设备振动烈度标准

振动诊断标准

第十章参考标准 为了方便现场诊断查找使用，我们把收集到的各类有代表性的诊断标准，按照国际标准化组织、国际电工委员会、相关国家标准和诊断对象分类列出，同时把属于同类设备的有关标准排列在一起，它们在数值上可能有些差异，我们可以根据诊断对象的具体情况参照选用。在每个标准后面，以“注”的形式简要说明了该标准的主要特点、约束条件及应用范围。 第一节国际标准化组织（ISO）的相关标准文件 一、可予采用的国际标准 ISO 1925机械振动——平衡——名词术语 ISO 1940（全部）机械振动——刚性转子的平衡品质要求 ISO 2017-1机械振动与冲击——弹性安装系统——第一部分：主动与被动隔离的应用 ISO 2041振动与冲击——名词术语 ISO 2954旋转与往复机器的机械振动——对振动烈度测量仪的要求 ISO 5348 机械振动与冲击——加速度计的机械安装 ISO 7919（全部），非往复机械的振动——在转轴上的测量及评价准则 ISO 8528-9由往复式内内燃机驱动的交流发电机组——第九部分：机械振动的测量与评定 ISO 8569机械振动与冲击——振动与冲击对室内敏感设备影响的测量与评价 ISO 10816（全部），机械振动——在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动 ISO 11342：1998，机械振动——挠性转子机械平衡的方法与准则 ISO 13372，机器的状态监测及诊断——名词术语 ISO 13373-1，机器的状态监测及诊断——振动状态监测与诊断——第一部分：总则 ISO 13379，机器的状态监测及诊断——数据解释及诊断技术的一般指南ISO 14694，工业风机——平衡品质与振动水平技术要求

设备振动标准

“刚性连接”中，相对的连接件之间不得有位移，在大多数的紧固中都是这样的连接。 “挠性连接”中，相对的连接件既有约束或传递动力的关系，又可以有一定程度的相对位移。 如常见的联轴器，刚性联轴器将两个部分用螺栓紧固，这样的安装要求同心度极高，稍有误差，机械就会震动，而且寿命不长。 挠性联轴器就有措施，在联轴器的两部分之间，使用滑块、弹性柱销、木销或万向节等，即传递了动力，也满足了设备的使用要求。 刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；但结构简单，价格便宜。只有在载荷平稳，转速稳定，能保证被联 两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用刚性联轴器。属于刚性联轴器的 有套筒联轴器、夹壳联轴器和凸缘联轴器等。其它联轴器都是挠性联轴器了． 企业设备振动故障诊断 相对标准的建立及应用 陈兆虎李兰儒张红 摘要本文结合克拉玛依石化厂实际情况，从安全性、经济性出发，叙述建立适合现代企业设备管理维修的动设备振动故障诊断相对标准的方法，以及相对标准应用效果。 一、设备振动故障诊断标准 1.标准的类型及理论依据 标准有绝对标准和相对标准两大类型。绝对标准就是人们常说的国际标准。各种转动机械的振源主要来自结构设计，制造、安装质量，调试情况和环境本身。振动的存在必然不同程度引起设备自身及其附属管线的结构疲劳和损伤。美国齿轮制造协会(AGMA)提出在低频域(10Hz以下)，以位移作为振动标准；中频域(10Hz～1kHz)，以速度作为振动标准；而高频域(1kHz以上)则以加速度作为标准。 理论已经证明，振动部件的疲劳与振动速度成正比，振动所产生的能量与振动速度的平方成正比，能量传递的结果必然造成磨损或其它缺陷。因此，在振动判断标准中，无论从疲劳损伤还是磨损等缺陷来说，以振动速度标准最为适宜。 )标准mm/s 表1 电动机器振动(v rms

振动测量与计算

振动测量与计算 1、常用的振动测量参数有振幅、振动速度(振速) 、振动加速度。对应单位表示为：mm 、mm/s 、mm/(s 2)。 振幅是表象，定义为在波动或振动中距离平衡位置或静止位置的最大 位移。振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量，单位用 米或厘米表示。它描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。系统振动中最大动态位移，称为振幅。 在下图中，位移y 表示波的振幅。 速度和加速度是转子激振力的程度。 2、三者的区别：位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就

概念而言，位移的测量能够直接反映轴承/ 固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如:通过分析汽轮机上滑动轴承的位移，可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。表达上三者均为正弦曲线，分别有90 度，180度的相位差。现场应用上，对于低速设备（转速小于1000rpm）来说，位移是最好的测量方法。而那些加速度很小，其位移较大的设备，一般采用折衷的方法，即采用速度测量，对于高速度或高频设备，有时尽管位移很小，速度也适中，但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。 3、现场一般选用原则如下： mm 振动位移：与频率f 无关，特别适合低频振动（<10Hz ））选用，一般用于低转速机械的振动评定 mm/s 振动速度：速度V=X ω，与频率f 成正比，通常推荐选用 一般用于中速转动机械（或中频振动（10~1000Hz ））的振动评定 mm/ （s2）振动加速度：A=V ω=Xω 2与频率f 2成正比，特别适合高频振 动选用；一般用于高速转动机械（或高频振动（>1000Hz ））的振动评定。其中：ω =2 πf 4、工程上对于大多数机器来说，最佳诊断参数是速度（速度的有效值），因为它是反映诊断强度的理想参数，表征的是振动的能量；所以国际上许多振动诊断标准都是采用速度有效值作为判别参数。振幅相同的设备，它的振动状态可能不同，所以引入了振速。加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小。 5、振速与位移换算

机械设备振动标准

机械设备振动标准 它是指导我们的状态监测行为的规范 最终目标：我们要建立起自己的每台设备的标准（除了新安装的设备）。 监测点选择、图形标注、现场标注。 振动监测参数的选择：做一些调整：长度、频率范围状态判断标准和 报警的设置 1设备振动测点的选择与标注 1.1监测点选择 测点最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部分进行传递的地方。对包括回转质量的设备来说，建议把测点选在轴承处或机器的安装点处。也可以选择其他的测点，但要能够反映设备的运行状态。在轴承处测量时，一般建议测量三个方向的振动。铅垂方向标注为V ,水平方向标注为H ,轴线方向标注为A，见图6-1 < 图6-1监测点选择

图6-2在机器壳体上测量振动时，振动传感器定位的示意图 1.2振动监测点的标注 (1)卧式机器 这个数字序列从驱动器非驱动侧的轴承座赋予数字001开始，朝着被驱动设备，按数字次序排列，直到第一根轴线的最后一个轴承。在多根轴线的(齿轮传动) 机器上，轴承座的次序从驱动器开始，按数字次序继续沿着第二根轴线到被驱动器往下排列，接着再沿着第三根轴线往下排列，直到机组的末端为止。常见的几种标注方法见图6-3?6-5。 图6-3振动监测点的标注 图6-4振动监测点的标注

001 002 003 0C4 005 QOG 图6-5振动监测点的标注 （2）立式机器 机壳振动测点的标注可以用油漆标注，也可以在机壳上粘贴钢盘来标注振动测点，最好采用后一种方法标注。采用钢盘时，机壳要得到很好的处理。钢盘规格为厚度5mm,直径30mm,用强度较好的粘接剂粘接，以保证良好的振动传递特性。 2设备振动监测周期的确定 振动监测周期设置过长，容易捕捉不到设备开始劣化信息，周期设置过短，又增加了监测的工作量和成本。因此应根据设备的结构特点、传动方式、转速、功率以及故障模式等因素，合理选定振动监测周期。当设备处于稳定运行期时，监测周期可以长一些；当设备出现缺陷和故障时，应缩短监测周期。在确定设备监测周期时，应遵守以下原则； 1）安装设备或大规模维修后的设备运行初期，周期要短（如每天监测一次） ：待设备进入稳定运行期后，监测周期可以适当延长。 2）检测周期应尽量固定。 3）对点检站专职设备监测，多数设备监测周期一般可定为7至14天；对接 近或高于3000转/分的高速旋转设备，应至少每周监测1次。 4）对车间级设备监测，监测周期一般可定为每天1次或每班1次。 5）实测的振动值接近或超过该设备报警标准值时，要缩短监测周期。如果实测振动值接近或超过该设备停机值，应及时停机安排检修。如果因生产原因不能停机时，要加强监测，监测周期可缩短为1天或更短。 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:

泵类振动标准

泵类振动标准 泵类也是状态监测与故障诊断工作中接触较多的设备，我国国家标准GB-10889－1989“泵的振动测量与评价方法”等效采用ISO2373－1974来评定泵的振动烈度等级，见表19和表20。 表19 GB 10889-1989泵的分类 注：1.卧式泵的中心高规定为由泵的轴线到泵的底座上平面间的距离。 2.立式泵本来没有中心高，为了评价它的振动级别，取一个相当尺寸当做立式泵的中心高：即把立式泵的出口法兰密封面到泵轴线间的投影距离规定为它的相当中心高。 表20 GB 10889-1989泵的振动标准 分类 中心高/mm ≤225 ＞225-550 ＞550 转速/（r/min ） 第一类 ≤180 ≤1000 － 第二类 ＞1800-4500 ＞1800-1800 ＞600-1500 第三类 ＞4500-12000 ＞1800-4500 ＞1500-3600 第四类 － ＞4500-12000 ＞3600-12000

该标准适用于除潜液泵、往复泵以外的各种形式的泵和泵用调速液力耦合器，转速范围为600-1200r/min。标准规定将主要测点上在三种不同的流量工况下测得的振动速度有效值中的最大的一个定为泵的振动烈度。 对石油化工用离心式压缩机及汽轮机，API617、API612标准规定，在制造厂进行机械运转试验时，转子振动位移的峰峰值不应超过A 值或μm 中的较小值，A=（12000/n）1/2，n为最大连续工作转速。对石化大机组，转子实际运行中振幅的许可值应该遵照制造商的规定。在无制造商规定时，也可以认为： 小于A值时为优良状态，A为（12000/n）1/2 或μm中的较小值； 大于A值、小于B值时为合格状态，B＝～A，转速较低时取大值，转速高时取小值，B值可设为低报警值；

振动监测参数及标准(特选参考)

机械设备振动监测参数及标准 一、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位移恒定 一定的速度 加速度恒 定

机械共振时的9大特征及其解决措施

机械共振时的9大特征及其解决措施 机械共振特征 1. 对动平衡的努力没有效果 一般，对于处于或接近共振的机器，想平衡好是很难的；如果机器处于共振区域，那么即使很小的转速，也会导致相位发生剧烈的变化，变化幅度有可能接近180°；因此需要把动平衡的转子从机器上拆下来，在固定的动平衡机上进行动平衡。 2. 高度定向振动 在正交的三个方向上有一个方向与其他两个方向相比较共振振动在这个方向引起更大的振动（例如，水平方向振动可能比垂直方向或轴向方向振动大10倍）。如果发生共振，通常共振方向的振动比其它正交的两个方向的振动大5到15倍。现在许多专家诊断软件系统利用这一事实查找可能的共振。这也就是为什么在定期的预测维修巡检中要在每个轴承的所有三个方向测量振动的重要性。 3. 共振测量方向的相位特征 共振频率将表明，在机器共振方向，相位随转速变化很大，因为在自振频率处相位将变化90度，完全通过共振时相位几乎变化180度，其与存在的阻尼值有关。另一方面，同时，非共振测量方向相位的变化可能很小，因为它们未经受自振频率共振。 4. 与共振测量方向垂直的测量方向大致的相位差 如果一个径向方向共振，振动传感器转过90度测量其他方向的振动时，相位差将接近或0度或180度，与设置振动传感器的侧面有关（不是像在不平衡占优势的情况中那样相位差约90度）。即，如果水平方向共振，则水平方向相位与垂直方向相位或是相等或是相差约180度。这是由于在自振频率处运转时引入另外附加的90度相位变化之故。在任何一种情况下，水平与垂直方向相位差0度或180度代表共振高度定向的振动特性（或者偏心）。5. 共振尖峰特征形状 通常，共振尖峰在其基础处有较宽的裙围，而非共振的尖峰的裙围更窄。即，共振尖峰的基础通常比非共振尖峰的基础宽。 6. 出现共振时的频率 共振不仅发生在1X转速频率。它可以是对与自振频率一致的任何强迫振动频率的响应。这些情况下，比较这个方向这个频率的振动幅值和其他两个正交方向的相同频率的振动幅值很有用。如果共振，这个频率应该比这三个方向之一的振动频率更高。这个频率可能是4X，5X，或6X转速频率处的尖峰（或者甚至更高频率），这些频率相应于叶片通过频率（BPF），轴承故障频率，齿轮啮合频率（GMF），或者甚至机器松动状态的振动频率。如果导致强迫振动频率本身振动幅值的降低的这个激振频率源起作用，它也可能把这个自振频率的响应降低到迫振动频率。请记住，共振频率幅值=静振幅×放大因子Q。 7. 任何共振体的过大的振动和动应力 不仅必须研究机器转子（旋转件）的共振，还应研究激起支承框架，基础甚至连接管道的自振频率。疲劳故障经常发生在连接框架或管道上，这是因为它们对来自机器的强迫振动频率发生共振。解决问题要求或是降低机器中强迫振动频率源，把共振框架体与机器隔离，改变转子转速或者改变框架体本身的自振频率。 8. 以前从未发生共振的机器长期运行中突然发生共振 多年没有共振故障的机器没有什么警告或先兆突然发生共振。例如，轴承磨损可能降低轴和轴承系统的刚性，降低自振频率，使之与强迫振动频率一致而发生共振。还有，简单地更换滑动轴承可以引起自振频率的变化，如果树轴承不恰当地制造和刮削以与轴很好地连续地接触，使转子发生共振。这种情况下，您适当地安装轴承，检查要求的间隙指标和适当地对中

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振动标准 （一）按照振动烈度的评定标准 (1)ISO2372： 振动烈度分级范围各类机器的级别 分贝（db）Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类 振动烈度 （mm/s） 1.2-1.8 101-105 B B A A 1.8- 2.8 105-109 C B B A 2.8-4.5 109-113 C C B B 4.5-7.1 113-117 D C C B 7.1-11.2 117-121 D D C C 11.2-18 121-125 D D D C 18-28 125-129 D D D D 28-45 129-133 D D D D 45-71 133-139 D D D D Ⅰ类为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。 Ⅱ类为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。 Ⅲ类为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 Ⅳ类为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 A级：优良，振动在良好限值以下，认为振动状态良好。 B级：合格，振动在良好限值和报警值之间，认为机组振动状态是可接受的（合格），可长期运行。 C级：尚合格，振动在报警限值和停机限值之间，机组可短期运行，但必须加强监测并采取措施。 D级：不合格，振动超过停机限值，应立即停机。

振动烈度是以人们可感觉的门槛值0.071mm/s为起点，到71mm/s的范围内分为15个量级，相邻两个烈度量级的比约为 1.6，即相差4分贝。 （2）ISO3945： 该标准为大型旋转机械的机械振动─现场振动烈度的测量和评定。在规定评定准则时，考虑了机器的性能，机器振动引起的应力和安全运行需要，同时也考虑了机器振动对人的影响和对周围环境的影响以及测量仪表的特性因素。显然，在机器表面测得的机械振动，并不是在任何情况下都能代表关键零部件的实际振动应力、运动状态或机器传递给周围结构的振动力。在有特殊要求时，应测量其它参数。下表给出了功率大于300KW、转速为600~12000转／分大型旋转机械的振动烈度的评定等级。注：参考值10-5mm/s。 ISO3945评定等级 振动烈度支持类型 振动烈度（mm/s）分贝（db）刚性支承挠性支承 0.46-0.71 93-97 良好良好 0.71-1.12 97-101 良好良好 1.12-1.8 101-105 良好良好 1.8- 2.8 105-109 满意良好 2.8-4.6 109-113 满意满意 4.6-7.1 113-117 不满意满意 7.1-11.2 117-121 不满意不满意 11.2-18 121-125 不允许不满意 18-28 125-129 不允许不允许 28-45 129-139 不允许不允许 该标准所规定的振动烈度评定等级决定于机器系统的支承状态，它分为刚性支承和挠性支承两大类，相当于ISO2372中的Ⅲ与Ⅳ类。对于挠性支承，机器—支承系统的基本固有频率低于它的工作频率，而对于刚性支承，机器─支承系统的基本固有频率高于它的工作频率。 (二)按轴振幅的评定标准 ISO7919/1《转轴振动的测量评定─第一部分总则》于1986年正式颁布。 ISO/DIS79110-2《旋转机器轴振动的测量与评定─第二部分：大型汽轮发电机组

机械设备振动标准

机械设备振动标准 1 设备振动测点的选择与标注 1.1 监测点选择 测点最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部分2进行传递的地方。对包括回转质量的设备来说，建议把测点选在轴承处或机器的安装点处。也可以选择其他的测点，但要能够反映设备的运行状态。在轴承处测量时，一般建议测量三个方向的振动。水平方向标注为H，铅垂方向标注为V ，轴线方向标注为A，见图6-1。 图6-1 监测点选择 图6-2 在机器壳体上测量振动时，振动传感器定位的示意图

1.2 振动监测点的标注（1）卧式机器 这个数字序列从驱动器非驱动侧的轴承座赋予数字001 开始，朝着被驱动设备，按数字次序排列，直到第一根轴线的最后一个轴承。在多根轴线的（齿轮传动）机器上，轴承座的次序从驱动器开始，按数字次序继续沿着第二根轴线到被驱动器往下排列，接着再沿着第三根轴线往下排列，直到机组的末端为止。常见的几种标注方法见图6-3 ～6-5 。 图6-3 振动监测点的标注 图6-4 振动监测点的标注 （2）立式机器遵循与卧式机器同样的约定 1.3 现场机器测点标注方法机壳振动测点的标注可以用油漆标注（最简单的一种方 法），标注大小与传感 器磁座大小相似；也可以在机壳上粘贴钢盘来标注振动测点，最好采用后一种方法标

注。采用钢盘时，机壳要得到很好的处理。钢盘规格为厚度5mm，直径 30mm， 用强度较好的粘接剂粘接，以保证良好的振动传递特性。 2 设备振动监测周期的确定振动监测周期设置过长，容易捕捉不到设备开始劣化信息，周期设置过短，又增加了监测的工作量和成本。因此应根据设备的结构特点、传动方式、转速、功率以及故障模式等因素，合理选定振动监测周期。当设备处于稳定运行期时，监测周期可以长一些；当设备出现缺陷和故障时，应缩短监测周期。在确定设备监测周期时，应遵守以下原则； 1）安装设备或大规模维修后的设备运行初期，周期要短（如每天监测一次），待设备进入稳定运行期后，监测周期可以适当延长。 2）检测周期应尽量固定。 3）对点检站专职设备监测，多数设备监测周期一般可定为7 至14 天；对接 近或高于3000转/ 分的高速旋转设备，应至少每周监测 1 次。 4）对车间级设备监测（指运行人员），监测周期一般可定为每天1 次或每班1 次。 5）实测的振动值接近或超过该设备报警标准值时，要缩短监测周期配件；如果实测振动值接近或超过该设备停机值，应及时停机安排检修；如果因生产原因不能停机时，要加强监测，监测周期可缩短为 1 天或更短。 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：（1）设备振动按频率分类。根据振动的频率，设备振动可以分为以下几种：1）超低频振动，振动频率在10Hz 以下。 2）低频振动，振动频率在10Hz 至1000Hz。 3）中高频振动，振动频率在1000Hz至10000Hz。 4）高频振动，振动频率在10000Hz以上。 （2）位移为峰峰值；速度为有效值；加速度为有效值；有时根据需要，速度和加速度还要测量峰值。 3.2 振动监测中的几个“同” 为保证测量结果的可比性，在振动监测中要注意做到以下 几个“同” ： 1 ）测量仪器同； 2 ）测量仪器设置同； 3 ）测点位置、方向同； 4 ）设备工况同； 5 ）背景振动同。并尽量由同一个人测量。 3.3 振动数据采集应严格按监测路径和监测周期对设备进行定期监测。采集设备振动数据时，通常还需要记录设备的其他过程参数，如温度、压力和流量等，以便于比较和趋

振动烈度

振动烈度 一、振动烈度的定义 衡量物体的振动强度的大小通常有三个标准：位移、速度和加速度。而通常情况下我们会采用振动烈度来衡量振动强度的大小。所谓振动强度就是指物体振动速度的均方根值，也就是振动速度的有效值，它反映了包含各次谐波能量的总振动能量的大小，其表达式为 ims V = 1-1 式中， T ——所测信号的长度，s ； ()v t ——物体的振动速度，mm/s 。 若试验中所测得的信号为离散信号，则1-1式可以写为 ims V = 1-2 二、振动烈度与信号功率P 之间的联系 对于一定的信号，信号功率可表示为 2221()lim T T T P x t dt T →∞-=? 2-1 P 即为信号的平均功率，若0P <<∞，则称x （t ）为功率有限信号，简称功率信号。 实测信号无法做到观测时间T →∞, 必须进行截断,使之成为有限长的因果信号,若计算时间长度为T,信号功率的实际计算式变为 20 1()T P x t dt T =? 2-2 由振动烈度的计算式1-1可得信号功率与振动烈度之间的关系，即2ims P V =。 三、振动烈度的不同表达方式 1. 周期信号的功率 由高等数学的知识可知,一个以0T 为周期的函数x ( t) ,如果满足狄利克雷(Dirichlet)条件,x （t ）三角形式的傅里叶级数为 0001 ()[cos()sin()]n n n x t a a n t b n t ωω∞ ==++∑ 3-1

式中 02T πω= ； 0 0020021()T T a x t dt T -=?； 00000 22()cos()T n T a x t n t dt T ω-=?，n=1，2，3……， 0002002()sin()T n T b x t n t dt T ω-=? ，n=1，2，3……， 将式3-1进一步写成正弦形式，即 001()sin()n n x t a A n t ω?∞ ==++∑ 3-2 式中 n A = arctan( )n n a b ?=。 由此可得 002222000 10211[sin()]2T n n n T P a A n t dt a A T ω?∞=-=++=+∑? 3-3 上式表明,周期信号的功率等于构成周期信号各个谐波分量(简谐信号)的功率之和。对于简谐信号，0()sin()x t A t ω?=+，则其功率为212 A ，即简谐信号的功率为振幅平方的一半。 通过以上分析可知, 对于实测振动信号x （t ）,若计算时间长度为T ，可以把它看作是以T 为周期的某周期信号x(t)的一个周期,该周期信号x(t)可以通过x(t)周期延拓得到。这样,求x(t)的均方根值转变为求周期信号x(t)的功率,进而又转变为求x(t)所包含的谐波分量及谐波分量的振幅。据此,可以利用DFT 在频域计算振动烈度。 2. 振动烈度的不同表达方式 对于N 点振动信号x （n ），采样频率为s f ，利用DFT ， 1 2/0()()N j nk N X k x n e π--=∑，k=0，1，2……N 求得信号的单边幅值谱为 2()k A X k N =，k=0，1，2……N 谐波频率 s k kf f N =，k=0，1，2……N （1）若x （n ）为振动位移信号，则在频率范围a b f f 上的振动烈度为 ims V ===3- 4

振动烈度

振动烈度 振动的幅度和振动的速度（烈度）之间的关系，可以想象为一个人在一条中心线的两边来回走动，物理上称之为简谐振动。 1．振动幅度一定时，频率越高，振动的烈度值越大。 可以理解为： 振幅一定（需要往返走相同的距离），频率越高（往返次数越多，要求的时间越短），振动速度越大（走的越快）。 2．振动烈度一定时，频率越高，振动值越小。 可以理解为： 烈度一定时（走的速度固定），频率越高（往返次数越多），振动值越小（离中心线两边的距离越短）。 一、振动烈度的定义 衡量物体的振动强度的大小通常有三个标准：位移、速度和加速度。而通常情况下我们会采用振动烈度来衡量振动强度的大小。所谓振动强度就是指物体振动速度的均方根值，也就是振动速度的有效值，它反映了包含各次谐波能量的总振动能量的大小，其表达式为 ims V = 1-1 式中， T ——所测信号的长度，s ； ()v t ——物体的振动速度，mm/s 。 若试验中所测得的信号为离散信号，则1-1式可以写为 ims V = 1-2 二、振动烈度与信号功率P 之间的联系 对于一定的信号，信号功率可表示为 22 2 1()lim T T T P x t dt T →∞-=? 2-1 P 即为信号的平均功率，若0P <<∞，则称x （t ）为功率有限信号，简称功率信号。 实测信号无法做到观测时间T →∞, 必须进行截断,使之成为有限长的因果信号,若计算时间长度为T,信号功率的实际计算式变为 20 1 ()T P x t dt T =? 2-2 由振动烈度的计算式1-1可得信号功率与振动烈度之间的关系，即2 ims P V =。 三、振动烈度的不同表达方式 1. 周期信号的功率 由高等数学的知识可知,一个以0T 为周期的函数x ( t) ,如果满足狄利克雷(Dirichlet)

机械状态振动烈度监测方法研究

２００８年８月第２２卷第４期 装甲兵工程学院学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｒｍｏｒｅｄＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｕｇ．２００８ Ｖ０１．２２Ｎｏ．４ 文章编号：１６７２—１４９７（２００８）０４－００４６－０４ 机械状态振动烈度监测方法研究 樊新海安钢王凯武东民 （装甲兵工程学院机械工程系，北京１０００７２） 摘要：介绍了振动标准和振动测量的基本现状，分析了振动烈度的时域和频域计算方法，后者对信号类型的适用性强，对计算频率范围的选择灵活，避免了利用微积分进行信号类型转换和滤波等复杂处理，通过实例给出了应用振动烈度监测机械设备状态的注意事项。 关键词：机械设备；状态监测；振动标准；振动烈度 中图分类号：ＴＨｌ７；ＴＨｌ１３．１文献标志码：Ａ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｅｖｅｒｉｔｙｆｏｒＭａｃｈｉｎｅＣｏｎｄｉｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ＦＡＮＸｉｎ－ｈａｉＡＮＧａｎｇＷＡＮＧＫａｉＷＵＤｏｎｇ—ｍｉｎ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｒｍｏｒｅｄＦｏｗｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００７２。Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｓｉｃａｃｔｕａｌｉｔｙｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅａｌｇｏ—ｒｉｔｈｍｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｅｖｅｒｉｔｙｉｎｔｉｍｅｄｏｍａｉｎａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｌａｔｔｅｒｈａｓｂｅｔｔｅｒａｐｐｌｉ－ ｃａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｓｉｇｎａｌｓｔｙｌｅａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅ，ｗｈｉｃｈａｖｏｉｄｓｃｏｍｐｌｅｘｐｒｏ— ｃｅｓｓｉｎｇｏｆｓｉｇｎａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｉｎｕｓｉｎｇｃａｌｃｕｌｕｓａｎｄｆｉｌｔｅｒｉｎｇ．Ａｔｔｅｎｔｉｖｅｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｅｖｅｒｉｔｙｆｏｒｍａｃｈｉｎｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｒｏｕｇｈａｎｉｎｓｔａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｅｖｅｒｉｔｙ 纵观机械设备状态监测和故障诊断几十年的发展，无论是国际上还是各厂家都没制定出专门的状态监测和故障诊断标准…。国际标准化组织（ＩＳＯ）直属工作组ＷＧｌ７已开始着手这方面标准的制定工作，设备状态监测的范围已从单纯的振动量扩大到温度、流量、扭矩及电参数等多种物理量。 考虑到目前状态监测与故障诊断的标准还不完善，通常借用现行的振动标准。这些振动标准能够实现设备技术状况的分级评定，但无法达到故障辨识、隔离定位的目的。 ｌ振动标准的分类与制定组织 标准化是一项综合性基础工作，与科学技术的进步和发展密切相关。不同的设备由于工作要求、 收稿日期：２００８．０３．１９ 资助项目：军队科研计划项目 作者简介：樊新海（１９７３一），男，河北赞皇人，副教授。博士结构特点、动力特性、功率容量、尺寸大小及安装条件等方面的区别，其运行状态等级很难用同一个标准来衡量，也不可能对每种设备都制定专门的标准。１．１振动标准的分类 １）从运行管理角度分类，振动标准可分为运行管理标准和出厂标准。２者的内容、要求和目的不同。前者为设备使用者用于评定设备的运行健康状况和状态等级，便于指导设备运行，确定维修计划等；而后者为设备制造厂用于控制设备质量、性能和可靠性等。通常情况下，出厂标准要比运行管理标准严格。 ２）从制定方法角度分类，振动标准可分为绝对标准、相对标准和类比标准。绝对标准是指用以判断设备状态的振动绝对数值；相对标准是指设备自

设备振动标准

设备振动评定标准 一、ISO2372振动标准 国际标准ISO2372规定了转速为10～200r/s的机器在10～1000Hz的频率范围内机械振动烈度的范围，根据振动烈度量级将机器运行质量划分为四个等级。A级---机械设备正常运转时的振级，此时称机器的运行状态“良好”； B级---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，此种运行状态是“容许”的； C级---机器的振动已达到相当剧烈的程度，致使机器职能勉强维持工作，此时机器的运行状态称为“可容忍”的； D级---机器的振级已大到使机器不能运转、工作，此种机器的振级是“不允许”的。 另外为便于实用，ISO2372将常用的机械设备分为六大类，另每一类的机械设备用同一标准来衡量运行质量。 第一类：在其正常工作条件下与整机连接成一整体的的发动机和机器的发动机和机器的零件（如15KW以下发电机）。 第二类：没有专用基础的中等尺寸的机器（如15～75KW的发电机）及刚性固定在专用基础上的发动机和机器（300KW以下）。 第三类：安装在测振方向上相对较硬的、刚性的和重的基础上的具有旋转质量的大型原动机和其它大型机器。 第四类：安装在测振方向上相对较软的基础上具有旋转质量的大型原动机和其它大型机器（如透平发电机）。 第五类：安装在测振方向上相对较硬的基础上具有不平衡惯性力的往复式机器和

机器驱动系统。 第六类：安装在测振方向上相对较软的基础上具有不平衡惯性力的往复式机器和机器驱动系统。 ISO2372推荐的各类机器的振动标准 备注：1、A级－优秀，B级－良好，C级－及格，D级－不允许 2、一类指小型设备 第二类没有专用基础的中等尺寸的机器（如15～75KW的发电机）及刚性固定在

轴承振动标准

轴承振动标准 1、附属机械轴承振动标准 附属机械轴承振动标准 2、机组轴振动标准 国产200MW及以下机组，一般以测轴承为准，如测轴振动制造厂家无规定时，可参照下表执行。 大型汽轮发电机组轴振参考标准（双振幅，um） 3、轴承振动标准 轴承振动标准（双振幅，mm） 4、ISO 3945振动标准

振动烈度V f（mm/s）与振动位移峰峰值S p-p（mm）之间的换算关系 S p-p＝2√2 V f/ω 其中角速度ω＝2лf，f为频率。 当f＝50Hz时，振动烈度与振动位移对应值见下表： 振动烈度与振动位移对应值 5、IEC振动标准（双振幅，um） 6、我国现行的汽轮机振动标准是如何规定的 1）汽轮机转速在1500r/min时，振动双振幅50um以下为良好，70um以下为合格；汽轮机转速在3000r/min时，振动双振幅25um以下为良好，50um以下为合格。2）标准还规定新装机组的轴承振动不宜大于30um。 3）标准规定的数值，适用于额定转速和任何负荷稳定工况。 4）标准对轴承的垂直、水平、轴向三个方向的振动测量进行了规定。在进行振动测量时，每次测量的位置都应保持一致，否则将会带来很大的测量误差。 5）在三个方向的任何一个方向的振动幅值超过了规定的数值，则认为该机组的振动状况是不合格的，应当采取措施来消除振动。 6）紧停措施还规定汽轮机运行中振动突然增加50um应立即打闸停机。同时还规定临界转速的振动最大不超过100um。

瓦振：即轴承座振动，简称轴承振动。它是以支承转子的轴承座振动的峰峰值（双振幅）为评定尺度。其评定标准以轴承座的垂直、水平、轴向三个方向的振动中最大数值为评定依据。轴振：转轴振动，转轴的径向振动。轴振分为相对振动和绝对振动，这是两种测量方式，用接触式传感器（如速度传感器）测量转轴相对于地面的振动为绝对振动，非接触式传感器（涡流探头）测量转轴相对于轴承座的振动为相对振动，或者用一个非接触式传感器和一个惯性式传感器组成的复合传感器测量转轴的绝对振动。对于瓦振、轴振都可以带保护，这因各厂要求不同而不同，一般情况是同一个瓦的一个瓦振信号和两个轴振信号3取2保护。 轴振：转轴振动瓦振：轴承振动瓦振由轴振引起 轴振和瓦振的差别可以反映出轴承座的刚度。 这样说吧 假象在没有轴承的情况下，汽轮机转子高速旋转，当受到任何一个激振力时，转子就会偏离原来的旋转中心，如果这个力不消失，那么偏离就会越来越大。 在有轴承的情况下，轴承油膜会给出一个与转子偏离反向相反的力来阻止转子偏离，转子的偏离就会减小。 好多书上讲包括大家学的都是轴振是瓦振的3～5倍，其实只是个数据的总结，不存在任何线性关系。 振动受到很多方面的影响。 对，没有绝对线性关系 轴振不一定在下边测，是用电涡流位移传感器安装在轴瓦上测的轴和轴瓦的相对位移振动 瓦振一般用压电加速度传感器，测轴瓦的绝对振动。一般来说总是转子的振动通过轴传给瓦的，所以轴振大才瓦振大，但因为有油膜的关系，轴振大瓦振不一定大，除非外来的激励或者瓦产生共振使瓦振比轴振大。 还有个问题就是瓦振的单位一般用速度的，单位不一样就没法比了 轴振动指大轴相对轴瓦振动位置值，瓦振动指轴承座振动位移绝对值轴振动是非接触式测量，使用电涡流传感器检测； 瓦振动是动圈式传感器测量 轴振一般装在上轴瓦或上轴承盖上，分垂直左右45度方向各一 瓦振动是垂直方向一只。

机械振动理论基础及其应用

旋转机械振动与故障诊断研究综述 1．前言 工业生产离不开回转机械，随着装置规模不断扩大，越来越多的高速回转机械应用于工业生产，诸如高速离心压缩机、汽轮机发电机组。动态失稳造成的重大恶性事故屡见不鲜。急剧上升的振动可在几十秒之内造成机组解体,甚至祸及厂房，造成巨大的经济损失和人员伤亡。此外，机械振动可能降低设备机械性能，加速机械零部件的磨损，发出的噪声损害操作者的健康。但是振动也能合理运用，如工业上常用的振动筛、振动破碎等都是振动的有效利用。工程技术人员必须认真对待机械振动问题，当机组产生有害的振动时，及时分析原因，坚持用合理的振动测试标准，采取科学的防治措施。 2．旋转机械振动标准 ●旋转机械分类： Ⅰ类：为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。 Ⅱ类：为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。 Ⅲ类：为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 Ⅳ类：为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 ●机械振动评价等级： 好：振动在良好限值以下，认为振动状态良好。 满意：振动在良好限值和报警值之间，认为机组振动状态是可接受的（合格），可长期运行。 不满意：振动在报警限值和停机限值之间，机组可短期运行，但必须加强监测并采取措施。 不允许：振动超过停机限值，应立即停机。 3．振动产生的原因 旋转机械振动的产生主要有以下四个方面原因，转子不平衡，共振，转子不对中和

机械故障。 4．旋转机械振动故障诊断 4.1转子不平衡振动的故障特征 当发生不平衡振动时，其故障特征主要表现在如下方面： 1 ）不平衡故障主要引起转子或轴承径向振动，在转子径向测点上得到的频谱图, 转速频率成分具有突出的峰值。 2 ）单纯的不平衡振动，转速频率的高次谐波幅值很低，因此在时域上的波形是一个正弦波。 3 ）转子振幅对转速变化很敏感，转速下降，振幅将明显下降。 4 ）转子的轴心轨迹基本上为一个圆或椭圆，这意味着置于转轴同一截面上相互垂直的两个探头，其信号相位差接近90°。 4.2旋转机械振动模糊诊断 4.2.1 振动模糊诊断基本原理 振动反映了系统状态及变化规律的主要信息，统计资料表明：机械设备的故障有67 % 左右是由于振动引起的，并且能从振动和振动辐射出的噪声反映出来。回转机械的振动信息尤其明显，且振动诊断具有快速、简便、准确和在线诊断等一系列优点，所以振动诊断法是旋转机械状态识别和故障诊断的最有效、最常用的方法。 但是，由于机械系统本身的复杂性以及所摄取的振动信号强烈的模糊性，使故障之间没有清晰的界限，这时利用传统的振动频谱分析，对一个故障可能有多个征兆来表现，一个征兆也可能有多个故障原因的复杂现象，往往难定两者的对应关系进行指导维修。振动模糊法，将模糊数学与振动诊断相结合，利用模糊综合评判技术，较好地处理了回转机械故障的不确定性问题。 4.2.2旋转机械振动模糊诊断法的实现 隶属函数的确定

振动标准

振动标准（一）?? 按照振动烈度的评定标准 (1)ISO2372： 振动烈度分级范围??????????????? 各类机器的级别 Ⅰ类为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。 Ⅱ类为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW 的机器。 Ⅲ类为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 Ⅳ类为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 A级：优良，振动在良好限值以下，认为振动状态良好。 B级：合格，振动在良好限值和报警值之间，认为机组振动状态是可接受的（合格），可长期运行。 C级：尚合格，振动在报警限值和停机限值之间，机组可短期运行，但必须加强监测并采取措施。 D级：不合格，振动超过停机限值，应立即停机。 振动烈度是以人们可感觉的门槛值0.071mm/s为起点，到71mm/s的范围内分为15个量级，相邻两个烈度量级的比约为1.6，即相差4分贝。

（2） ISO3945： 该标准为大型旋转机械的机械振动─现场振动烈度的测量和评定。在规定评定准则时，考虑了机器的性能，机器振动引起的应力和安全运行需要，同时也考虑了机器振动对人的影响和对周围环境的影响以及测量仪表的特性因素。显然，在机器表面测得的机械振动，并不是在任何情况下都能代表关键零部件的实际振动应力、运动状态或机器传递给周围结构的振动力。在有特殊要求时，应测量其它参数。下表给出了功率大于300KW、转速为600~12000转／分大型旋转机械的振动烈度的评定等级。注：参考值10-5mm/s。 ISO3945评定等级 振动烈度???????????????????????????????? 支持类型 支承两大类，相当于ISO2372中的Ⅲ与Ⅳ类。对于挠性支承，机器—支承系统的基本固有频率低于它的工作频率，而对于刚性支承，机器─支承系统的基本固有频率高于它的工作频率。 (二)按轴振幅的评定标准 ISO7919/1《转轴振动的测量评定─第一部分总则》于1986年正式颁布。ISO/DIS79110-2《旋转机器轴振动的测量与评定─第二部分：大型汽轮发电机组应用指南》于1987年制订，它规定了50MW以上汽轮发电机组轴振动的限值，见下表，分别适用于轴的相对振动与轴的绝对振动。 表中级段A，B，C的意义与前述相同。轴振动的测量应用电涡流传感器。 汽轮机发电机组轴相对振动的限值（位移峰－峰值，单位μm）

振动 标准 方法

振动一般可以用以下三个单位表示：mm、mm/s、mm/(s^2)。 mm振动位移：一般用于低转速机械的振动评定； mm/s振动速度(振动烈度)：一般用于中速转动机械的振动评定； mm/（s^2）振动加速度：一般用于高速转动机械的振动评定。 在振动测量时，应合理选择测量参数，如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关，并决定动量的大小。 评判和监测时用mm/s。但也可以用mm（即双振幅）来测量评判： 1、也有些标准给出双振幅质量标准。比如，2970转/分钟的离心泵，轴承处振动合格标准小于等于0.05mm；优秀标准小于等于0.03mm； 2、大型旋转机械在测量评价转轴振动时。比如用电涡流探头测量轴振动，优秀标准小于等于70微米，合格标准小于等于120微米； 3、用那个振动单位和设备使用单位的测量手段和习惯也有关，一般运行巡检，用手持测振仪监测，用mm的也很多。 按轴承振幅的评定标准 1969年际电工委员会(IEC)推荐了汽轮发电机组的振动标准，如表1所示（峰－峰值，μm）。原水电部规定的评定汽轮发电机组等级与IEC标准基本相符，如表2所示（峰－峰值）。 表1 IEC振动标准 转速（r/min）1000 1500 1800 3000 3600 6000 12000

在轴承上测量 75 50 42 25 21 12 6 在轴上测量 150 100 84 50 42 25 12 表2 振动标准 转速（r/min）优良合格 1500 30 50 70 3000 20 30 50 按轴承振动烈度的评定标准 国际标准化组织ISO曾颁布了一系列振动标准，作为机器质量评定的依据。现将有关标准介绍如下： ⑴ ISO2372/1： 该标准于1974年正式颁布，适用于工作转速为600~12000r/min，在轴承盖上振动频率在10~1000Hz范围内的机器振动烈度的等级评定。它将机器分成四类： Ⅰ类为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。 Ⅱ类为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。 Ⅲ类为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 Ⅳ类为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 每类机器都有A，B，C，D四个品质级。各类机器同样的品质级所对应的振动烈度范围有些差别的，见表3。四个品质段的含意如下： 表3 ISO2372推荐的各类机器的振动评定标准 振动烈度分级范围各类机器的级别 振动烈度（mm/s）分贝（db）Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类 0.18-0.28 85-89 A A A A 0.28-0.45 89-93 A A A A 0.45-0.71 93-97 A A A A 0.71-1.12 97-101 B A A A