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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。


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
S p-p =2√2 V f/ ω
其中角速度ω=2πf ,f 为频率。

S p-p =2√2 V f/ω=2√2 V f/2 πf=√2 V f/ πf=0.45 V f/f 即:S p-p =0.45* V f /f
振幅A=0.225* V f /f
同理,V f=4.44*Af=0.074*An
其中:S p-p :振动位移峰峰值,mm
V f:振速,mm/s
A :振幅,mm
f:风机(振动)频率,Hz n :风机转速,r/min 当f =50Hz 时,振速与振动位移对应值见下表:
6、相关振动标准
轴承振动标准
6.1 附属机械轴承振动标准
附属机械轴承振动标准
大型汽轮发电机组轴振参考标准(双振幅,um )
轴承振动标准
轴承振动标准(双振幅,mm )
6.4 国标-ISO 3945<旋转电机振动测定方法及限值>振动标准
6.5 (国际电工委员会)IEC 振动标准(双振幅,um )
7、我国现行的汽轮机振动标准规定:
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 。

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