МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) (ISC)
ЭЛЕКТРОАГРЕГАТЫ
ГЕНЕРАТОРНЫЕ Измерение
вибрации и оценка вибрационного ISO 8528-9:1995
Предисловие Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-97 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены» Сведения о стандарте 1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4 2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 183 «Вибрация и удар» 3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 32 от 24 октября 2007 г.) За принятие проголосовали:
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 8528-9:1995 «Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Часть 9. Измерение вибрации и оценка вибрационного состояния» (ISO 8528-9:1995 «Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets - Part 9: Measurement and evaluation of mechanical vibrations») путем изменения содержания положений (требований). Измененные фразы, слова, показатели и их значения выделены в тексте курсивом. Полный перечень технических отклонений в виде изменений в тексте стандарта приведен в приложении Е. Международный стандарт разработан ИСО/ТК 70 «Двигатели внутреннего сгорания». Перевод с английского языка (en). Официальные экземпляры международных стандартов, на основе которых подготовлен настоящий межгосударственный стандарт и на которые даны ссылки, имеются в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов. Степень соответствия - модифицированная (MOD) 5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 января 2008 г. № 3-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31349-2007 (ИСО 8528-9:1995) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2008 г. 6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений - в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты» СОДЕРЖАНИЕ Введение Настоящий стандарт представляет собой руководство по оценке вибрационного состояния генераторного электроагрегата с приводом от двигателя внутреннего сгорания по результатам измерений вибрации на стационарных частях (корпусах и подшипниковых опорах) элементов электроагрегата: генератора и двигателя. Оценка вибрационного состояния генераторного электроагрегата с приводом от двигателя внутреннего сгорания основана на измерениях абсолютных значений параметров (перемещения, скорости, ускорения) широкополосной вибрации. Дополнительный критерий оценки по изменению параметров вибрации, обычно применяемый в задачах контроля технического состояния машин, в настоящем стандарте не рассмотрен. Измерения вибрации в целях оценки состояния электроагрегата могут составлять часть приемочных испытаний или быть использованы в программе технического обслуживания электроагрегатов на месте их эксплуатации. ГОСТ 31349-2007 (ИСО 8528-9:1995) МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТЫ ГЕНЕРАТОРНЫЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Измерение вибрации и оценка вибрационного состояния Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets. Measurement and evaluation of mechanical vibrations Дата введения - 2008-07-01 1 Область примененияНастоящий стандарт устанавливает метод измерений вибрации генераторных электроагрегатов в заданных точках конструкции и оценки на основе результатов измерений вибрационного состояния этих машин. Настоящий стандарт распространяется на генераторные электроагрегаты (далее - электроагрегаты) переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания с жестким или податливым основанием, применяемые на стационарных и передвижных установках - наземных или водных. Настоящий стандарт не распространяется на электроагрегаты воздушных судов, а также на электроагрегаты, используемые для приведения в движение наземных и железнодорожных транспортных средств. В случаях, когда безотказности работы электроагрегатов придают особо важное значение (генераторы электроснабжения больниц, высотных зданий), требования к производимой вибрации могут быть ужесточены по сравнению с требованиями настоящего стандарта. На основе настоящего стандарта могут быть установлены требования к электроагрегатам с приводом от других первичных двигателей возвратно-поступательного действия (паровых двигателей, двигателей на биологическом газе и т.д.). 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 2479-79 Машины электрические вращающиеся. Условные обозначения конструктивных исполнений по способу монтажа ГОСТ ИСО 2954-97 Вибрация машин с возвратно-поступательным и вращательным движением. Требования к средствам измерений ГОСТ ИСО 5348-2002 Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории государства по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку. 3 Термины и определенияВ настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24346, а также следующий термин с соответствующим определением. 3.1 вибрационное состояние: Значение или совокупность значений параметров, характеризующих вибрацию машины. 4 ОбозначенияВ настоящем стандарте применены следующие обозначения величин: а - ускорение; - пиковое значение ускорения; f - частота; s - перемещение; - пиковое значение перемещения; t - время; v - скорость; - пиковое значение скорости; х - продольная координата; у - поперечная координата; z - вертикальная координата; w - угловая частота. В качестве подстрочных индексов для параметров вибрации v, s и а использованы следующие обозначения: rms - среднеквадратичное значение; х - измеренное значение параметра вибрации в продольном направлении; у - измеренное значение параметра вибрации в поперечном направлении; z - измеренное значение параметра вибрации в вертикальном направлении; 1, 2, ..., п - возрастающий ряд натуральных чисел. 5 Нормативные и иные дополнительные требования5.1 Для электроагрегатов переменного тока, применяемых на морских судах и плавучих сооружениях, которые должны соответствовать правилам классификационного общества, могут быть установлены специальные требования. До размещения заказа на электроагрегат заказчик должен определить, требования какого классификационного общества должны быть выполнены. Дополнительные требования к электроагрегатам переменного тока, относящимся к неклассифицированному оборудованию, в каждом конкретном случае являются предметом соглашения между изготовителем и заказчиком. 5.2 При наличии требований, контролируемых органами надзора, заказчик должен сообщить о них до размещения заказа. Любые другие требования являются предметом соглашения между изготовителем и заказчиком. 6 Измеряемые параметрыИзмеряемыми параметрами являются среднеквадратичные значения ускорения, скорости и перемещения (см. раздел 10). В общем случае среднеквадратичное значение скорости вибрации на интервале времени от t1 до t2 определяют по формуле (1) В частном случае синусоидальной вибрации для среднеквадратичного значения скорости справедлива формула (2) Если анализ показывает, что вибрационная энергия сосредоточена преимущественно в дискретных составляющих на угловых частотах w1, w2, …, wп и для этих составляющих известны значения , , …, или , , …, , то справедливы следующие формулы: (3) (4) Примечание - Аналогичные соотношения имеют место для перемещения и ускорения. 7 Средства измеренийИзмерительная система должна обеспечивать получение среднеквадратичных значений перемещения, скорости и ускорения в диапазоне частот измерений от 2 до 1000 Гц. Частотная характеристика измерительной цепи должна быть равна единице (с учетом коэффициента преобразования, измеряемого на калибровочной частоте 80 Гц) во всем диапазоне частот измерений с допустимыми отклонениями ±10 % в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц и () % в диапазоне частот от 2 до 10 Гц. Все три параметра (перемещение, скорость и ускорение) могут быть получены в результате обработки сигнала с одного датчика вибрации с его последующим интегрированием (дифференцированием) при условии, что это не ухудшит точность измерений. Другие требования к средствам измерений - по ГОСТ ИСО 2954. Примечание - На точность измерений влияет способ крепления датчика вибрации с вибрирующей поверхностью, от которого зависит частотная характеристика измерительной цепи. Важно, чтобы в случае сильной вибрации не происходила потеря контакта между датчиком и поверхностью, на которую он установлен. Руководство по креплению акселерометров приведено в ГОСТ ИСО 5348. 8 Точки и направления измеренийРекомендуемые точки измерений вибрации на электроагрегате показаны на рисунке 1. Для компоновок конкретного вида (см. приложение А) точки измерений должны быть определены в технических условиях. Измерения, по возможности, следует проводить по всем трем направлениям декартовой системы координат: х, у и z. Точки измерений располагают на жестких частях двигателя и корпуса генератора, чтобы избежать влияния локальных резонансов. Допускается сократить число точек измерений, если опыт показывает, что это не ухудшит точность оценки вибрационного состояния электроагрегата. а) Электроагрегат с приводом от вертикального однорядного
двигателя,
b) Электроагрегат с приводом от вертикального однорядного двигателя
1, 2 - передняя и задняя верхние грани кожуха двигателя; 3, 4
- передняя и задние части основания двигателя; Примечание - Вертикальный однорядный двигатель изображен на рисунке для примера. Точки измерений 1 - 4 используют соответствующим образом и для двигателя других типов: V-образных, горизонтальных и пр. Рисунок 1 - Расположение точек измерений 9 Рабочие условия в процессе измеренийИзмерения проводят для электроагрегатов при рабочей температуре, номинальной частоте вращения генератора в режимах нулевой и номинальной мощности. Если режим номинальной мощности для данного электроагрегата недостижим, измерения проводят в режиме максимально достижимой мощности. 10 Оценка результатов измеренийОсновные частоты возбуждения вибрации для двигателя внутреннего сгорания лежат в диапазоне от 2 до 300 Гц. Однако для оценки вибрационного состояния электроагрегата в целом следует рассматривать диапазон от 2 до 1000 Гц. Дополнительные испытания могут потребоваться, чтобы убедиться в незначительности вклада локальных резонансов в результаты измерений. В приложении В указаны особенности вибрации электроагрегатов, влияющие на построение критериев оценки их вибрационного состояния. Ориентировочные предельные среднеквадратичные значения перемещения, скорости и ускорения для оценки вибрационного состояния электроагрегатов приведены в таблице С.1 (приложение С). Опыт показывает, что если вибрация лежит ниже уровня 1 (см. таблицу С.1), то повреждение электроагрегатов стандартной конструкции маловероятно. Если среднеквадратичные значения параметров вибрации лежат между уровнями 1 и 2, то для решения вопроса о надежном функционировании электроагрегата необходимо принимать во внимание особенности его конструкции, а также согласование возможных значений вибрации между изготовителем электроагрегата и поставщиками его отдельных узлов. Вибрация, превышающая уровень 2, обычно допустима только для электроагрегатов и его узлов в специальном исполнении. В любом случае изготовитель электроагрегата несет общую ответственность за надежность работы всех его компонентов. 11 Протокол испытанийВ протокол испытаний следует включать помимо результатов измерений параметров вибрации также основные сведения об электроагрегате и используемых средствах измерений (см. приложение D). Приложение А
|
Скорость двигателя, мин-1 |
Номинальная выходная мощность электроагрегата |
Перемещение1) srms, мм |
Скорость vrms, мм/с |
Ускорение1) arms, мм/с2 |
|
|||||||
Двигатель2), 3) |
Генератор2) |
Двигатель2), 3) |
Генератор2) |
Двигатель2), 3) |
Генератор2) |
|
||||||
кВ×А6) |
кВт |
Уровень 1 |
Уровень 2 |
Уровень 1 |
Уровень 2 |
Уровень 1 |
Уровень 2 |
|
||||
От 2000 до 3600 |
15 и менее |
12 и менее |
- |
1,11 |
1,27 |
- |
70 |
80 |
- |
44 |
50 |
|
50 и менее |
40 и менее |
- |
0,8 |
0,95 |
- |
50 |
60 |
- |
31 |
38 |
||
Более 50 |
Более 40 |
- |
0,644) |
0,84) |
- |
404) |
504) |
- |
254) |
314) |
||
От 1300 до 2000 |
10 и менее |
8 и менее |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
От 10 до 50 |
От 8 до 40 |
- |
0,64 |
- |
- |
40 |
- |
- |
25 |
- |
||
От 50 до 125 |
От 40 до 100 |
- |
0,4 |
0,48 |
- |
25 |
30 |
- |
16 |
19 |
||
От 125 до 250 |
От 100 до 200 |
0,72 |
0,4 |
0,48 |
45 |
25 |
30 |
28 |
16 |
19 |
||
Более 250 |
Более 200 |
0,72 |
0,32 |
0,45 |
45 |
20 |
28 |
28 |
13 |
18 |
||
От 720 до 1300 |
От 250 до 1250 |
От 200 до 1000 |
0,72 |
0,32 |
0,39 |
45 |
20 |
24 |
28 |
13 |
15 |
|
Более 1250 |
Более 1000 |
0,72 |
0,29 |
0,35 |
45 |
18 |
22 |
28 |
11 |
14 |
||
Менее 720 |
Более 1250 |
Более 1000 |
0,72 |
0,24 (0,16)5) |
0,32 (0,24)5) |
45 |
15 (10)5) |
20 (15)5) |
28 |
9,5 (6,5)5) |
13 (9,5)5) |
|
1) Значения srms и arms получены на основе vrms по следующим формулам: srms = 0,0159vrms; аrms = 0,628vrms. 2) В случае соединения двигателя с генератором через фланцевый щит результаты измерений в точке 5 [см. рисунок 1 а)] должны удовлетворять требованиям к предельной вибрации для генераторов. 3) Значения, установленные для двигателей внутреннего сгорания, применимы к двигателям выходной мощностью более 100 кВт. Для двигателей меньшей мощности типичных значений вибрации не существует. 4) Данные значения должны быть предметом соглашения между изготовителем и заказчиком. 5) Значения, указанные в скобках, применяют к генераторам на жестком бетонном основании. В этом случае предельные значения продольной вибрации в точках 7 и 8 на рисунке 1 а) и b) должны составлять 50 % значений, указанных в скобках). 6) При номинальном коэффициенте мощности cosjr = 0,8. Примечание - Кривые предельных значений для синусоидальной вибрации в зависимости от ее частоты показаны на рисунке С.1. |
||||||||||||
Примеры кривых предельных значений даны для случая чисто синусоидальной вибрации:
Кривая а: двигатель (см. таблицу С.1), vrms = 45 мм/с.
Кривая b: генератор (см. таблицу С.1), vrms = 20 мм/с.
Рисунок С.1 - Пример: предельные значения для синусоидальной вибрации
D.1 Общие сведения
Компания, проводящая измерения: |
Заказчик: |
Протокол № |
|
Дата: |
Сведения о двигателе и генераторе электроагрегата
Двигатель |
Генератор |
|
Изготовитель |
||
Модель |
||
Серийный номер |
||
Номинальная мощность |
кВт: |
кВ×A: cosj = |
Номинальная скорость (частота вращения) |
мин-1: |
мин-1: Гц: |
Конструктивное исполнение |
□ Однорядный □ V-образный |
□ IM В201) □ IM B5 □ IM B14 Другая □ IM B3 |
Число |
цилиндров: |
подшипников: |
Тип |
□ Двухтактный □ Четырехтактный |
□ Синхронный □ Асинхронный |
Соединение |
□ Муфта с гибким диском □ Прямое □ Эластичная муфта |
|
1) Условные обозначения по коду IM (ГОСТ 2479-79, приложение 3). |
D.2 Сведения о конструкции
Чертеж основания
№
Организация, осуществлявшая монтаж
Данные о компоновке двигателя и генератора
Крепление двигателя |
Крепление генератора |
Основание |
Опора рамы (при наличии) |
Фланцевое соединение |
□ Жесткое |
□ Жесткое |
□ Жесткое |
□ Жесткая |
□ Есть |
□ Упругое |
□ Упругое |
□ Податливое |
□ Упругая |
□ Нет |
D.3 Точки измерений
На подробном чертеже указывают точки измерений и их число подобно тому, как это показано на рисунке 1. Дополнительные точки измерений должны быть последовательно пронумерованы и отображены на чертеже.
D.4 Результаты измерений
К протоколу прилагают распечатки результатов, диаграммы, спектры и т.п.
Измерительная аппаратура
Вид аппаратуры |
Изготовитель |
Модель |
Примечания |
Датчик |
|||
Измерительный прибор |
|||
Устройство регистрации данных |
|||
Средства калибровки |
|||
Примечание - Термины по ГОСТ ИСО 2954-97. |
Сведения об измерительной аппаратуре
Крепление датчика вибрации |
□ резьбовое |
□ удерживается вручную |
□ на клею □ на магните |
|
|||
Измеряемая величина |
□ перемещение |
□ скорость |
□ ускорение |
|
|||
Регистрируемая величина |
□ перемещение |
□ скорость |
□ ускорение |
|
|||
Диапазон измерений |
амплитуда: |
частота: |
|
||||
Полоса анализа (фильтр) |
линейный диапазон: |
полоса частот: |
|
||||
Настройки устройства регистрации (коэффициент усиления, скорость движения записывающего устройства и др.): |
|||||||
Примечания: |
|
||||||
|
Результаты измерений
Мощность, кВт: Скорость, мин-1: |
Температура окружающего воздуха, °С: Марка топлива: |
||||||||||
Точки измерений |
Среднеквадратичные значения1) параметров в диапазоне частот от 2 до 300 Гц в направлениях |
Примечания |
|||||||||
продольном (х) |
поперечном (у) |
вертикальном (z) |
|||||||||
s, мм |
v, мм/с |
а, м/с2 |
s, мм |
v, мм/с |
а, м/с2 |
s, мм |
v, мм/с |
а, м/с2 |
|||
1) Измеренные или рассчитанные. |
|||||||||||
Таблица Е.1
Раздел, подраздел, пункт, подпункт, таблица, приложение |
Модификация |
2 Нормативные ссылки |
Дополнен ссылкой на ГОСТ ИСО 2954-97 «Вибрация машин с возвратно-поступательным и вращательным движением. Требования к средствам измерений». Ссылка на ИСО 2041:1990 «Вибрация и удар. Термины и определения» заменена ссылкой на ГОСТ 24346-801) «Вибрация. Термины и определения». Ссылка на ИСО 5348:1987 «Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров» заменена ссылкой на ГОСТ ИСО 5348-20021) «Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров». Ссылка на ИСО 8528-5:1993 «Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателей внутреннего сгорания. Часть 5. Генераторные агрегаты» исключена. Ссылка на МЭК 34-7:1992 «Машины электрические вращающиеся. Часть 7. Классификация типов конструкций и монтажных устройств (код IM)» заменена ссылкой на ГОСТ 2479-791) «Машины электрические вращающиеся. Условные обозначения конструктивных исполнений по способу монтажа» |
7 Средства измерений |
Текст «Измерительная система должна обеспечивать получение среднеквадратичных значений перемещения, скорости и ускорения в диапазоне от 10 до 1000 Гц с точностью ±10 и в диапазоне от 2 до 10 Гц с точностью () %. Все три параметра (перемещение, скорость и ускорение) могут быть получены в результате обработки сигнала с одного датчика вибрации с его последующим интегрированием (дифференцированием) при условии, что это не ухудшит точность измерений.» заменен на следующий: «Измерительная система должна обеспечивать получение среднеквадратичных значений перемещения, скорости и ускорения в диапазоне частот измерений от 2 до 1000 Гц. Частотная характеристика измерительной цепи должна быть равна единице (с учетом коэффициента преобразования, измеряемого на калибровочной частоте 80 Гц) во всем диапазоне частот измерений с допустимыми отклонениями ±10 % в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц и () % в диапазоне частот от 2 до 10 Гц. Все три параметра (перемещение, скорость и ускорение) могут быть получены в результате обработки сигнала с одного датчика вибрации с его последующим интегрированием (дифференцированием) при условии, что это не ухудшит точность измерений. Другие требования к средствам измерений - по ГОСТ ИСО 2954.» |
10 Оценка результатов измерений |
Исключен последний абзац: «В любом случае изготовитель электроагрегата несет общую ответственность за надежность работы всех его компонентов (см. ИСО 8528-5:1993, пункт 15.10).» |
Библиография |
Структурный элемент исключен |
1) Степень соответствия - NEQ. |
Ключевые слова: электроагрегаты генераторные, двигатели внутреннего сгорания, вибрация, измерения, оценка вибрационного состояния |