船用柴油机轴系振动测量方法

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1、ICS 47 020 20备案号：32916-201 1园U 44中华人民共和国船舶行业标准CBT 3853201 1代替CBT 38531999船用柴油机轴系振动测量方法Measure method for vibration in shaft system of marine diesel engine201 1一0615发布201 11001实施中华人民共和国T业和信息化部发布C8T 3853_一201 1月lJ舌本标准按照GBT 112009给出的规则起草。本标准代替CBT 3853-1999船用柴油机轴系扭转振动测量方法，与CBT 3853-1999相比主要技术变化如下： 标准名称更

2、改为CBT 3853船用柴油机轴系振动测量方法。增加了和扭振应力测量相关的测量方法、测点布置和测量技术要求；增加了扭振测量仪器的相关技术要求；增加了测点布置中关于飞轮齿圈侧布置测点要求；增加了扭振升速或降速测量的技术要求；增加了非稳态扭振测量的阶次跟踪分析的技术要求；增加了如果实测值与计算值差异较大，需要重新评定计算结果的技术要求；增加了轴系回旋振动的测量技术要求；增加了轴系纵向振动的测量技术要求。 本标准由中国船舶重工集团公司提出。 本标准由中国船舶重工集团公司标准化研究中心归口。 本标准起草单位：中国船舶重工集团公司第七一一研究所。 本标准主要起草人：胡宾、王慰慈、周文建、周炎。CBT 3

3、853-1999的历次版本发布情况为：GB 62991986。OBIT 3853201 1船用柴油机轴系振动测量方法1范围t|j柴油机及适用于本文3 4相对振幅reI ati Me ampl itude轴系中某点振幅1，参考点振幅的比值。3 5简谐次数harmon c orde r旋转轴稳定旋转时的IF弦波的阶次，简称谐次。CBT 3853201 14量标4 1进行扭振测量时，以弧度(tad)为计量单位。4 2进行应力直接测量时，以牛每平方毫米(Nmm2)为计量单位。4 3进行纵向振动和回旋振动测量时，以毫米(n)为计量单位。5测量系统51测量仪器511测量仪器应按标定周期定期在国家主管部门认

4、可的检测机构进行校验合格并在有效期内。512测量频率范围一般为1 Hz1000 Hz。如所选测量仪器的频率范围不足，则应满足测量信号中主 谐次(即柴油机各单位曲柄相对振幅矢量同向的谐次)或副谐次的频率要求，其频率响应平直部分的允 许误差应小于5：如果测量仪器低频响应不足，其特性确定，则可以使用，但应对测量值进行修正。 513扭转振动测量可选用机械式扭振仪、电测扭振仪和扭振应力测量仪器等，并应符合GBT 13436 的规定。 514使用机械式扭振仪时应合理选择或调整有关的仪器工作参数如：传动比、弹簧常数、皮带长度 和松紧(如用皮带传动时)、划笔放大比和阻尼等。515进行纵向振动测量时应选用基于电

5、测纵向振动测量仪器。516进行回旋振动测量时应选用基于电测回旋振动测量仪器。52传感器521选用的传感器，在规定的工作环境(如温度、湿度、磁场、油污等)下，应能可靠地工作。 522传感器经受非正常状况(如冲击、过热、浸油、浸水等)后，应及时校验。校验后表明其性能 仍符合要求时，方可继续使用。 523传感器可使用应力测量应变片，粘贴应变片的被测轴系表面应进行充分的清洁处理，应变片的 粘贴必须符合相应的粘贴工艺，应变片粘贴位置应准确，粘贴胶水层的厚度要薄和均匀，并保证应变片 完全粘贴于被测轴系表面，不得产生气泡、脱落、剥离和位置歪斜等现象，以保证应变测试精度。52 4安装好的应变片和被测轴系绝缘，

6、外表面需要作必要的保护，在规定的工作环境(如温度、湿度、磁场、油污等)下，应能可靠地工作。52 5对于在温度等环境参数变化较大的场合测量时，为保证测试精度，应增加补偿装置或措施。5 3连接导线531导线应按测量仪器说明书的要求选用。 532导线在规定的使用环境(温度、湿度、磁场等)下，应能可靠地工作。533更换导线，应对测量仪器系统进行再校验。54指示装置和记录仪器5 4 1指示装置可用数字式、模拟式或计算机作为显示装置。5 4 2记录仪器可用磁带记录仪、固态存储记录仪或计算机。CBT 3853-201 16测点布置6 1扭转振动电测法的测点应参照扭转振动计算书布置在振幅较大处，一般布置在柴油

7、机曲轴自由端， 若在自由端无法安装传感器的情况下，允许在飞轮齿圈侧等部位布置测点。 62扭振应力直接测量的测点，一般布置在应力较大处，应变片应贴在传动轴上。63需进行多点测量时，测点应布置在振幅或应力较大的部位和其它需要测量的部位。6 4柴油发电机组的扭振测量，可在发电机轴外伸端附加测点。6 5柴油机台架试验时的扭振测量，亦可在测功器端布置测点。66回旋振动测量时，测点部位一般选在轴系最后一档中间轴承和尾轴管之间的轴段上，或者布置在 最大振动处。67纵向振动测量时，测点部位一般选在柴油机轴系自由端处或推力轴承处。7测量条件71对于海船，测量时水深不应小于吃水深度的五倍；内河船舶测量应在正常工作

8、区域的主水道中进 行；被测船舶应达到额定排水量或使螺旋桨全部浸入水中。7 2海船测量应在不大于三级海况下进行，内河船舶应在不大于三级风的情况下进行测量。7 3测量应在船舶恒速、直线航行(舵角变化在2。以内)条件下进行，工程船舶在正常工作状态下进行。 74测量系统在安装、接线后应进行全面检查，确保测量工作正常进行。75测量系统应在允许的工作环境内工作。电源电压应符合仪器正常工作要求，并应良好接地。76机械式扭振仪的传动皮带应该合理张紧。77电测类轴系振动测量仪器的导线必须固定，避免与被测装置之间的相对运动，并尽量排除温度等 环境干扰和电磁干扰，以保证测试精度。 78测量时柴油机应运转正常，与柴油

9、机有关的监测仪表应符合原仪表的等级要求。7 9如测量不在上述条件下进行时，应加以说明。8测量工况81在柴油机正常工作的最低稳定转速到最高转速范围内分档进行测量，在共振临界区内的转速分档 间隔应尽量减小。 82若遇到柴油机无法进行转速分档的情况，可进行连续升速或降速状态下的轴系振动测量，升速或 降速的速率按照被测柴油机的技术参数和实际能力，平稳上升或下降的原则进行设置，并在记录中予以 说明。83柴油机台架试验时的轴系振动测量，按额定功率的推进特性或负荷特性进行。8 4船用柴油发电机组的扭转振动测量，应在100额定负荷工况下，在所允许的最低到最高转速的范围内分档进行测量；建议在90额定负载至110

10、额定负载的转速范围内进行分档。8 5在特殊工况下如需进行轴系振动测量，在记录中应加以说明。9测量要求91测量时，柴油机应正常稳定的工作，并应在每-N量工况保持柴油机转速的稳定。CBT 385320119 2柴油机转速连续变化状态下的轴系振动测鞋，为保证测量的一致忖和准确阵，应进行连续升+速状 态下的轴系振动测量。9 3仪器测程，。般应使测得的最大振幅伉小小丁指示装置30的满刻度。9 4 在每一测量T况F，应保iiE充足的测量时间，以提供足够的记录信号。9 5测量过程巾如 现读数波动过大，府墩其稳定位记录。9 6测量时允许使用滤波器，但应仵测繁报jli中加以说明。一7测量时如遇1F止常情况，应打

11、：测量H、惝鼢鹏茹10 1频谱分析和阶次E雎五分析曲擎淼徽主(或副)i肖励馏振蜻；定测点在各档转速时7法，确定测点在各臻瓣鬻攮的要求，选川适定的分析叫司内 睦择析频率，使分辨 蠢引起频谱分谱分散，可改用 佝幅e表征或说明； 勰冀k)以及再瑚量信号；rI宁分析仪器进行盱的频潜图象gh章阶采基信将绘 细次用丁号测制转速测娴【振振幅频率，应系数Jt角振幅AHz1004CBT 3853_2011表2纵向振动和回旋振动电测法记录表格转速测量分析转速测点振幅备注 电压电压 i频率，测量转速月谐次r响应系数占f位移A(修正前)(修正后) rminHzfi00 V V注1：响应系数(即反应系数)占沩测量仪器系

12、统在稳定工作状态(仪器灵敏度一定、输入信号一定)下，频率输出信号与频率响应平直部分频带上输出信号的振幅值之比(即占f=测量值真实值)。 注2：根据采用的测量仪器和分析方法不同，表格内容可增减。表3应力直接测量法记录表格转速测量分析转速测量值备注i频率，转速n谐次r电压扭矩应力rrainHzf|VNmNlm2根据采用的测量仪器和分析方法不同，表格内容可增可减。102有关船型、柴油机主要参数、船舶航行条件和使用的测量、分析仪器等信息应在测量报告中说明或以表格形式提供。103用按i01 f)要求绘制的曲线所反映的轴系共振特性，确定实测轴系的各节J临界转速和固有(即 自振)频率。 104当实测轴系固有

13、频率与理论计算值之间的误差不大于5时，可根据实测点的振幅或应力按计 算振型(自由振动振型)推算轴系各部件(或元件)的振幅或应力(扭矩)。 105如利用轴系振动应力直接测量方法，可根据该轴段实测得到的应力按振型(自由振动振型)推算轴系各部件(或元件)的振动应力或者扭振力矩。 106用按104和105推算轴系各部件(或元件)的振动应力或者扭振力矩与其许用值比较，如果实 测值与计算值差异较大，应根据测量值重新评定计算结果。11测试报告内容格式测试报告内容格式见附录A。5CBT 3853201 1附录A (资料性附录) 测量报告内容格式示例A 1任务来源、测量目的和内容 A2测量仪器 A3测点布置(图

14、示、照片或文字说明) A 4测量条件、时间、地点、单位和人员 A5测量工况(柴油机转速和负荷)A 6柴油机主要技术参数柴油机主要技术参数见表A1表A1柴油机主要技术参数机型：气缸排列：气缸数：冲程数：缸径(mm)冲程(口)额定转速(rmin)额定功率(kW)发火顺序：曲轴材料：曲柄销直径：外径出= mm：主轴颈直径：外径dK- m； 内径d=nml；内径d=mm：A7有关轴系自由振动计算资料 有关轴系自由振动计算资料如下a)轴系当量系统布置简图；b)轴系自由振动计算有关资料C)轴系相对振幅振型图。 A8频谱分析或阶次分析频谱分析或阶次分析如下：a)采用的分析方法、分析仪器和分析参数如下6CBT 385320111)人工常规分析方法分析的典型扭振信号样品：2)人工采样进行简谐分析的典型扭振信号；3)模拟分析典型频谱图；4)数字分析典型频谱图以及再现的原测量信号。注：只输入所采用的分析方法、分析仪器和分析参数。b)按分析结果的数据，绘制各主(或副)谐次的被测点振幅变化曲线c)轴系固有频率的实测值与计算值比较见表A2；表A2轴系固有频率的实测值与计算值比较各阶固有频率一阶m二阶肺三阶I阶f 实测固有频率计算固有频率 相对误差()(实测计算)d)根据被测点实测振幅，按计算的主振型推算的各部件(或元件)承受的振动应力或振动扭矩与 其许用值绘制在一幅随转速变化的图上进行比较。