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国标-中小功率柴油机+振动测量及评级

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国标-中小功率柴油机+振动测量及评级_第1页
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ICS 27.020J 90a雷 中华人民共和国国家标准GB/T 7184—2008 代替GB/T 7184—1987,GB/T 10397--2003中小功率柴油机 振动测量及评级Small and medium power diesel engines-- Measurement and evaluation of vibration2008-08-1 1发布 2009-02-0 1实施中华人民共和国国家质量监督检验检 掣炅发布中国国家标准化管理委 员会仅111GB/T 7184—2008刖吾本标准是对GB/T 7184一1987《中小功率柴油机振动测量方法》,GB/T 10397--2003《中小功率柴 油机振动评级》的修订本标准与被修订标准的主要区别如下: ——扩大了适用范围; ——改进了振动测量和评级量标;一修改了测量工况; ~~增加附录D,提供了往复式柴油机振动分类参考表 本标准的附录A为规范性附录,附录B、附录c、附录D为资料性附录 本标准自实施之日起代替GB/T 7184 1987、GB/T 10397--2003 本标准由中国机械工业联合会提出 本标准由全国内燃机标准化技术 委员会(SAC/TC 177)归口。

本标准起草单位:上海内燃机研究所、绵阳新晨动力机械有限公司、广西玉柴机器集团有限公司、上 海汽车集团股份有限公司技术中心本标准主要起草人:袁卫平、叶怀汉、蔡相儒、王立强、汪建忠、王红剑、罗志坚、陈伟芳 本标准所代替标准的历次版本发布情况为:——GB/T 7184—1987: 一~GB 10397 1989、GB/T 10397 2003GB/T 7184—2008引言本标准通过对非旋转部件的测量,建立了往复式柴油机机械振动测量及评级的方法和指南本标 准涉及了柴油机的主结构振动,并且为柴油机振动的分级和避免结构上所装附属设备产生问题,规定了 振动的指导值本标准还推荐了测量和评级准则往复机械的典型特征是振动的质量,周期性变化的输出(输入)扭矩和附属管路中的脉冲力,所有这 些特征都会对主支承产生很大的变力,并使主支承架的振动振幅增大该振幅一般要比旋转机械的高, 但是由于其主要取决于机械的结构特征,因此在机器使用寿命内,往复式机械比旋转式机械更稳定对往复式柴油机来说,按照本标准对柴油机主结构的振动进行测量和量化,只能对柴油机本身零部 件的应力和振动状况提供一个粗略的概念如旋转零件的扭转振动一般不能通过机械结构零件的测量 来评定。

当超过按同类柴油机的经验数据所制定的指导值时,主要是使安装柴油机上的零件(如增压 器、热交换器、调速器、滤清器、泵等)、柴油机与其外部零件间的连接件(如管路)或监测仪表(如压力表、 温度计等)遭致损坏而要预测振动达到什么值就会出现损坏的问题,则在很大程度取决于这些零件及 其紧固件的设计在某些情况下,需要对某些柴油机零件进行专门的测量,以确定其振动的允许值而且有时还会碰 到即使测量值在允许的指导值范围内,但由于各种柴油机附属零部件不尽相同,仍可发生问题这些问 题可以而且也必须通过特定的“局部测量”(如避开共振)来校准尽管如此,经验表明,在大多情况下用 可测量的量来表征振动状况,并给出指导值是可行的这说明可测量的变量和指导值在大多数情况下 可以给出可靠的评定为定量表示,在以简单方式描述往复活塞式柴油机振动时,本标准将采用“振动 烈度”这一术语往复活塞式柴油机的振动值不仅受柴油机本身特性的影响,而且在很大程度上受基础影响由于 往复式柴油机可看作振源,因此在柴油机与基础间的隔振是必要的基础的振动响应会对柴油机振动 产生相当大的响应,这些振动状况还依赖于柴油机周边环境的传递特性,所以不能由柴油机本身的振动 完全确定。

因此本标准只能就柴油机对环境的影响起建议作用ⅡGB/T 7184—2008中小功率柴油机 振动测量及评级1范围 本标准规定了往复式柴油机整机非旋转和非往复部件振动的测量方法及评级准则轴振动(包括 扭转振动)不属于本标准的范围 本标准适用于刚性或柔性支承的往复活塞式柴油机,其典型用途为低速 货车、三轮汽车、拖拉机、排灌泵、船用主机、船用辅机以及发电机组等用柴油机 本标准还适用于由往复式机器驱动或驱动往复式机械的配套机器,对此应按有关标准和分级来 评定 本标准不适用于安装在道路车辆(如工业卡车)上功率大于100 kW的往复式柴油机 本标准提供的评级准则适用于运行监控和验收试验,评价柴油机的机械振动对直接安装在柴油机 上仪器设备的不利影响 本标准提供的评级准则不适用于柴油机内部零件的评定例如与气门、活塞、 与活塞环等有关的问题就未必能在测量中反映出来,识别这些问题需要使用研究性技术同样噪声也不在本标准范围内2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB/T 2298机械振动与冲击术语(GB/T 2298--1991,neq ISO 2041:1990)3术语及定义本标准采用GB/T 2298所规定的定义及下列定义3.1 振动烈度vibration severity诸如极大值、平均值、均方根值或其他描述振动的参数中的一个或一组指定值它可适用于瞬时数 据或平均后的数据注:GB/T 2298对上列定义所加的两条注,不适用于本标准4振动测量方法4.1测量仪器和待铡的量 第5章规定了往复式柴油机振动烈度分级准则该分级以频率2 Hz~1 000 Hz范围内所测振动 速度或位移、速度和加速度的综合值为基础 往复式柴油机的主激振频率一般在2 Hz~300 Hz范围内,但是当把辅助设备与柴油机一起按整 机考虑时,就在至少2 Hz~1 000 Hz范围内描述振动特征而对待殊用途来说,则可由制造厂与客户 商定不同的范围振动信号常量一般包括许多主要频率分量,其均方根(r.m.s)值与峰值之间、峰峰值之问没有简单 的数学关系,因而推荐测量系统所测得的位移、速度和加速度的均方根值,其准确度在10 Hz~1 000 Hz范围内的应为土10%,2 Hz~10 Hz范围内应为一20%~+10%。

这些数值均可用单个传感 器测得,其信号经处理后还可求出非直接测量的量(例如加速度计的输出经一次积分可得速度,两次积】GB/T 7184—2008 分可得位移),应该注意确保任何处理过程都不影响测量系统所要求的精度对于功率小于等于100 kW的往复式柴油机只要求测量速度的均方根值,该值也可以通过非直接测量经信号处理后得到 频率响应和所测振动幅值均与传感器的固定方法有关尤其重要的是,在高振动值时,必须保持传感器与柴油机间的可靠固定,例如GB/T 14412就有加速度计的安装指南 4.2测点位置和测量方向 为了确保振动测量的评级尽可能统一,进而可对不同柴油机进行精确的比较, 推荐测量位置如图1~图4所示,通常必须在这些测点位置上与柴油机相关的三个主方向上进行测量 图1~图4所示柴油机仅为示例;对于不同型式的柴油机(如星形式发动机),可采用类似的测点 如果根据同类柴油机的经验,可以预测最大振动烈度点的位置,则不必考虑采用图中所规定全部测点但应将易接近受有载荷的轴承位置应当包括在内而对验收试验来说,如果所用测点数较少'贝0应 由制造厂与客户另行商定如果为了更仔细地研究或进行比较之用,应优先推荐使用图1--图4中的测点。

在选取合适的测点 时,应考虑具体所测柴油机的结构布置及安装限制所选择的全部测点,应使振 动传感器能正确固定在柴油机的主结构上 测量柴油机所装零部件的振动,可以提供有关失效的有用信 息,但是本标准中所列指导仅适用于在柴油机主结构上由图1~图4所给定的测点位置示例 在机架右侧部边缘、靠柴油机联轴节端、沿y(水平)方向的标记为: R3 1 y图示说明测量端面L面向联轴节法兰时左侧 R面向联轴节法兰时右侧 测量平面1柴油机支承端2 曲轴平面3机架顶部边缘 沿柴油机长度方向的测点1联轴节端部.2柴油机中部.3柴油机自由端 图1直列式柴油机示例GB/T 7184—2008注:图示说明见图1 本图中只有两个测量平面(1和3)和两个方向 的测点(1和.3) 图2卧式单缸柴油机示例3,,匕rr注:图示说明见圈1 图3多缸V型柴油机示例3GB/T 7184—2008注:图示说明见图1 图4水平对置柴油机示例 4.3测量工况测量必须在柴油机处于稳定工况(例如运行温度正常)时进行机械振动烈度必须依据正常运行时 额定功率和转速范围内发生的最大振动为基础 4.4测量结果记录 测量结果记录应包括柴油机和使用测量系统的基本数据,这些数据须列入用作测 量记录的附录B的表B.1和表B.2中。

5振动评级准则 振动烈度等级用数值示于表1,并用图表示于附录C中为了定量表示,对功率小于等于100 kW的往复式柴油机只须测量速度在2 Hz~1 000 Hz范围内的(宽频带)均方根值,并求出柴油机主结构上 所测速度最大综合均方根值时的振动烈度等级,以此作为评级;如客户需要,可铡量位移和加速度在该 频带内的均方根值,仅作参考,不作评级对功率大于100 kW的往复式柴油机必须测量位移、速度和 加速度在2 Hz~1 000 Hz范围内的综合(宽频带)均方根值,并求出在主结构上所测各位移、速度和加 速度最大综合均方根值时的振动烈度等级,这三个等级中的最大值就是评定柴油机振动烈度等级的 量标 表1振动烈度等级(2 IIz~1 000 Hz)柴油机主结构上所测综舍振动限值 振动烈度等级 位移/ 速度/加速度/9m(r.m.s)(ram/s)(r.m.s) (mm/s2)(r m s)0.3≤4.5≤0.28≤0.440.5≤7.1≤0.45 ≤0.700.7 ≤11.3 ≤0.71 ≤1 111 1≤17.8 ≤1.12 ≤1.761 8≤28.3 ≤1.78 ≤2.792 8≤44.8≤2.82 ≤4.424.5 ≤71.0≤4.46 ≤7 017.1≤113 ≤7.07 ≤11.111 ≤178 ≤11.2 ≤17.6GB/T 7184—2008 表1(续)柴油机主结构上所测综合振动限值 振动烈度等级位移/ 速度/ 加速度/“m(r m.s)(mm/s)(r.m.s) (mm/s2)(r.m.s)18 ≤283 ≤17.8 ≤27.928 ≤448 ≤28.2 ≤44.245 ≤710≤44.6 ≤70 171 ≤1125≤70.7≤111112≤1 784 ≤112≤176180>1 784 >112 >175注:表中值系根据在2 Hz--10 Hz范围恒位移,在10 Hz~250 Hz范围恒速度和在250 Hz~1 000 Hz范围恒加 速度导出。

例如表2中给出的振动值系在柴油机主结构上R3.1位置处的测量值相应于表1中的振动烈度 等级列于方括号内该柴油机的标定功率大于100 kW,可以得出柴油机在此位置处的振动烈度等级为28同样可以对所有其他位置进行评定以确定整台柴油机的最大振动烈度等级 表2振动值示例实测振动值 位置位移/ 速度/加速度/ “mff.m.s)(ram/s)(r,m.s) (mm/s2)(r.m.s)R3 1 X 100E等级7.1] 15[等级18] 9[等级7.1] R3.1 y 150[等级111 15E等级lS3 8[等级7.1] R3.1 Z 250[等级183 22[等。

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