机械设备振动标准分析

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这是指导我们状态监视行动的规范

最终目标：确立每个设备的标准，新安装的设备除外。 *监视点选择、图形标记、现场标记。 *振动监测参数选择：长度、频率范围*状态判据和报警设置1调整设备振动测点选择和显示1.1监测点选择

优选选择测量点，以将振动能量传递到弹性基础或系统的其他部分。 对于包含旋转质量的设备，建议将测量点作为轴承或机器的安装点。 可以选择其他测量点，但请确保能够反映设备的运行状态。 用轴承测量时，一般建议测量3个方向的振动。 将铅垂方向标记为v，将水平方向标记为h，将轴线方向标记为a。 参照图6-1。 图6-1监控点选择

图6-2机械机箱测量振动时，振动传感器定位示意图1.2振动监测点的标记(1)卧式机械

该数字列从驱动器非驱动侧的外壳编号为数字001开始，朝向被驱动设备，按数字顺序排列到第一条轴线的最后一个轴承。 在多轴线机器中，外壳的顺序从驱动器开始，按数字顺序沿第二条轴线向下排列到被驱动，然后沿第三条轴线向下排列到单元的末端。 常见的几种书写方法见图6-3~6-5。 图6-3振动监测点的标注

图6-4振动监测点标记图6-5振动监测点标记(2)立式设备

遵循与卧式机器类似的约定。 1.3现场设备点位测量方法

机壳振动测量点的标识可以用油漆标识，也可以在机壳上贴上钢板标识振动测量点，最好用后者的方法标识。 采用钢盘时，壳体必须得到很好的处理。 钢盘的规格为厚5mm、直径30mm，为了确保良好的振动传递特性，用强度好的粘接剂粘接。 2设备振动监测周期的确定

如果振动监视周期的设定过长，则无法捕捉设备的老化开始信息，周期的设定过短，会增加监视的工夫和成本。 因此，应根据设备的结构特点、传动方式、转速、功率及故障模式等因素，合理选择振动监测周期。 设备处于稳定运行期时，监测周期可以稍长； 设备出现缺陷和故障时，应缩短监测周期。 确定设备监控周期时，应遵守以下原则： 1 )安装设备或进行大规模维护后的设备运行初期，可缩短周期(如每日监测一次)，在设备进入稳定运行期后适当延长监测周期。 2 )检测周期请尽量保持一定。

3 )对检修站专职设备监测，大多数设备监测周期一般可为7天至14天； 对于3000转/分钟以上的高速旋转设备，请至少每周监视一次。 4 )对于厂级设备监测，监测周期一般可每日一次或每组一次。 5 )实测振动值接近或超过该设备报警标准值时，缩短监测周期。 实测振动值接近或超过该设备停机值时，应立即停机并安排检修。 如果因为生产原因不能停止，为了加强监测，可以将监测周期缩短到一天以下。 3设备振动监测信息采集3.1振动监测参数的选择

对于超低频振动，建议测量振动位移和速度； 对于低频振动，建议测量振动速度和加速度。 对于中高频振动和高频振动，建议测量振动加速度。 说明如下。

)机器的振动按频率分类。 根据振动频率的不同，机器的振动可以分为：1)超低频率振动，振动频率在10Hz以下。 2 )振动频率为10Hz至1000Hz的低频振动。 3 )中高频振动，频率为1000Hz至10000Hz。 4 )频率在10000Hz以上的高频振动。 )2)位移至峰值； 速度为有效值； 加速度是有效值； 根据需要，速度和加速度有时也会测量峰值。 3.2振动监测中的几种“同

为了保证测量结果的可比性，在振动监测中注意进行以下“同”。

1 )与测量仪器相同2 )与测量仪器的安装相同3 )测量点的位置、方向相同4 )设备情况相同5 )背景振动相同。 尽量由同一个人测定。 3.3振动数据采集

应严格根据监测路径和监测周期对设备进行定期监测。 采集机器振动数据时，还应记录机器的其他工艺参数，如温度、压力、流量等，以便于比较和趋势管理。 设备监控人员应当及时整理、备份测试记录； 对有疑义的数据记录，应当及时批准； 及时分析处理测量数据，做出好趋势预测和简单诊断。 4评价机器状态的方法

机器状态评估是设备简易诊断的重要内容之一，根据一些振动标准或方法判断机器处于何种状态，为设备的有序运行和及时维护提供依据。

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ISO2372 (表6-1 )、ISO10186 (表6-2 )等国际振动标准是最常用的振动判断标准。 表6-1 ISO2372国际振动强度标准振动速度有效值(mm/s ) ISO2372

ISO3945

第一类第二类第三类第四类刚性基础柔性基础

0.28AAAAAA0.450.711.12B1.8

B

2.8CB

B

4.5C

b ) b

7.1直流

C

11.2D

抄送

18D

d

28D

d

4571

注：

第一类小型机械(例如15Kw以下电机)； 第二类中型机械(如15~75Kw电机及300Kw以下机械)； 第三类大型机械(刚性基础)； 第四类大型机械(柔性基础)； 转速： 600~12000rpm； 振动测量范围： 10~1000Hz。

此外，ISO2372标准仅适用于机壳或机壳的振动； 对于复杂振动，振动速度有效值(RMS )的测量更为重要，RMS值表示设备振动的能量大小； 对于600rpm以下的设备，您可能感兴趣测试峰值； 振动值为测量的各轴承各方向的最大值； 选择机械额定转速和各种载荷下的最大振动强度作为判断依据，刚度基础是指机械支承系统的固有频率高于激振力频率，柔性支承是指机械支承系统的固有频率低于激振力频率。 表6-2 ISO10186国际振动标准

第一组：额定功率超过300KW且小于50MW的大型机械电机转轴高度H315mm支撑型区域边界

位移有效值m速度有效值mm/s刚性A/B29

2.3

B/C574.5

C/D907.1灵活性A/B453.5

B/C907.1

C/D14011.0

第二组：额定功率15KW以上300KW以下中型机械电机转轴高度160 H315mm刚性A/B22

1.4

B/C452.8

C/D714.5灵活性A/B372.3

B/C714.5

C/D1137.1

第三组：离心式、混流式或轴流式---额定功率小于15KW的泵刚度A/B23

2.8

B/C364.5

C/D577.1灵活性A/B364.5

B/C577.1

C/D90

11.0支持类型区域边界

位移有效值m速度有效值mm/s

注：1)符合条件：额定功率超过15KW，额定转速120 rpm~15000rpm现场测量的工业机械； 2 )区域描述：区域a )优质； 区域b :良好；

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区域

轴最大相对振动位移轴的最大绝对振动位移转速rpm转速rpm

150018003003600150018001800180030003600 a/b 100908075

12011010090

b/c 200185165150240220200180 c/d 300290260240385350320290

使用说明：1)振动振幅为稳态运行状态下额定转速时的振动振幅； 另外，选择相互正交的两个测量方向的位移峰值较大的一方，仅使用一个方向时，需要注意能够提供充分的信息。 2 )区域a )振动良好，可长期运行，新交付使用机器的验收区域。 )区域b )振动合格，可长期运行。 区域c :振动报警，可短期运行，必须采取措施。 区域d :停止极限，危险，立即停止。 3 )振动振幅的变化可以是瞬时的，也可以是随时间逐渐发展的，振动的变化意味着机组可能存在故障。 振动振幅变化量警报设定值为基线值区域b上限值的25%。 4.2相对判据是定期测量同一设备的同一测点、同一方向(V/H/A/NON )、同一条件下的振动值。 将机器的正常值作为初始值，将之后的实测值与初始值进行比较。 表6-4是ISO2372的相对振动标准。 表6-4 ISO2372相对振动标准

1000Hz以下低频4000Hz以上高频注意区域的2.5倍(8dB ) 6倍) 16dB )异常区域的10倍) 20dB ) 100倍) 40dB ) )。

实际工作中常用的趋势图法与之相似，可以根据设备运行经验，或经过计算仿真，判断设备状态，推算或推算设备的剩余寿命。 4.3类比判断标准(从纵向对比看发展)测量并比较多台机型相同、规格相同、工况相同的机器进行判断。 表6-5为推荐类比判断标准。 表6-5模拟判定标准1000Hz以下低频1000Hz以上的异常区域

1倍以上2倍以上危险区2倍以上4倍以上

4.4峰值因子评估法

峰值系数是无量纲参数的一种，被定义为峰值和有效值之比。 此参数适用于滚动轴承和齿轮箱的早期诊断。 在设备没有故障的情况下，该值为3左右； 随着故障的出现和发展，该值逐渐变大，当可达10~15的故障发展到一定程度时，它逐渐变小，接近3。 齿轮故障的峭度检测也有同样的规律。 4.5频谱图报警法

频谱图报警分为宽带报警和窄带报警两种。 宽带告警选择设备正常状态的频谱图作为参考频谱，在监测的整个频段设置若干条告警线，当某条谱线超过告警线设备时，即为告警状态。 窄带报警与宽带报警不同的是，窄带报警的报警线仅为部分谱线，这些谱线往往是设备变频、变频倍频、元器件故障频率和倍频等，部分谱线超过报警线设备后即进入报警状态。 报警线路的设置必须以大量的监测实践为基础才能有效建立。 有多种方法来评估设备的状态，对于齿轮和滚动轴承，也可以基于其他几个监测量和方法(例如冲击脉冲法等)来判断。 当然感官评价也是最常用的基本评价方法，在实际工作中应综合运用多种方法做出正确的判断。 5设备状态监测与故障诊断效果评价5.1设备状态监测诊断工作绩效评价

设备的监视和故障诊断一定需要成本。 安排人员，追加仪器。 客观上，设备监测诊断成本占设备总成本的比例很小，并会逐步减少。 如何评价设备的状态监测和诊断效果是这项工作能否健康发展的重要因素。 在群检和专业检修中，要考察检修是否严格标准化工作，检修是否到位，检修是否有效，检修中是否发现问题等。 表6-6为宝钢公司使用的设备监测效果评估方法。 表6-6设备监测效果评估诊断结果描述对策

序列号

在设备状态控制点的周期性测试诊断中，异常的设备状态不正常

进行劣化倾向管理a

两个监测周期之间的突发故障调整监测周期b

发现异常时，可以及时安排检查c

无法提供明确结论，误诊将进一步提高技术、装备水平d

周期性监测诊断对设备状态的掌握率5.2设备故障诊断效果评价

设备状态监测和故障诊断贯穿于设备寿命周期的各个环节，对改进设计(设计本身问题、可诊断设计)、改进制造技术和质量、减少库存、指导和评价设备安装和检修效果、保证设备长期安全经济运行等具有重要作用。

实践经验表明，设备状态监测和故障诊断的经济效益主要是避免设备事故，根据诊断结果及时适度维修(及时、最短、有针对性地进行检查； 同时进行维护，确保系统整体利益，延长设备寿命等)带来的产量利益和成本削减效果。 诊断实践中有很多例子，以下举例说明，通过典型的例子可以最好地说明设备监测诊断工作的重要性。 另外，在根据设备状态的加油/更换机油导致的油耗降低、无作为的能源消耗导致的节电效果降低等方面给企业带来了很大的利益。 5.3统计结果

根据美国CSI公司提供的数据，“RBM优秀奖”统计结果中部分行业设备监测诊断投入产出表6-7。 表6-7设备监测诊断投入产出比自动化

1:7.5化工1:10.94造纸1:9.67石油1:11冶金1:8公用

1:10.47矿业1:3制

另据英国工业界统计，设备状态监测所得收益的65%与产量有关，35%与维修费有关。 统计结果显示，最适合开展状态监测的行业包括能源、动力、煤炭、电力、石油、化工、交通运输、冶金、建材、造纸、纺织、烟草、造船、汽车等。 6机械设备常用振动标准

6.1绝对评价标准的范围(适用中/高速滚动轴承) 6.2风机类振动标准

6.3压缩机振动标准6.4电机振动标准

(15kw以下、15kw以上、90kw以上的电机)图6-6电机的振动基准) 15kw以下的电机) )。

图6-7电机的振动基准(15kw以上的电机) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )。

图6-8电机振动标准(90kw以上电机) 4