GB/T  7184-2008

 

往復式內燃機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組第3部分：發(fā)電機組用交流發(fā)電機（附錄A）

 

本標準是對GB/T7184—1987《中小功率柴油機振動(dòng)測量方法》，GB/T10397—2003《中小功率柴油機振動(dòng)評級》的修訂。本標準通過(guò)對非旋轉部件的測量，建立了往復式柴油機機械振動(dòng)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(dòng)，并且為柴油機振動(dòng)的分級和避免結構上所裝附屬設備產(chǎn)生問(wèn)題，規定了振動(dòng)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(dòng)的質(zhì)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(huì )對主支承產(chǎn)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(lái)說(shuō)，按照本標準對柴油機主結構的振動(dòng)進(jìn)行測量和量化，只能對柴油機本身零部件的應力和振動(dòng)狀況提供一個(gè)粗略的概念。如旋轉零件的扭轉振動(dòng)一般不能通過(guò)機械結構零件的測量來(lái)評定。當超過(guò)按同類(lèi)柴油機的經(jīng)驗數據所制定的指導值時(shí)，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?lián)p壞。而要預測振動(dòng)達到什么值就會(huì )出現損壞的問(wèn)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(jìn)行專(zhuān)門(mén)的測量，以確定其振動(dòng)的允許值。而且有時(shí)還會(huì )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(fā)生問(wèn)題。這些問(wèn)題可以而且也必須通過(guò)特定的“局部測量”（如避開(kāi)共振）來(lái)校準。盡管如此，經(jīng)驗表明，在大多情況下用可測量的量來(lái)表征振動(dòng)狀況，并給出指導值是可行的。該說(shuō)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(jiǎn)單方式描述往復活塞式柴油機振動(dòng)時(shí)，本標準將采用"振動(dòng)烈度”這一術(shù)語(yǔ)。

往復活塞式柴油機的振動(dòng)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?；A的振動(dòng)響應會(huì )對柴油機振動(dòng)產(chǎn)生相當大的響應，這些振動(dòng)狀況還依賴(lài)于柴油機周邊環(huán)境的傳遞特性，所以不能由柴油機本身的振動(dòng)完全確定。因此本標準只能就柴油機對環(huán)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(dòng)的測量方法及評級準則。軸振動(dòng)（包括扭轉振動(dòng)）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(chē)、三輪汽車(chē)、拖拉機、排灌泵、船用主機、船用輔機以及發(fā)電機組等用柴油機。

本標準還適用于由往復式機器驅動(dòng)或驅動(dòng)往復式機械的配套機器，對此應按有關(guān)標準和分級來(lái)評定。

本標準不適用于安裝在道路車(chē)輛（如工業(yè)卡車(chē)）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(jià)柴油機的機械振動(dòng)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(mén)、活塞、與活塞環(huán)等有關(guān)的問(wèn)題就未必能在測量中反映出來(lái)，識別這些問(wèn)題需要使用研究性技術(shù)。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(guò)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(xié)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(dòng)與沖擊術(shù)語(yǔ)（GB/T2298-1991.neq ISO 2041：1990）

3 術(shù)語(yǔ)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(dòng)烈度vibration severity

諸如極大值、平均值、均方根值或其他描述振動(dòng)的參數中的一個(gè)或一組指定值。它可適用于瞬時(shí)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(dòng)測量方法

4.1 測量?jì)x器和待測的量

第5章規定了往復式柴油機振動(dòng)烈度分級準則。該分級以頻率2Hz~1 000 Hz范圍內所測振動(dòng)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(shí)，就在至少2Hz～1000Hz范圍內描述振動(dòng)特征。而對特殊用途來(lái)說(shuō)，則可由制造廠(chǎng)與客戶(hù)商定不同的范圍。

振動(dòng)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(méi)有簡(jiǎn)單的數學(xué)關(guān)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(gè)傳感器測得，其信號經(jīng)處理后還可求出非直接測量的量（例如加速度計的輸出經(jīng)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(guò)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(dòng)幅值均與傳感器的固定方法有關(guān)。尤其重要的是，在高振動(dòng)值時(shí)，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(shuō)明。

4.2 測點(diǎn)位置和測量方向

為了確保振動(dòng)測量的評定盡可能統一并且進(jìn)而可對不同機械進(jìn)行精確的比較，推薦測量位置如圖1～圖3所示，通常測點(diǎn)位置應取圖中所示在與機械相關(guān)的三個(gè)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(fā)動(dòng)機）可采用類(lèi)似的測點(diǎn)。

如果根據同類(lèi)機械的經(jīng)驗，可以預測最大振動(dòng)烈度點(diǎn)的位置，則無(wú)需考慮采用圖中所規定的全部測點(diǎn)。但應將可達承載軸承的位置包括在內。而對驗收試驗來(lái)說(shuō)，如果所用測點(diǎn)較少，則應由制造廠(chǎng)與客戶(hù)另行商定。

如果為了更仔細地研究或進(jìn)行比較之用，應優(yōu)先推薦使用圖1～圖3中的測點(diǎn)。

在選擇正確測點(diǎn)時(shí)，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(diǎn)，應使振動(dòng)傳感器能正確固定在發(fā)動(dòng)機的主結構上。

測量機械所裝零部件的振動(dòng)，可以提供有關(guān)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(lián)軸節端、沿Y（水平）方向的標記為：R3.1Y

圖示說(shuō)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(shí)進(jìn)行。確定機械振動(dòng)烈度應以確實(shí)達到正常運行時(shí)，在整個(gè)功率、轉速范圍內所產(chǎn)生的最大振動(dòng)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(dòng)準則

振動(dòng)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(jiàn)，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(fā)動(dòng)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(shí)的振動(dòng)烈度等級。這三個(gè)等級中的最大值就是評定機械振動(dòng)烈度等級的量標。

例如表2中給出的振動(dòng)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(dòng)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(dòng)烈度等級為28，同樣可以對所有其他位置進(jìn)行評定以確定整臺機械的最大振動(dòng)烈度等級。

表1 振動(dòng)烈度等級(2Hz～1000 Hz)

表2 振動(dòng)值示例

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

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

注1：有關(guān)隔振裝置的指南見(jiàn)ISO2017。注2：有關(guān)振動(dòng)對建筑物影響的指南見(jiàn)ISO4866。