圍內,零件主要表現(xiàn)為疲勞破壞,如點蝕、剝落等。
在高頻(f>1000Hz)範(fàn)圍,一般以(yǐ)測量振動速度為主。因為加速度(dù)表征部件所受衝擊(jī)力的(de)強度。衝擊力的大小與衝擊的頻率和加速度值正相關。
根據測量位置的不同又分為軸振動和座振(zhèn)動(dòng)。對於電機,一般測量軸承座振動速度和位移的有效值,以及軸振動位移的峰峰值。具體的(de)測量位置按GB10068或其它相關標準(zhǔn)。
型式試驗時,應測(cè)振動位(wèi)移和振動速度值,檢(jiǎn)查試驗時,對於600rpm以下的電機隻需測座振動位(wèi)移,600~15000rpm的電機隻需測座振(zhèn)動速度。
對於滑動軸承且轉速大於1200rpm、額定功率大於1000kW的電機,有必要測量軸振動位移(yí)。特別(bié)是撓性轉子電機,更推薦測量軸(zhóu)徑向振動位移。
二、電機出廠振動考核(hé)標準(zhǔn)
GB/T10068規定了對於中心高56mm及以上個、功率50MW及以下、轉速為120~15000rpm的(de)直流電機和三相交流電機,在脫離開(kāi)任何(hé)負載(zǎi)和原動機、在規定條件下對規定的(de)位置進行工廠驗(yàn)收振(zhèn)動測量時的考核值。如下(xià)表所示。
一台(tái)電機,自身平衡較好(hǎo)且振動(dòng)強度等級符合GB/T10068的要求,但在(zài)現場安裝中(zhōng)因地基(jī)不平、負載(zǎi)機械的反作用以及電源中的紋波(bō)電流的影響等各種因素,也會引起(qǐ)較大的振動。另外,由於所驅動的各單元的固有頻率與電機旋轉體微(wēi)小殘餘不平衡(héng)量的激勵頻率極為接(jiē)近,也會引(yǐn)起振(zhèn)動。
三、電機在用戶現場的振動考核——座(zuò)振
電機在(zài)用戶現場的振動考核可按GB/T6075.3執行,該標(biāo)準規定了額定功率大於15kW、額定轉速120~15000rpm的機器,在非旋轉部件上測量評價振動。適用於額定工作轉速內、穩定運行工況,在機器軸承、軸承座或機座上現場進行的寬頻帶振動(dòng)測量。該標準對機器分為兩組:
1組(zǔ)——額定功率>300kW且<50MW的(de)大型機器;軸(zhóu)中心高≥315mm的電機。這類(lèi)機器通常采用滑(huá)動軸承(chéng),轉速範圍較寬,從(cóng)120rpm到15000rpm。
2組——額定功率(lǜ)>15kW但(dàn)≤300kW的中型機器;軸中心(xīn)高>160mm但≤315mm的電機。這類機器通常采用滾動軸承且運行轉速超過600rpm。
對指定方向(xiàng)的支承部件柔度分為剛性支承和柔性支承。在測量方向上機(jī)器與(yǔ)支承係統組合的固有頻率至少大於主激勵(lì)頻率25%,則認為在(zài)該方向(xiàng)為剛性支承,否則為柔性支承。
在連續(xù)運行監測時(shí)對主要受徑向載荷(hé)的軸承通常不作軸(zhóu)向振(zhèn)動測量。一般隻對具有推力軸承的情況下進行測量。
機(jī)器振動危害程度的評估有兩種方法,一種是根據(jù)機器軸承(chéng)的允許(xǔ)值,以(yǐ)及通(tōng)過(guò)支承結構(gòu)和基礎傳遞至周圍(wéi)環境的允許值的絕對(duì)數值來評(píng)定(dìng)。另一種是根據振動(dòng)值的變化來評(píng)定。簡單說就是絕對值法(fǎ)和相對值法兩種。
1、絕對值法
對振動值的(de)評價分為4個區域:
區域A:新交(jiāo)付的機器的振動通常落在該區域。
區城B:機器振動處在(zài)該區域通常認為可無限製長期運行。
區城C:機器振動(dòng)處在該區域一(yī)般不適宜作長時間(jiān)連續運行(háng),通常機器可在此狀態下運行有限時間,直到有采取(qǔ)補救措施的合適時機(jī)為止。
區域D:機器振動處在該區域通常認為其振動烈度足以(yǐ)導致機器損壞。
ABCD各區域(yù)的分界點數值見下表:
指定的區域邊界值並不專門作為驗收規範(fàn),驗收規範應由機器製造商與用戶之間的協議決(jué)定。然而,這些數據作為(wéi)指南(nán)可(kě)避免過(guò)大(dà)的缺陷(xiàn)或不切實際的要求。在(zài)某些情況下機器可能有特殊性能,要求采用不同的區域邊界值(zhí)(更高或更低),在這種情(qíng)況下,通常要求(qiú)機器製造商必須說明其理由,並且要特別確保機器在較高振(zhèn)動(dòng)值下運行不會損壞。
2、相對值法
振動值可能出現明顯的變化,這些變化能(néng)夠瞬間產生或(huò)隨時間而(ér)逐漸發展(zhǎn),並可能預示早(zǎo)期的損壞或一些(xiē)其它問題。故即使未(wèi)達到上表中的(de)C區,也應采(cǎi)取措施。
當振動量值的(de)變化超過區(qū)域B上?的25%(一般值,對於具體的機器可根據經驗采取其它數值)時,認(rèn)為是有明顯變化,特別是如果它突然發生(shēng),此時宜開始進行診斷研究查(chá)明(míng)變化的原因,並確定下一步適當的措施。
三、電(diàn)機在用戶(hù)現場的振動考核——軸振
通常隻(zhī)有(yǒu)1000rpm及以上具有滑動軸承的(de)電機考核軸振。軸振的允許值(zhí)與(yǔ)軸的轉速相關,標準推薦(jiàn)的ABCD區域(yù)邊界如下:
A/B區域邊界:4800/K
B/C區域(yù)邊界:9000/K
C/D區域邊界:13200/K
K為轉速(rpm)開根號(hào)數值,即K=n^0.5。
由此可得,對於常(cháng)見的轉速,對應的邊界見下表:
由於軸振和座(zuò)振(zhèn)之(zhī)間的關(guān)係(xì)沒有簡單的方法來確定(dìng),因此(cǐ)當同時測(cè)座振(zhèn)和(hé)軸振時,應以更嚴格的區(qū)域等級來評估機器的振動狀態。
四、用戶現場的振動保護值設置
報警值:警告振動已達到規定的(de)值或顯著(zhe)的變化已發(fā)生,可能需要采取(qǔ)補救措施。通常發生報警情況後,機器可繼續運行一段時間,同時應進行診斷研究以確定振動(dòng)變化的原因並製(zhì)定補救措施(shī)。
停機值:規定某(mǒu)一振動量值,超過該值機(jī)器繼續運行(háng)可能會(huì)引起(qǐ)損壞(huài)。如超過(guò)停機值應立即采取(qǔ)措施以減小振動或停(tíng)機。
基線值:機(jī)器正常穩定運行時,在規定位置和方(fāng)向測得的振動值(zhí)。機(jī)器運行一段時間之後才能(néng)獲得基線(xiàn)值。
報警值通常是相對(duì)於基線值來(lái)設定。
建議設定的報警限值比基線值高(gāo)出B區上限的 25%。如基(jī)線值較低時,則報警值(zhí)可能在C區之下。
對一台新機器,沒有基線值,則初始(shǐ)報(bào)警(jǐng)值設定宜(yí)以其他類似機器的經驗為基礎(chǔ),或以同意的驗收值為基準。經(jīng)過一段時期,建立穩態基線值後再相應調整報警值(zhí)。建(jiàn)議(yì)報警限值通常不超過B區(qū)上限的1.25倍。如果穩態(tài)基線值變化(例如機器檢修後),宜相應地修改(gǎi)報警值。
停機值一般都相同並且通常與基線值無關。但是,對於不同設計的機器停機值會有差異(yì)。通常,停機值在C區或D區內。建(jiàn)議停機值不應(yīng)超過C區上限的1.25倍。