GB/T  7184-2008

 

往復式內燃機驅動的交流發電機組第3部分：發電機組用交流發電機（附錄A）

 

本標準是對GB/T7184—1987《中小功率柴油機振動測量方法》，GB/T10397—2003《中小功率柴油機振動評級》的修訂。本標準通過對非旋轉部件的測量，建立了往復式柴油機機械振動測量及評級的方法和指南。本標準涉及了柴油機的主結構振動，并且為柴油機振動的分級和避免結構上所裝附屬設備產生問題，規定了振動的指導值。本標準還推薦了測量和評級準則。

往復機械的典型特征是振動的質量，周期性變化的輸出（輸入）扭矩和附屬管路中的脈沖力，所有這些特征都會對主支承產生很大的變力，并使主支承架的振幅增大。該振幅一般要比旋轉機械的高，但是由于其主要取決于機械的結構特征，因此在機器使用壽命內，往復式機械比旋轉式機械更穩定。對往復式柴油機來說，按照本標準對柴油機主結構的振動進行測量和量化，只能對柴油機本身零部件的應力和振動狀況提供一個粗略的概念。如旋轉零件的扭轉振動一般不能通過機械結構零件的測量來評定。當超過按同類柴油機的經驗數據所制定的指導值時，主要是使安裝柴油機上的零件（如增壓器、熱交換器、調速器、濾清器、泵等）、柴油機與其外部零件間的連接件（如管路）或監測儀表（如壓力表、溫度計等）遭致損壞。而要預測振動達到什么值就會出現損壞的問題，則在很大程度取決于這些零件及其緊固件的設計。

在某些情況下，需要對某些柴油機零件進行專門的測量，以確定其振動的允許值。而且有時還會碰到即使測量值在允許的指導值范圍內，但由于各種柴油機附屆零部件不盡相同，仍可發生問題。這些問題可以而且也必須通過特定的“局部測量”（如避開共振）來校準。盡管如此，經驗表明，在大多情況下用可測量的量來表征振動狀況，并給出指導值是可行的。該說明可測量的變量和排導作在大多數情況下可以給出可靠的評定。為定量表示，在以簡單方式描述往復活塞式柴油機振動時，本標準將采用"振動烈度”這一術語。

往復活塞式柴油機的振動值不僅受柴油機本身特性的影響，而且在很大程度上受基礎影響。由于往復式柴油機可看作振源，因此在柴油機與基礎間的隔振是必要的。基礎的振動響應會對柴油機振動產生相當大的響應，這些振動狀況還依賴于柴油機周邊環境的傳遞特性，所以不能由柴油機本身的振動完全確定。因此本標準只能就柴油機對環境的影響起建議作用。

1 范圍

本標準規定了往復式柴油機整機非旋轉和非往復部件振動的測量方法及評級準則。軸振動（包括扭轉振動）不屬于本標準的范圍。

本標準適用于剛性或柔性支承的往復活塞式柴油機，其典型用途為低速貨車、三輪汽車、拖拉機、排灌泵、船用主機、船用輔機以及發電機組等用柴油機。

本標準還適用于由往復式機器驅動或驅動往復式機械的配套機器，對此應按有關標準和分級來評定。

本標準不適用于安裝在道路車輛（如工業卡車）上功率大于100kW的往復式柴油機。

本標準提供的評級準則適用于運行監控和驗收試驗，評價柴油機的機械振動對直接安裝在柴油機上儀器設備的不利影響。

本標準提供的評級準則不適用于柴油機內部零件的評定。例如與氣門、活塞、與活塞環等有關的問題就未必能在測量中反映出來，識別這些問題需要使用研究性技術。同樣噪聲也不在本標準范圍內。

2 規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。GB/T 2298機械振動與沖擊術語（GB/T2298-1991.neq ISO 2041：1990）

3 術語及定義

本標準采用GB/T 2298所規定的定義及下列定義。

3.1 振動烈度vibration severity

諸如極大值、平均值、均方根值或其他描述振動的參數中的一個或一組指定值。它可適用于瞬時數據或平均后的數據。

注：GB/T2298對上列定義所加的兩條注，不適用于本標準。

4 振動測量方法

4.1 測量儀器和待測的量

第5章規定了往復式柴油機振動烈度分級準則。該分級以頻率2Hz~1 000 Hz范圍內所測振動速度或位移、速度和加速度的綜合值為基礎。

往復式柴油機的主激振頻率一般在2Hz～300 Hz范圍內，但是當把輔助設備與柴油機一起按整機考慮時，就在至少2Hz～1000Hz范圍內描述振動特征。而對特殊用途來說，則可由制造廠與客戶商定不同的范圍。

振動信號常量一般包括許多主要頻率分量，其均方根（r.m.s）值與峰值之間、峰-峰值之間沒有簡單的數學關系，因而推薦測量系統所測得的位移、建度和加速度的均方根值，其準確度在10 Hz～1 000 Hz范圍內的應為±10%，2 Hz~10 Hz范圍內應為-20%～＋10%，這些數值均可用單個傳感器測得，其信號經處理后還可求出非直接測量的量（例如加速度計的輸出經一次積分可得速度，兩次積分可得位移），應該注意確保任何處理過程都不得影響測量系統所要求的精度。

頻率響應和所測振動幅值均與傳感器的固定方法有關。尤其重要的是，在高振動值時，必須保持傳感器與機械間的可靠固定，例如ISO5348就有加速度計的安裝說明。

4.2 測點位置和測量方向

為了確保振動測量的評定盡可能統一并且進而可對不同機械進行精確的比較，推薦測量位置如圖1～圖3所示，通常測點位置應取圖中所示在與機械相關的三個主方向上。

圖1～圖3所示機械僅為示例，對于不同型式的機械（如星形發動機）可采用類似的測點。

如果根據同類機械的經驗，可以預測最大振動烈度點的位置，則無需考慮采用圖中所規定的全部測點。但應將可達承載軸承的位置包括在內。而對驗收試驗來說，如果所用測點較少，則應由制造廠與客戶另行商定。

如果為了更仔細地研究或進行比較之用，應優先推薦使用圖1～圖3中的測點。

在選擇正確測點時，應考慮具體所測機械的結構布置及安裝限制。所選擇的全部測點，應使振動傳感器能正確固定在發動機的主結構上。

測量機械所裝零部件的振動，可以提供有關失效的有用信息，但是本標準中所列指導值僅適用于在機械主結構上由圖1～圖3所給定的位置。

在機架右側頂部邊緣、靠機械聯軸節端、沿Y（水平）方向的標記為：R3.1Y

圖示說明：

4.3 測量工況

測量應在機械達到穩定工況（例如運行溫度正常）時進行。確定機械振動烈度應以確實達到正常運行時，在整個功率、轉速范圍內所產生的最大振動為基礎。4.4 測量結果記錄

測量結果記錄應包括機械和使用測量系統的基本數據，這些數據可列入用作測量記錄的附錄B的表B.1和表B.2中。

5 振動準則

振動烈度等級用數值示于表1，并用圖表示于附錄C中。為了定量表示起見，必需測量位移、速度和加速度在2Hz～1000 Hz范圍內的綜合（寬頻帶）均方根值。應求出在發動機主結構上所測各位移、速度的和加速度最大綜合均方根值時的振動烈度等級。這三個等級中的最大值就是評定機械振動烈度等級的量標。

例如表2中給出的振動值系在機械主結構上R3.1位置處的測量值。相應于表1中的振動烈度等級列于方括號內。由此可以得出機械在此位置處的振動烈度等級為28，同樣可以對所有其他位置進行評定以確定整臺機械的最大振動烈度等級。

表1 振動烈度等級(2Hz～1000 Hz)

表2 振動值示例

與某一具體機型相關的振動烈度值決定于它的大小、質量、支承系統特性和運行工況等。因此在應用振動烈度等級時，需要考慮不同的用途和與其有關的環境狀況。然后利用在機械總長上所測的最大值即可確定振動烈度。往復機械振動分級數和指導值列于附錄A內。

為了減少機械對環境的影響，已廣泛使用柔性支承。有關其設計和應用的問題不在本標準所涉及范圍內。

注1：有關隔振裝置的指南見ISO2017。注2：有關振動對建筑物影響的指南見ISO4866。