|
本標(biāo)準(zhǔn)等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 2372-1974《評價機(jī)器振動的基礎(chǔ)》。
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對泵進(jìn)行機(jī)械表面振動測量與評價方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于除潛液泵、往復(fù)泵以外的各種型式泵和泵用調(diào)速液力偶合器，轉(zhuǎn)速范圍為600～12000r/min。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB 2298 機(jī)械振動、沖擊名詞術(shù)語
GB 6075 制訂機(jī)器振動標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)
3 術(shù)語
3.1 位移幅值、速度幅值、加速度幅值
以上三項(xiàng)幅值運(yùn)用簡諧振動的運(yùn)動議程定義如下：
s=^scos(ωt+ψs) (1)
v=^vcos(ωt+ψv) (2)
a=âcos(ωt+ψa) (3)
式中：^s——位移幅值，mm；
^v——速度幅值，mm/s；
â——加速度幅值，mm/s2；
s——位移瞬時值，mm；
v——速度瞬時值，mm/s；
â——加速度瞬時值，mm/s2；
ω——角速度，rad/s；
t——時間，s；
ψs、ψv、ψa——初始相角，rad。
3.2 振動烈度
規(guī)定振動速度的均方根值（有效值）為表征振動烈度的參數(shù)。泵的振動不是單一的簡諧振動，而是由一些不同頻率的簡諧振動復(fù)合而成的周期振動或準(zhǔn)周期振動，設(shè)它的周期是T，振動速度的時間域函數(shù)為：
v=v(t) (4)
則它的振動速度的均方根值用下式計(jì)算：
 (5)
設(shè)泵的振動由幾個不同頻率的簡諧振動所合成。由頻譜分析可知，加速度、速度或位移幅值（â、^v、^s，j=1,2,……n）是角速度ωj的函數(shù)。根據(jù)加速度幅值â、位移幅值^s或速度幅值^v，可由下式計(jì)算出振動速度的均方根值：
 (6)
4 測量振動烈度的一般準(zhǔn)則
4.1 測量儀器
應(yīng)當(dāng)正確選用振動烈度測量儀器來指示和記錄被測泵的振動。在進(jìn)行振動測量之前應(yīng)細(xì)心地檢查，保證測量儀器在主要的環(huán)境條件下（例如溫度、磁場、表面粗糙度等）、在所要求的頻率范圍和速度范圍之內(nèi)能精確地工作，應(yīng)當(dāng)知道在整個測量范圍之內(nèi)儀器的響應(yīng)和精度。
所用的振動烈度測量儀應(yīng)經(jīng)過計(jì)量部門檢定認(rèn)可，在使用前對整個測量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，保證其精度符合要求。對測量用傳感器應(yīng)當(dāng)細(xì)心地、合理地進(jìn)行安裝，并保證它不會明顯地影響泵的振動特性。
4.2 泵的安裝與固定
機(jī)器的固定對所測得的機(jī)器振動值有很大的影響。對于泵不應(yīng)在軟安裝或固定在軟安裝底板上測振動，應(yīng)安裝在固定的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上測量。在這種情況下，必須注意只有基礎(chǔ)（包括安裝用導(dǎo)軌、土壤或混凝土）具有類似的動力學(xué)特性，才能對同類泵的振動烈度作正確地比較。如果這些條件不滿足，只能對某種特定情況測定其振動烈度，此時，應(yīng)汪明基礎(chǔ)和固定方法，作為比較振動烈度時參考。
泵在試驗(yàn)室作性能試驗(yàn)時，要同時進(jìn)行振動測量和評價。此時對泵的基礎(chǔ)固定要嚴(yán)格要求。泵在試驗(yàn)時屬臨時安裝，當(dāng)安裝質(zhì)量不如它在工作現(xiàn)場時，允許以在工作現(xiàn)場測得的振動烈度為準(zhǔn)。
4.3 泵的運(yùn)行工況
在測量離心泵、混流泵、軸流泵等葉片泵的振動時，應(yīng)在規(guī)定轉(zhuǎn)速（允許偏差±5%）以及允許用到的小流量、規(guī)定流量、大流量三個工況點(diǎn)上進(jìn)行測量。對于降低轉(zhuǎn)速試驗(yàn)的振動測量，不能作為評價的依據(jù)。
對齒輪泵、滑片泵、螺桿泵等容積泵（往復(fù)泵除外）應(yīng)在規(guī)定轉(zhuǎn)速（允許偏差±5%）、規(guī)定工作壓力的條件下進(jìn)行測量。
對液力偶合器應(yīng)分別在負(fù)載、空載以及在調(diào)速范圍內(nèi)均勻地取10個轉(zhuǎn)速點(diǎn)進(jìn)行測量。這十個點(diǎn)通常是最大轉(zhuǎn)速的100%、90%、……10%（由于空載調(diào)速范圍限制，能夠測到的轉(zhuǎn)速點(diǎn)允許不足10個。在負(fù)載試驗(yàn)時，對應(yīng)最高轉(zhuǎn)速時應(yīng)達(dá)到額定負(fù)載）。
4.4 測點(diǎn)與測量方向
每臺泵至少存在一處或幾處關(guān)鍵部位，為了了解泵的振動，我們把這些部位選為測點(diǎn)，這些測點(diǎn)應(yīng)選在振動能量向彈性基礎(chǔ)或系統(tǒng)其他部件進(jìn)行傳遞的地方，泵通常選在軸承座、底座和出口法蘭處。把軸承座處和靠近軸承處的測點(diǎn)稱為主要測點(diǎn)；把底座和出口法蘭處的測點(diǎn)稱為輔助測點(diǎn)。
立式泵主要測點(diǎn)（標(biāo)號是“1”）是具體位置應(yīng)通過試測確定，即在測點(diǎn)的水平圓周上試測，將測得的振動值最大處定為測點(diǎn)（圖8除外）。
每個測點(diǎn)都要在三個互相垂直的方向（水平、垂直、軸向）進(jìn)行振動測量。
典型泵測點(diǎn)位置的選擇如圖1～10所示。對未涉及到的類型可參照這10個圖例確定其測點(diǎn)位置。
圖1為單級或兩級懸臂泵，主要測點(diǎn)選有懸架（或托架）軸承座部位，標(biāo)號是“1、2”。輔助測點(diǎn)是標(biāo)號“3”的泵腳處（對沒有泵腳的選在底座處）。
圖2為雙吸離心泵（包括各種單級、兩級兩端支承式離心泵），主要測點(diǎn)選在兩端軸承座處，標(biāo)號是“1、2”。輔助測點(diǎn)在靠近聯(lián)軸器側(cè)面的底座處，標(biāo)號是“3”。
圖3為多級離心泵，兩個主要測點(diǎn)在兩端軸承座上，標(biāo)號是“1、2”，輔助測點(diǎn)在靠近聯(lián)軸器側(cè)面泵腳上，標(biāo)號是“3”，沒有泵腳的泵，輔助測點(diǎn)在底座上。
圖4為齒輪泵、滑片泵、臥式螺桿泵，主要測點(diǎn)標(biāo)號是“1、2”，輔助測點(diǎn)標(biāo)號是“3”。
圖5為液力偶合器，主要測點(diǎn)選在輸入和輸出軸承座上，標(biāo)號“1、2”，輔助測點(diǎn)選在底座處，標(biāo)號是“3”。
圖6為立式離心泵，分為以下三種：
a.立式多級泵，主要測點(diǎn)選在泵與支架聯(lián)接處，標(biāo)號是“1”，輔助測點(diǎn)在出口法蘭處和地腳處，標(biāo)號是“2、3”；
b.立式船用離心泵，主要測點(diǎn)選在泵與支架聯(lián)接處，標(biāo)號是“1”，輔助測點(diǎn)在出口法蘭處和支承地腳處，標(biāo)號是“2、3”；
c.立式離心吊泵，主要測點(diǎn)標(biāo)號是“1”，輔助測點(diǎn)標(biāo)號是“2、3”。
圖7為立式混流泵、立式軸流泵，分為以下三種：
a.單層基礎(chǔ)，主要測點(diǎn)選在泵座與電機(jī)聯(lián)接處，標(biāo)號是“1”，輔助測點(diǎn)標(biāo)號是“2、3”；
b.雙層基礎(chǔ)，主要測點(diǎn)選在泵座最高處，標(biāo)號是“1”，輔助測點(diǎn)標(biāo)號是“2、3”；
c.泵座與電動機(jī)間有聯(lián)接支架，主要測點(diǎn)選在支架與泵座聯(lián)接處，標(biāo)號是“1”，輔助測點(diǎn)標(biāo)號是“2、3”。
圖8為立式雙吸泵，主要測點(diǎn)選在兩端軸承座處，標(biāo)號是“1、2”，輔助測點(diǎn)標(biāo)號是“2、3”；
圖9為長軸深井泵，主要測點(diǎn)在泵座上，標(biāo)號是“1”，輔助測點(diǎn)在出口法蘭處及泵座地腳步處，標(biāo)號是“2、3”。
圖10為立式螺桿泵，主要測點(diǎn)標(biāo)號是“1”，輔助測點(diǎn)標(biāo)號是“2、3”。
圖1
圖2
圖3
圖4
圖5
圖6
圖7
圖8 圖9 圖10
4.5 泵的振動烈度
比較主要測點(diǎn)，在三個方向（水平X、垂直Y、軸向Z）、三個工況（允許用到的小流量、規(guī)定流量、大流量）上測得的振動速度有效值，其中最大的一個定為泵的振動烈度。
輔助測點(diǎn)的振動值不能作為評價的依據(jù)。輔助測點(diǎn)的振動大于或接近主要測點(diǎn)的振動值時，只能說明泵的固定或裝配有問題。
5 泵的振動評價
5.1 評價振動烈度的尺度
在10～1000Hz的頻段內(nèi)速度均方根值相同的振動被認(rèn)為具有相同的振動烈度。表1相鄰兩檔之比為1:1.6，即相差4dB，4dB之差代表大多數(shù)機(jī)器振動響應(yīng)的振動速度有意義的變化。
用泵的振動烈度（見本標(biāo)準(zhǔn)4.5條）查表1振動烈度級范圍(10～1000Hz)，確定泵的烈度級。
表1
| 烈 度 級 | 振動烈度的范圍 mm/s | | 大于 | 到 | | 0.11 | 0.07 | 0.11 | | 0.18 | 0.11 | 0.18 | | 0.28 | 0.18 | 0.28 | | 0.45 | 0.28 | 0.45 | | 0.71 | 0.45 | 0.71 | | 1.12 | 0.71 | 1.12 | | 1.80 | 1.12 | 1.80 | | 2.80 | 1.80 | 2.80 | | 4.50 | 2.80 | 4.50 | | 7.10 | 4.50 | 7.10 | | 11.20 | 7.10 | 11.20 | | 18.00 | 11.20 | 18.00 | | 28.00 | 18.00 | 28.00 | | 45.00 | 28.00 | 45.00 | | 71.00 | 45.00 | 71.00 | 5.2 泵的分類
為了評價泵的振動級別，按泵的中心高和轉(zhuǎn)速把泵分四類，見表2。
表2 | 中心高 | mm | | 轉(zhuǎn) 速 | ≤225 | >225～550 | >550 | | 類 別 | r/min | | 第一類 | ≤1800 | ≤1000 | - | | 第二類 | >1800～4500 | >1000～1800 | >600～1500 | | 第三類 | >4500～12000 | >1800～4500 | >1500～3600 | | 第四類 | - | >4500～12000 | >3600～12000 | 臥式泵的中心高規(guī)定為由泵的軸線到泵的底座上平面間的距離h,mm。
立式泵本來沒有中心高，為了評價它的振動級別，取一個相當(dāng)尺寸當(dāng)做立式泵的中心高；即把立式泵的出口法蘭密封面到泵軸線間的投影距離，如圖6～10所示h(mm)，規(guī)定為它的相當(dāng)中心高。
5.3 評價泵的振動級別
泵的振動級別分為A、B、C、D四級，D級為不合格。
泵的振動評價方法是首先按泵的中心高和轉(zhuǎn)速查表2確定泵的類別，再根據(jù)泵的振動烈軍屬度級查表3，就可以得到評價泵的振動級別。
雜質(zhì)泵的主動評價方法，如按表2在第一類的泵，用表3第二類評價它的振動級別，依此類推。
表3 | 振動烈度范圍 | 判定泵的振動級別 | | 振動烈度級 | 振動烈度分級界線 mm/s | 第一類 | 第二類 | 第三類 | 第四類 | | 0.28 |
—————0.28————
—————0.45————
—————0.71————
—————1.12————
—————1.80————
—————2.80————
—————4.50————
—————7.10————
—————11.20———
—————18.00———
————28.00————
————45.00————
71.00
| A | A | A | A | | 0.45 | | 0.71 | | 1.12 | B | | 1.80 | B | | 2.80 | C | B | | 4.50 | C | B | | 7.10 | D | C | | 11.20 | D | C | | 18.00 | | 28.00 | D | | 45.00 | D | | 71.00 | 6 記錄內(nèi)容與格式
6.1 記錄內(nèi)容
a.泵的型號、性能參數(shù)、制造廠、出廠編號；
b.測量場所、泵的安裝與固定條件；
c.使用儀器名稱、型號、規(guī)格、規(guī)定單位、規(guī)定日期；
d.測點(diǎn)位置示意圖，或標(biāo)明按GB 10889中的圖×布置的測點(diǎn)；
e.不同測點(diǎn)、不同測量方向上的振動速度的均方根值；
f.按GB 10889第×類評價為A（或B、C、D）級振動。
6.2 振動測試報告的格式
泵的振動測試報告
產(chǎn)品型號______________制造廠____________________出廠編號_______________
測量場所______________測量者_(dá)___________________測量日期_______________
泵的振動測量記錄 | 測點(diǎn)編號 | 1 | 2 | 3 | | 測量方向 | | 工 況 | X | Y | Z | X | Y | Z | X | Y | Z | | m3/h | 振動速度均方根值Vrma mm/s | | 大流量 | | | | | | | | | | | | 規(guī)定流量 | | | | | | | | | | | | 小流量 | | | | | | | | | | | | 附加說明 | | 評價泵的振動級別 | 轉(zhuǎn)速r/min | 中心高mm | 分類 | 振動烈度級 | 評價振動級別 | | | | | | | 測量中使用的儀器 測點(diǎn)位置示意圖
?。裕?br>
附 錄 A
由振動速度的均方根值及主頻率計(jì)算位移幅值
?。▍⒖技?br> A1 在許多標(biāo)準(zhǔn)中通常用速度均方根值作為振動的表征量，然而在某些情況下，知道所測得的振動頻譜中主頻率的位移幅值是很重要的。另外，在一些老標(biāo)準(zhǔn)中還用位移幅值作為振動的表征量，因此，需要把振動速度的均方根值換算成位移幅值。
只有單頻率的正弦波才能從振動速度的均方根值轉(zhuǎn)換為振動位移幅值。當(dāng)已知該頻率的振動速度時，可用下式計(jì)算位移幅值：
 (A1)
式中：^sf——位移幅值（單峰值）；
vf——主頻率為f的振動速度的均方根值；
ωf——角頻率，ωf=2πf。
應(yīng)注意位移幅值與位移均方根值的區(qū)別。在近代的測量儀表上，不但可以測出速度均方根值，而且可以同樣測出位移均方根值、加速度均方根值。
實(shí)例：
某一泵的振動烈度（速度均方根值）為3.0mm/s，即在10～1000Hz的頻段內(nèi)泵的最大振動速度均方根值不超過3.0mm/s，頻譜分析說明其主頻率為25Hz，用式(A1)計(jì)算其位移幅值為：
^sf=0.225·3.0/25=0.027(mm)
圖A1中繪出了上述關(guān)系的圖線，即速度均方根值vrms與位移幅值^s換算圖。
圖A1
附加說明：
本標(biāo)準(zhǔn)由沈陽水泵研究所歸口并負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人王景會。
| 
