ГОСТ Р 51498-99
(ИСО 10814-96)

Группа Т34

     

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


ВИБРАЦИЯ

Подверженность и чувствительность машин к дисбалансу

Mechanical vibration. Susceptibility and sensitivity of machines to unbalance

ОКС 17.160

ОКП 42 7791

Дата введения 2000-07-01

     

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 "Вибрация и удар"

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 22 декабря 1999 г. N 659-ст

3 Настоящий стандарт, за исключением 4.1, 6.1 и приложения А, представляет собой аутентичный текст ИСО 10814-96 "Вибрация. Подверженность и чувствительность машин к дисбалансу"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Балансировка ротора, проводимая на стадии изготовления машин (например в соответствии с ГОСТ 22061-76 или ГОСТ ИСО 11342-95), 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 ее резонансной скорости или если демпфирование колебаний в конструкции машины невелико.

Если машина с высокой чувствительностью к дисбалансу обладает к тому же и повышенной подверженностью к изменению дисбаланса, такая машина может потребовать частого проведения балансировки на месте ее эксплуатации. 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 неизменными, 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 значение ее резонансной частоты, демпфирующие свойства или другие параметры. Таким образом, пользователю необходимо знать, какое значение чувствительности машины к дисбалансу является допустимым.

В настоящем стандарте предполагается, что вибрация на оборотной частоте обусловлена только неуравновешенностью машины. Следует, однако, иметь в виду, что помимо дисбаланса на вибрацию машины, в том числе и на оборотной частоте, 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 дефектов, 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. Эти свойства могут изменяться со временем в результате действия процессов износа и образования трещин. Модальные характеристики некоторых тепловых машин, особенно с 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 эксплуатационной скорости машины к ее резонансным скоростям.

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 один резонанс в рабочем диапазоне частот, либо несколько резонансов, разнесенных между собой достаточно широко (более чем на 20% частоты резонанса).

Приведенные значения чувствительности не предназначены для использования в качестве условий приемки машин, а служат только для указания того, как избежать, с одной стороны, повышенной виброактивности 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 на рассматриваются.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО 7919-1-99 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. Общие требования

ГОСТ ИСО 10816-1-97 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Общие требования

ГОСТ ИСО 11342-95 Вибрация. Оценка качества балансировки гибких роторов

ГОСТ 19534-74 Балансировка вращающихся тел. Термины

ГОСТ 22061-76 Машины и техническое оборудование. Система классов точности балансировки. Основные положения

ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения

     3 Определения

В настоящем стандарте применяют термины по ГОСТ 19534 и ГОСТ 24346.

Кроме того, в настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 подверженность дисбалансу: Характеристика, связанная с вероятностью того, что дисбаланс машины претерпит в условиях эксплуатации под воздействием внешних факторов значительные изменения в течение определенного периода времени.

3.2 чувствительность к дисбалансу: Мера вибрационного отклика машины на изменение дисбаланса.

3.2.1 локальная чувствительность : Отношение модуля изменения вектора виброперемещения или виброскорости в заданной плоскости измерений к модулю изменения дисбаланса в заданной плоскости ротора на заданной скорости вращения.

Примечания

1 Локальную чувствительность определяют по формуле

,                                                                        (1)

где - изменение гармоники вибрации оборотной частоты в плоскости ;

- изменение дисбаланса путем установки пробного груза (или набора грузов) в плоскости ротора.

2 Локальную чувствительность часто называют коэффициентом влияния. Это размерная величина.

3.2.2 модальная чувствительность : Отношение изменения вектора модального перемещения к изменению модального эксцентриситета (отношение модального дисбаланса к модальной массе).

Примечания

1 Данная величина является безразмерной.

2 На практике при определении модальной чувствительности следует обращать внимание на корректное выделение нужных мод вибрации.

3 В случае возбуждения вибрации вследствие неуравновешенности машины модальную чувствительность для моды определяют по формуле

,                                             (2)

где - скорость вращения ротора, мин;

- скорость -го резонанса (в отсутствии демпфирования), мин;

- коэффициент демпфирования для -й моды.

Если скорость вращения равна резонансной скорости, то равна . В случае малого демпфирования эта величина определяет максимальное усиление вибрации на резонансе, называется коэффициентом усиления на резонансе (или добротностью) и обозначается ; данная величина зависит только от уровня демпфирования в системе.

4 Модальную чувствительность иногда называют коэффициентом усиления вибрации для моды .

     4 Классификация машин по степени их подверженности дисбалансу

4.1 Общие положения

В соответствии со степенью подверженности машин того или иного класса к изменению дисбаланса в процессе эксплуатации их относят к одной из групп машин, указанных в 4.2-4.4. При этом предполагается, что машины одного класса будут отнесены по данной классификации к одной группе и для машин данного класса будут установлены допустимые значения чувствительности к дисбалансу согласно разделу 5. Однако необходимо иметь в виду, что изменение дисбаланса машины в процессе ее эксплуатации может быть связано не только с классом машины или выполняемыми ею технологическими операциями, но также и с дефектами изготовления машины, например:

- повышенными зазорами по посадочным местам деталей ротора;

- недостаточными тепловыми зазорами между насадными деталями ротора;

- низкой жаропрочностью, приводящей к остаточным деформациям роторов, работающих в горячей среде, вследствие ползучести;