ГОСТ ISO 21940-31-2016

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Вибрация

БАЛАНСИРОВКА РОТОРОВ

Часть 31

Подверженность и чувствительность машин к дисбалансу

Mechanical vibration. Rotor balancing. Par 31. Susceptibility and sensitivity of machines to unbalance

МКС 17.160

Дата введения 2017-12-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 8 декабря 2016 г. N 50)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 февраля 2017 г. N 41-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 21940-31-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 декабря 2017 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 21940-31:2013* "Вибрация. Балансировка роторов. Часть 31. Подверженность и чувствительность машин к дисбалансу" ("Mechanical vibration - Rotor balancing - Part 31: Susceptibility and sensitivity of machines to unbalance", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан подкомитетом ISO/ТС 108/SC 5 "Контроль состояния и диагностика машин" технического комитета по стандартизации ISO/TC 108 "Вибрация, удар и контроль состояния" Международной организации по стандартизации (ISO).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВЗАМЕН ГОСТ 31186-2002 (ИСО 10814:1996)

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.

  Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Балансировка ротора, проводимая на стадии изготовления машин (например, в соответствии с [1] или [4]), обычно обеспечивает получение приемлемых уровней вибрации машины в процессе ее эксплуатации, если отсутствуют другие источники вибрации помимо дисбаланса. Но есть и исключения, когда машина при вводе в эксплуатацию требует дополнительной балансировки. Более того, в процессе эксплуатации машины время от времени, а то и достаточно часто, может появляться необходимость устранения дисбаланса.

Причиной повышенной вибрации машины при вводе в эксплуатацию может быть неправильно проведенная балансировка ротора или погрешности в его сборке. Но может оказаться и так, что причиной чрезмерной вибрации собранной машины является ее повышенная чувствительность к небольшим остаточным дисбалансам, значения которых укладываются в обычные пределы допусков.

При обнаружении повышенной вибрации первая попытка ее устранения зачастую состоит в проведении балансировки на месте эксплуатации. Если при этом удается устранить вибрацию с помощью относительно небольших корректирующих масс, это свидетельствует о высокой чувствительности машины к дисбалансу. Такое может быть, например, в случаях, когда рабочая скорость машины близка к критической, или в случае низкого демпфирования в системе "ротор-опора".

Если машина с высокой чувствительностью к дисбалансу обладает к тому же и повышенной подверженностью изменения дисбаланса, то такая машина может потребовать частого проведения балансировки на месте ее установки. Причиной изменения дисбаланса могут быть, например, износ элементов машины, изменение температуры, массы, жесткости и демпфирующих свойств машины в процессе ее работы.

Если в процессе эксплуатации дисбаланс машины, также как и другие условия ее работы, сохраняется практически неизменным, то достаточно проводить только незначительную дополнительную балансировку, совмещаемую с другими ремонтными работами или процедурами технического обслуживания. В противном случае может возникнуть необходимость внесения изменений в конструкцию машины, которые позволят изменить значения ее критических частот, характеристик демпфирования или других параметров. Таким образом, пользователю необходимо знать, какое значение чувствительности машины к дисбалансу является допустимым.

В настоящем стандарте предполагается, что вибрация на частоте вращения ротора обусловлена только неуравновешенностью машины. Следует, однако, иметь в виду, что помимо дисбаланса на вибрацию машины, в том числе и на частоте вращения, влияет множество других факторов, например погрешности изготовления и сборки. Чувствительность машины ко многим из этих погрешностей близка к чувствительности к дисбалансу и может быть удовлетворительно описана с помощью последней, однако рассмотрение всех иных факторов, помимо дисбаланса, выходит за рамки настоящего стандарта.

Кроме того, чувствительность машины к дисбалансу может изменяться в процессе ее работы. Это зависит от конструктивных особенностей машины, в том числе от свойств ее опоры и фундамента. Указанные свойства могут изменяться со временем в результате действия процессов износа и образования трещин. Модальные характеристики некоторых тепловых машин, особенно снабженных подшипниками скольжения, изменяются в зависимости от эксплуатационных параметров (давление и температура пара, температура масла и пр.). Для электрических машин на характер вибрации оказывают влияние другие параметры, например значение силы тока возбуждения. Все эти эффекты, требующие для их выявления применения диагностических процедур, в настоящем стандарте не рассматриваются.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения чувствительности машин к дисбалансу, а также оценки степени близости рабочей скорости вращения ротора машины к критической скорости вращения.

В настоящем стандарте приведены рекомендации по применению числовых значений чувствительности в ряде практических случаев.

Настоящий стандарт устанавливает классификацию машин на группы в зависимости от подверженности машин дисбалансу и указывает значения модальной чувствительности к дисбалансу, характерные для машин каждой группы. Эти значения применяют для машин, у которых имеется либо одна критическая скорость в рабочем диапазоне скоростей вращения, либо несколько критических скоростей, разнесенных между собой достаточно широко (более чем на 20% их значения).

Приведенные значения чувствительности не предназначены для использования в качестве условий приемки машин, а служат только для указания того, как избежать, с одной стороны, повышенной вибрации машины, а с другой - завышенных требований к плавности ее работы. Они могут служить также основанием для проведения более подробных исследований, например, в случаях, когда необходимо уточнить значение чувствительности конкретной машины.

Выполнение рекомендаций настоящего стандарта в отношении чувствительности машины к дисбалансу позволяет ожидать, что вибрация машины не превысит установленных пределов. Однако необходимо иметь в виду, что в машине существует много других источников вибрации, которые в настоящем стандарте не рассматриваются.

     2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходим следующий ссылочный стандарт*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта. Для недатированных - последнее издание ссылочного стандарта (включая все его изменения).

ISO 1925, Mechanical vibration. Balancing. Vocabulary (Вибрация. Балансировка. Словарь)

________________

Заменен на ISO 21940-22017

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ISO 1925.

Примечание - Пояснение к некоторым терминам дано в приложении A.

     4 Классификация машин по степени их подверженности дисбалансу

4.1 Общие положения

Классификация машин по степени их подверженности дисбалансу основана на оценке ожидаемого развития дисбаланса в процессе работы машины. Для машин с низкой подверженностью дисбалансу допустима более высокая чувствительность к дисбалансу (т.е. они требуют меньшего демпфирования), и, наоборот, если подверженность к дисбалансу высока, то для обеспечения приемлемых уровней вибрации машина должна обладать низкой чувствительностью к дисбалансу (иметь более высокое демпфирование).

4.2 Группа I. Низкая подверженность

Для машин данной группы характерна низкая вероятность появления значительного изменения дисбаланса в процессе их эксплуатации. Обычно такие машины имеют ротор, масса которого велика по сравнению с массой несущего корпуса, работают в условиях чистой среды, имеют незначительный износ, а изменения формы ротора вследствие изменения температуры минимальны.

Пример - Валы бумагоделательных машин, печатные валы, высокоскоростные вакуумные насосы.

4.3 Группа II. Средняя подверженность

Для машин данной группы характерна средняя вероятность появления значительного изменения дисбаланса в ходе их эксплуатации. Ротор таких машин может быть подвержен значительным перепадам температуры или умеренному износу.

Пример - Насосы, работающие в чистых средах, якорь электрической машины, газовые и паровые турбины, генераторы, турбокомпрессоры.

4.4 Группа III. Высокая подверженность

Для машин данной группы характерна высокая вероятность появления значительного изменения дисбаланса в ходе их эксплуатации. Обычно такие машины работают в средах, вызывающих осаждение частиц на поверхности ротора (например, при работе насоса для откачивания грязных вод) или коррозию ротора.

Пример - Центрифуги, вентиляторы, шнековые конвейеры, молотковые мельницы.

4.5 Поправочный множитель на подверженность к дисбалансу

В настоящем стандарте рассматриваются преимущественно машины второй группы, обладающие средней подверженностью к дисбалансу. Если машина относится к группе I (низкая подверженность дисбалансу) или к группе III (высокая подверженность дисбалансу), то для ее классификации по чувствительности используют соответствующие поправочные множители. Значения поправочных множителей к значениям чувствительности (см. раздел 5) в зависимости от группы машины (см. 4.2-4.4) показаны в таблице 1.

Таблица 1 - Поправочные множители на подверженность дисбалансу

     5 Модальная чувствительность

5.1 Общие положения

Модальную чувствительность определяют через коэффициент усиления n-й моды вибрации , определяющий условия работы машины на соответствующей критической частоте вращения ротора. Для того чтобы обеспечить низкую чувствительность машины к дисбалансу, следует разнести на достаточно большое расстояние рабочую и критическую частоты вращения ротора, а если это невозможно, то обеспечить высокое значение коэффициента демпфирования соответствующей моды.

Важно также знать модальную чувствительность для тех критических скоростей, через которые проходит ротор во время набора частоты до достижения рабочего диапазона частот или при выбеге, поскольку от ее значения зависит создаваемая дисбалансом ротора вибрация.

5.2 Классы модальной чувствительности