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 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем»

2 ВНЕСЕН Госстандартом России

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол № 15 от 4 февраля 2004 г.)

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения		Армгосстандарт
Казахстан		Госстандарт Республики Казахстан
Кыргызстан		Кыргызстандарт
Молдова		Молдова-Стандарт
Российская Федерация		Госстандарт России
Таджикистан		Таджикстандарт
Узбекистан		Агентство «Узстандарт»
Беларусь		Госстандарт Республики Беларусь

6 Требования по вибрационной безопасности в стандартах для машин отдельных видов

Стандарты для машин отдельных видов могут быть полностью посвящены вибрационной безопасности или, устанавливая общие требования по безопасности, включать в себя отдельные разделы (пункты) по вибрационной безопасности. В последнем случае, если вибрационная активность машины низка и она не представляет собой опасности для здоровья оператора, рекомендуется в общем перечне факторов риска использовать для вибрации формулировку: «Вибрация для машин данного вида в качестве источника риска не рассматривается».

Стандарт, распространяющийся на машины конкретного вида, может представлять собой испытательный код по вибрации и, кроме того, включать в себя следующие разделы (пункты):

Методы снижения вибрации машины (использованием оптимальной конструкции машины или применением защитных устройств) с указанием эффективности метода и процедуры подтверждения этой эффективности;

Средства индивидуальной защиты от вибрации, которые могут быть использованы при работе с машиной;

Требования к представлению информации, связанной с вибрационной безопасностью машины, в эксплуатационных документах.

1) Здесь вибрационную характеристику понимают в том смысле, как она определена в . Не следует путать ее с критериями вибрационного состояния машины - при установлении последних влияние вибрации машины на человека не рассматривают.

Примечание - Обычно рассматривают предельные характеристики двух видов - соответствующие гигиеническому и техническому нормированию. Гигиенические нормативы устанавливают в специальных документах (см. ); что касается технических норм, то их широкое использование в прошлом объяснялось, в первую очередь, нерыночным характером экономики. В любом случае технические нормы могут иметь только рекомендательный характер, поскольку требование к изготовителям машин заявлять их вибрационные характеристики и, в случае необходимости, принимать меры для снижения вибрации представляется достаточным сточки зрения обеспечения вибрационной безопасности.

Приложение А
(обязательное)

Требования к заявлению вибрационных характеристик изделий

А.1 Общие положения

Вибрационную характеристику изделия (машины или виброизолирующего изделия), подлежащую заявлению, определяют в процессе испытаний типа изделия в соответствии с испытательным кодом по вибрации для изделия конкретного вида. Если такого стандарта нет, изготовитель, помимо значений параметров вибрационной характеристики, должен указывать условия испытаний, в которых эта характеристика была получена (представительная операция, тип нагрузки, силы нажатия и обхвата и т.д.). При этом методика испытаний, включая режим и условия применения изделия, точки и направления измерения вибрации (и, при необходимости, других физических величин), параметры вибрационной характеристики, должна соответствовать общему стандарту на методы испытаний (стандарту типа В).

Пример - Для ручных машин общим стандартом на методы испытаний будет ГОСТ 16519-2006, для самоходных машин - ГОСТ 31193-2004, а для сидений самоходных машин - ГОСТ ИСО 10326-1-2002 (см. также приложение ).

Обычно изготовитель указывает только верхнюю границу задаваемого параметра, т.е. гарантирует, что у реального изделия значение параметра не будет превышать некоторое установленное предельное значение 1) . Верхнюю границу задают, в том числе, для всех величин, характеризующих вибрационную активность машины, и большинства параметров, характеризующих виброизолирующие свойства изделий. В настоящем приложении рассмотрены параметры, для которых изготовитель задает только верхнюю границу.

1) Для одиночного изделия это предельное значение не превышается с вероятностью α , а для партии изделий предельное значение не превышается с вероятностью α не менее чем у β процентов изделий в партии. В настоящем стандарте принято α = 0,95, β = 6,5 %.

А.2 Определение заявляемой вибрационной характеристики

А.2.1 Общие положения

Изготовитель может заявить значения параметров u и K для одного изделия или для партии изделий. Первый из этих параметров получают входе лабораторных испытаний, а второй требует знания некоторой дополнительной информации, которая может быть приведена в соответствующем испытательном коде по вибрации или в общем стандарте на методы испытаний (стандарте типа В).

А.2.2 Определение заявляемых параметров u и K для одного изделия

Для заявления используют следующие значения параметров u и K :

u - результат измерения вибрационного параметра для данного изделия;

K = 1,65σ R ,(1)

где σ R - стандартное отклонение воспроизводимости, установленное в испытательном коде по вибрации.

А.2.3 Определение заявляемых параметров u и K для партии изделий

Для заявления следует использовать следующие значения параметров u и K :

где - среднее значение для u по партии изделий;

σ R - стандартное отклонение воспроизводимости, установленное в испытательном коде по вибрации;

σ p - стандартное отклонение для u по партии изделий.

Стандартное отклонение σ p являющееся характеристикой условий производства, не зависит от конкретной партии. На практике, однако, значение этой величины неизвестно, поэтому вместо нее используют выборочное стандартное отклонение рассчитанное по выборке из достаточно большого (n ≥ 10) числа изделий той же модели, где u i - значение параметра вибрации для i -го изделия из этой выборки.

Примечание - Не следует путать выборку изделий и партию изделий. Для определения s p могут быть использованы данные, полученные в одной и той же лаборатории с применением одного и того же метода испытаний в разное время для изделий разных партий.

А.3 Форма заявления вибрационной характеристики

В заявлении вибрационной характеристики изделия изготовителем должна быть указана следующая информация:

Вид изделия;

Заявляемые параметры вибрации и неопределенности получения этих параметров. Если первой цифрой заявляемого параметра является единица, параметр указывают с точностью до двух с половиной значащих цифр (например, 1,20 м/с 2 или 14,5 м/с 2), в противном случае следует использовать две значащие цифры (например, 0,93 м/с 2 или 8,9 м/с 2). То же самое относится к точности представления неопределенности;

Указание на испытательный код на продукцию 1) , в соответствии с которым были проведены испытания и получены значения параметров заявляемой вибрационной характеристики, или - при его отсутствии - на общий стандарт на методы испытания (стандарт типа В - см. );

Условия проведения испытаний (если испытания были проведены не в соответствии с испытательным кодом на продукцию).

1) При отсутствии соответствующего национального или межгосударственного стандарта типа С допускается наряду с указанием на общий стандарт на методы испытаний (стандарт типа В) давать ссылки на международные и региональные стандарты или национальные стандарты других стран, устанавливающие условия испытаний для изделий отдельных видов.

Примечание - Неопределенность определения параметров вибрации может быть указана в испытательном коде по вибрации для изделий конкретного вида или получена изготовителем в результате проведения межлабораторных испытаний.

Примеры

1 Машина: Тип 990, модель 12- UH , 0,6 МПа

виброускорения на рукоятке машины, м/с 2 ......8,0

Неопределенность, м/с 2 ..........………………......2,3

ГОСТ 16519 -2006 и ГОСТ 30873.2-2006.

2 Машина: Тип 991, модель 14- UF , 80 Вт

Полное среднеквадратичное значение корректированного

виброускорения на рукоятке машины, м/с 2 ......3,4

Неопределенность, м/с 2 ...........………………...1,70

Вибрационная характеристика определена в соответствии с ГОСТ 16519 -2006.

Условия испытаний: имитация операции завинчивания шурупа на стенде, обеспечивающем постоянный момент затяжки 0,9 - 1,6 Н·м в режиме без проскальзывания муфты; вставной инструмент - отвертка XXX ; сила нажатия - 20 Н

А.4 Подтверждение заявленной вибрационной характеристики

А.4.1 Общие положения

Подтверждение заявленной вибрационной характеристики осуществляет аккредитованная лаборатория (центр) в процессе испытаний в соответствии с тем же испытательным кодом по вибрации (методикой испытаний), что был использован изготовителем машины при определении заявляемой вибрационной характеристики.

Испытания могут быть проведены с целью подтвердить заявленную вибрационную характеристику:

Для одной машины;

Для партии машин.

А.4.2 Подтверждение вибрационной характеристики для одной машины

Заявленную вибрационную характеристику считают подтвержденной, если полученное в результате испытаний значение параметра вибрационной характеристики u 1 не будет превышать сумму ( u + K ) параметров, заявленных изготовителем.

А.4.3 Подтверждение вибрационной характеристики для партии машин

В целях подтверждения заявленной вибрационной характеристики для партии машин для испытаний предъявляют случайную выборку машин (не менее трех) из этой партии.

Процедура подтверждения состоит из двух этапов.

Сначала из выборки случайным образом отбирают одну машину, для которой измеряют значение параметра u . Результат измерений u 1 сравнивают с предельными значениями, рассчитанными на основе заявленных параметров u и K :

Если u 1 ≤ u + 0,20 K , заявленную вибрационную характеристику считают подтвержденной для всей партии машин;

Если u 1 > u + 1,13 K , заявленную вибрационную характеристику считают не подтвержденной для всей партии машин;

Если ни одно из двух вышеперечисленных условий не выполняется, переходят ко второму этапу.

На втором этапе испытания проводят для трех машин из выборки, для которых определяют среднеарифметическое значение параметра u . Результат измерений u 3 сравнивают с предельными значениями, рассчитанными на основе заявленных параметров u и K :

Если u 3 ≤ u + 0,65 K , заявленную вибрационную характеристику считают подтвержденной для всей партии машин;

Если u 3 > u + 0,65 K , заявленную вибрационную характеристику считают не подтвержденной для всей партии машин.

Даже в случае, когда заявленную вибрационную характеристику считают не подтвержденной для всей партии, ее можно считать подтвержденной для отдельных машин данной партии, если результаты измерений для этих машин удовлетворяют требованиям .

Приложение В
(справочное)

Схема комплекса международных и европейских стандартов в области вибрационной, безопасности

На приведенной ниже схеме (рисунок ) показана основная структура комплекса международных и европейских стандартов по вибрационной безопасности - . Последовательное введение этих стандартов в качестве национальных (межгосударственных) позволит гармонизировать международную (европейскую) и национальную концепции обеспечения вибрационной безопасности. При анализе схемы следует учитывать, что она основана, в первую очередь, на стандартах ИСО, многие из которых имеют европейские аналоги. Европейские стандарты приведены только в тех случаях, когда их международные аналоги отсутствуют.

Примечание - Вибрация, излучаемая в присоединенные конструкции и фундамент (опору) машиной типа 2, представляет собой потенциальную опасность не только с точки зрения непосредственного вибрационного воздействия на человека, но и - через переизлучение панелями, оболочками и т.п. - с точки зрения шумового воздействия. Приведенные на схеме стандарты ИСО 8611 и ИСО 13332 разработаны, в первую очередь, для оценки излучаемого шума, поэтому рассматривают вибрацию в диапазоне с нижней границей около 20 Гц. Данные стандарты хорошо подходят для оценки вибрации, производимой машинами типа 2, но только в том случае, если в их спектре не присутствует значительных составляющих на частотах ниже 20 Гц.

Рисунок В.1 - Схема комплекса международных и европейских стандартов в области вибрационной безопасности

В общих чертах данная схема определяет перспективы развития комплекса межгосударственных стандартов по вибрационной безопасности. Поэтому на ней условно показано место основополагающего межгосударственного стандарта ГОСТ 12.1.012 .

Библиография

	ИСО 2631-1:1997	Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть 1. Общие требования
	(ISO 2631-1:1997)	(Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 1: General requirements)
	ИСО 2631-4:2001	Вибрация и удар. Оценка воздействия на человека общей вибрации. Часть 4. Руководство по оценке воздействия вибрации и угловых колебаний на условия комфорта пассажиров и экипажа транспортных средств, движущихся по фиксированным направляющим пути
	(ISO 2631-4:2001)	(Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 4: Guidelines for the evaluation of the effects of vibration and rotational motion on passenger and crew comfort in fixed-guideway transport systems)
	ИСО 2631-5:2004	Вибрация и удар. Оценка воздействия на человека общей вибрации. Часть 5. Повторяющееся воздействие ударных импульсов
	(ISO 2631-5:2004)	(Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 4: Method for evaluation of vibration containing multiple shocks)
	ИСО 5007:2003	Тракторы сельскохозяйственные колесные. Сиденье оператора. Лабораторные измерения передаваемой вибрации
	(ISO 5007:2003)	(Agricultural wheeled tractors - Operator"s seat - Laboratory measurement of transmitted vibration)
	ИСО 5008:2002	Машины и тракторы сельскохозяйственные колесные. Измерение общей вибрации, воздействующей на оператора
	(ISO 5008:2002)	(Agricultural wheeled tractors and field machinery - Measurement of whole-body vibration of the operator)
	ИСО 5349-1:2001	Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1: Общие требования
	(ISO 5349-1:2001)	(Mechanical vibration - Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration - Part 1: General requirements)
	ИСО 5349-2:2001	Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2: Практическое руководство по проведению измерений на рабочих местах
	(ISO 5349-2:2001)	(Mechanical vibration - Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration - Part 2: Practical guidance for measurement at the workplace)
	ИСО 7096:2000	Машины землеройные. Лабораторная оценка вибрации сиденья оператора
	(ISO 7096:2000)	(Earth-moving machinery - Laboratory evaluation of operator seat vibration)
	ИСО 8041:2005	Воздействие вибрации на человека. Средства измерений
		(Human response to vibration - Measuring instrumentation)
	ИСО 8662-2:1992	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 2. Молотки рубильные и клепальные
	(ISO 8662-2:1992)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 2: Chipping hammers and riveting hammers)
	ИСО 8662-3:1992	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 3. Молотки бурильные и перфораторы
	(ISO 8662-3:1992)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle – Part 3: Rock drills and rotary hammers)
	ИСО 8662-4:1994	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 4. Машины шлифовальные
	(ISO 8662-4:1994)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 4: Grinders)
	ИСО 8662-5:1992	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 5. Бетоноломы и молотки для строительных работ
	(ISO 8662-5:1992)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 5: Pavement breakers and hammers for construction work)
	ИСО 8662-6:1994	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 6. Машины сверлильные ударно-вращательные
	(ISO 8662-6:1994)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 6: Impact drills)
	ИСО 8662-7:1997	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 7. Гайковерты, шуруповерты и винтоверты ударные, импульсные и трещеточные
	(ISO 8662-7:1997)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 7: Wrenches, screwdrivers and nut runners with impact, impulse or ratchet action)
	ИСО 8662-8:1997	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 8. Машины полировальные, круглошифовальные, орбитальные шлифовальные и орбитально-вращательные шлифовальные
	(ISO 8662-8:1997)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 8: Polishers and rotary, orbital and random orbital senders)
	ИСО 8662-9:1996	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 9. Трамбовки
	(ISO 8662-9:1996)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 9: Rammers)
	ИСО 8662-10:1998	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 10. Ножницы вырубные и ножевые
	(ISO 8662-10:1998)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 10: Nibblers and shears)
	ИСО 8662-11:1999	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 11. Машины для забивания крепежных средств
	(ISO 8662-11:1999)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 11: Fastener driving tool)
	ИСО 8662-12:1997	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 12. Пилы ножовочные, дисковые и маятниковые и напильники возвратно-поступательного действия
	(ISO 8662-12:1997)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 12: Saws and files with reciprocating action and saws with oscillating or rotating action)
	ИСО 8662-13:1997	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 13. Машины шлифовальные для обработки штампов
	(ISO 8662-13:1997)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 13: Die grinders)
	ИСО 8662-14:1996	Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 14. Инструменты для обработки камня и молотки зачистные пучковые
	(ISO 8662-14:1996)	(Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 14: Stone-working tools and needle scalers)
	ИСО 9611:1996	Акустика. Описание машин как источников шумоизлучения через присоединенные конструкции. Измерения виброскорости в точке контакта машины супругой опорой
		(Acoustics - Characterization of sources of structure-borne sound with respect to sound radiation from connected structures - Measurement of velocity at the contact points of machinery when resilientiy mounted
	ИСО 10056:2001	Вибрация. Измерение и анализ общей вибрации, воздействующей на пассажиров и экипаж железнодорожных транспортных средств
	(ISO 10056:2001)	(Mechanical vibration - Measurement and analysis of whole-body vibration to which passengers and crew are exposed in railway vehicles)
	ИСО 10326-1:1992	Вибрация. Оценка вибрации сидений транспортных средств по результатам лабораторных испытаний. Часть 1. Общие требования
	(ISO 10326-1:1992)	(Mechanical vibration - Laboratory method for evaluating vehicle seat vibration - Part 1: Basic requirements)
	ИСО 10326-2:2001	Вибрация. Лабораторный метод измерения вибрации сидений транспортных средств. Часть 2. Сиденья железнодорожных транспортных средств
	(ISO 10326-2:2001)	(Mechanical vibration - Laboratory method for evaluating vehicle seat vibration - Part 2: Application to railway vehicles)
	ИСО 10819:1996	Вибрация и удар. Локальная вибрация. Метод измерения и оценки передаточных свойств перчаток в области ладони
	(ISO 10819:1996)	(Mechanical vibration and shock - Hand-arm vibration - Method for the measurement and evaluation of the vibration transmissibility of gloves at the palm of the hand)
	ИСО 10846-1:1997	Вибрация и акустика. Лабораторные измерения виброакустических передаточных свойств упругих элементов. Часть 1. Физические принципы и руководство
	(ISO 10846-1:1997)	(Acoustics and vibration - Laboratory measurement of vibroacoustic transfer properties of resilient elements - Part 1: Principles and guidelines)
	ИСО 10846-2:1997	Вибрация и акустика. Лабораторные измерения виброакустических передаточных свойств упругих элементов. Часть 2. Динамическая жесткость упругих опор при поступательном движении. Прямой метод
	(ISO 10846-2:1997)	(Acoustics and vibration - Laboratory measurement of vibroacoustic transfer properties of resilient elements - Part 2. Dynamic stiffness of elastic supports for translatory motion - Direct method)
	ИСО 10846-3:2002	Вибрация и акустика. Лабораторные измерения виброакустических передаточных свойств упругих элементов. Часть 3. Динамическая жесткость упругих опор при поступательном движении. Косвенный метод
	(ISO 10846-3:2002)	(Acoustics and vibration - Laboratory measurement of vibroacoustic transfer properties of resilient elements - Part 3. Indirect method for determination of the dynamic stiffness of resilient supports for translatory motion)
	ИСО 10846-4:2003	Вибрация и акустика. Лабораторные измерения виброакустических передаточных свойств упругих элементов. Часть 4: Динамическая жесткость неопорных упругих элементов при поступательном движении
	(ISO 10846-4:2003)	(Acoustics and vibration - Laboratory measurement of vibroacoustic transfer properties of resilient elements - Part 4: Dynamic stiffness of elements other than resilient supports for translatory motion)
	ИСО 13332:2000	Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Испытательный код для измерений вибрации на опорах высоко- и среднескоростных поршневых двигателей внутреннего сгорания
	(ISO 13332:2000)	(Reciprocating internal combustion engines - Test code for the measurement of structure-borne noise emitted from high-speed and medium-speed reciprocating internal combustion engines measured at the engine feet)
	ИСО 20643:2005	Вибрация. Машины ручные и машины с ручным управлением. Принципы определения параметров виброактивности
	(ISO 20643:2005)	(Mechanical vibration - Hand-held and hand-guided machinery - Principles for evaluation of vibration emission)
	ИСО 22867:2004	Машины для лесного хозяйства. Испытательный код по вибрации для ручных машин с двигателем внутреннего сгорания. Вибрация на рукоятках
	(ISO 22867:2004)	(Forestry machinery - Vibration test code for portable hand-held machines with internal combustion engine - Vibration at the handles)
	EH 1032:2003	Вибрация. Испытания самоходных машин с целью определения параметров производимой ими вибрации
	(EN 1032:2003)	(Mechanical vibration - Testing of mobile machinery in order to determine the vibration emission value)
	EH 12096:1997	Вибрация. Заявление и подтверждение заявленных характеристик вибрационной активности машин и оборудования
		(Mechanical vibration - Declaration and verification of vibration emission values)
	EH 12786:1999	Безопасность машин. Руководство по составлению разделов вибрационной безопасности в общих стандартах безопасности
		(Safety of machinery - Guidance for the drafting of the vibration clauses of safety standards)
	EH 13059:2002	Безопасность машин для транспортировки грузов. Методы испытаний с целью измерений вибрации
	(EN 13059:2002)	(Safety of industrial trucks - Test methods for measuring vibration)
	EH 13490:2001	Вибрация. Машины для транспортировки грузов. Лабораторные измерения вибрации сиденья оператора и требования к ней
	(EN 13490:2001	(Mechanical vibration - Industrial trucks - Laboratory evaluation and specification of operator seat vibration)
	EH 14253:2003	Вибрация. Измерение и оценка воздействия общей вибрации на человека на его рабочем месте. Практическое руководство
	(EN 14253:2003)	(Mechanical vibration - Measurement and evaluation of occupational exposure to whole-body vibration with reference to health - Practical guidance)

Ключевые слова : вибрация, вибрационная безопасность, общая вибрация, локальная вибрация, виброактивные машины, виброопасные машины, виброизоляторы, вибрационные характеристики изделий, заявление вибрационных характеристик изделий, стандарты по вибрационной безопасности

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ВИБРАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ

(ISO/TR 19201:2013, ЮТ)

Издание официальное

Стандартинформ

Предисловие

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 международного документа, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 163 «Вибрация, удар и контроль технического состояния»

3 УТ8ЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2015 г. № 1585-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному документу ISO/TR 19201:2013 «Вибрация. Методология выбора стандартов по вибрации машин» (ISO/TR 19201:2013 «Mechanical vibration - Methodology for selecting appropriate machinery vibration standards», IDT).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.5).

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

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «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 ()

© Сгандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Приложение С (справочное) Типичные значения динамических жесткостей подшипников и

Приложение Е (справочное) Стандарты оценки вибрационного состояния для конкретных

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации и

ГОСТ Р 56646-2015 /ИСО/ТР 19201:2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ВИБРАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН

Mechanical vibration. Guidance on the selection ot vibration severity criteria tor machines

Дата введения - 2016-12-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает руководство по выбору стандартов, в которых установлены требованию к проведению намерений вибрации и оценки вибрационного состояния, для машин дан* кого вида. В число таких стандартов входят стандарты по оценке вибрационного состояния машин серий ИСО 10816 (измерения на невращающихся частях) и ИСО 7919 (измерения на вращающихся частях), а также другие стандарты, в которых рассматриваются те или иные частные аспекты, связанные с оценкой вибрационного состояния применительно к машинам разных видов.

Выбор, осуществляемый в соответствии с настоящим стандартом, основан на областях применения ссылочных стандартов и теоретических обоснованиях применения того или иного метода измерений в отношении машин, для которых до настоящего времени методы контроля вибрационного состояния установлены не были. Применение настоящего стандарта не предполагает отмену или пересмотр процедур контроля, уже установленных изготовителями или пользователями машин конкретных видов и основанных на опыте их применения, поскольку такие процедуры могут отражать специфические особенности этих машин.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на стандарты, перечисленные 6 2.1-2.3.

Примечание 1 - Все ссылочные стандарты подлежат периодической проверке и пересмотру. При использована настоящего стандарта следует убедиться в том. что используется последняя редакция ссылочного стандарта, включая возможные изменения и дополнения.

Примечание 2 - Сводка ссылочных стандартов в соответствии с областями их применения приведена в таблице Е.1.

Примечание 3 - В настоящем стандарте приведены краткие характеристики ссылочных стандартов, актуагъные только на момент опубликования настоящего стандарта. Впоследствии могут быть разработаны другие стандарты, распространяющиеся на оценку вибрационного состояния машин конкретных видов или отдельные этапы оценки. Отсутствие осыпки на такие стандарты не означает, что их применение будет свидетельствовать об отступлении от рекомендаций настоящего стандарта.

2.1 Основные стандарты по оценке вибрационного состояния

ИСО 7919-1 Вибрация машин без возвратно-поступательного движения. Измерения на вращающихся валах и критерии оценки. Часть 1. Общее руководство (ISO 7919-1. Mechanical vibration of non-redprocating machines - Measurements on rotating shafts and evaluation criteria - Part t: General guidelines)

ИСО 7919-2 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений на вращающихся валах. Часть 2. Стационарные паровые турбины и генераторы мощностью свыше 50 МВт с номинальными скоростями вращения 1500. 1600. 300 и 3600 мин 1 (ISO 7919-2, Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts - Part 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating speeds of 1 500 r/min. 1 600 r/min, 3 000 r/min and 3 600 r/min)

Издание официальное

ИСО 7919-3 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений на вращающихся валах. Часть 3. Промышленные машинные агрегаты (ISO 7919-3. Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts - Pari 3: Coupled industrial machines)

ИСО 7919-4 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений на вращающихся валах. Часть 4. Газотурбинные установки с гидродинамическими подшипниковыми опорами (ISO 7919-4. Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts - Part 4: Gas turbine sets with fluid-film bearings)

ИСО 7919-5 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений на вращающихся частях. Часть 5. Установки гидроэлектростанций и насосных станций (ISO 7919-5, Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts - Part 5: Machine sets in hydraulic power generating and pumping plants)

ИСО 10816-1 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 1. Общее руководство (ISO 10816-1. Mechanical vibration- Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts - Part 1: General guidelines)

ИСО 10816-2 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 2. Стационарные паровые турбины и генераторы мощностью свыше 50 МВт с номинальными скоростями вращения 1500, 1800, 300 и 3600 мин 1 (ISO 10816-2, Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts - Pan 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating speeds of 1 500 r/min, 1 800 r/min. 3 000 r/min and 3 600 r/min)

ИСО 10816-3 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 3. Промышленные машины номинальной мощностью свыше 15 кВт с номинальными скоростями вращения от 120 до 15000 мин 1 при измерениях на месте эксплуатации (ISO 10816-3. Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts - Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and 15 000 r/min when measured in situ)

ИСО 10816-4 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 4. Газотурбинные установки с гидродинамическими подшипниковыми опорами {ISO 10816-4. Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts - Part 4: Gas turbine sets with fluid-film bearings)

ИСО 10816-5 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 5. Установки гидроэлектростанций и насосных станций (ISO 10816-5. Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts - Pan 5: Machine sets in hydraulic power generating and pumping plants)

ИСО 10816-6 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 6. Машины возвратно-поступательного действия номинальной мощностью свыше 100 кВт (ISO 10816-6, Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating pans - Pan 6: Reciprocating machines with power ratings above 100 kW)

ИСО 10816-7 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 7. Промышленные динамические насосы, включая измерения на вращающихся валах (ISO 10816-7, Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating pans - Pan 7: Rotodynamic pumps for industrial applications, including measurements on rotating shafts)

ИСО 10816-8 Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 8. Поршневые компрессорные агрегаты (ISO 10816-8, Mechanical vbration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating pans - Pan 8: Reciprocating compressor systems)

2.2 Дополнительные стандарты no оценке вибрационного состояния

ИСО 3046-5 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Характеристики. Часть 5. Крутильная вибрация (ISO 3046-5, Reciprocating internal combustion engines - Performance - Pan 5: Torsional vibrations)

ИСО 8579-2 Приемочные испытания зубчатых механизмов. Часть 2. Определение вибрации зубчатых механизмов во время приемочных испытаний (ISO 8579-2, Acceptance code for gears - Pan 2: Determination of mechanical vibrations of gear units during acceptance testing)

ИСО 13373-1 Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния. Часть t. Общие методы (ISO 13373-1, Condition monitoring and diagnostics of machines - Vibration condition monitoring - Part 1: General procedures)

ИСО 13373-2 Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния. Часть 2. Обработка, анализ и представление результатов измерений вибрации (ISO 13373-2, Condition monitoring and diagnostics of machines - Vibration condition monitoring - Part 2: Processing, analysis and presentation of vibration data)

ИСО 13373-3 Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния. Часть 3. Руководство по вибрационному диагностированию (ISO 13373-3. Condition monitoring and diagnostics of machines - Vibration condition monitoring - Part 3: Guidelines for vibration diagnosis)

ИСО 14694 Вентиляторы промышленные. Требования к производимой вибрации и качеству балансировки (ISO 14694. Industrial fans - Specifications for balance quality and vfcration levels)

ИСО 14695 Вентиляторы промышленные. Методы измерений вибрации вентиляторов (ISO 14695. Industrial fans - Method of measurement of fan vibration)

2.3 Стандарты на частные аспекты оценки вибрационного состояния

ИСО 1925 Вибрация. Балансировка. Словарь (ISO 1925, Mechanical vfcration - Balancing - Vocabulary) 0

ИСО 2041 вибрация, удар и контроль состояния. Словарь (ISO 2041. Mechanical vibration, shock and condition monitoring - Vocabulary)

ИСО 2954 Вибрация машин вращательного и возвратно-поступательного действия. Требования к средствам измерений для оценки вибрационного состояния (ISO 2954, Mechanical vibration of rotating and reciprocating machinery - Requirements for instruments for measuring vibration severity)

ИСО 5348 Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров (ISO 5348. Mechanical vibration and shock - Mechanical mounting of accelerometers)

ИСО 10817-1 Системы измерений вибрации вращающихся валов. Часть 1. Устройства для снятия сигналов относительной и абсолютной вибрации (ISO 10817-1, Rotating shaft vfcration measuring systems - Part 1: Relative and absolute sensing of radial vibration)

ИСО 21940-31 Вибрация. Балансировка роторов. Часть 3t. Восприимчивость и чувствительность машин к дисбалансу (ISO 21940-31. Mechanical vibration - Rotor balancing - Part 31: Susceptibility and sensitivity of machines to unbalance)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ИСО 1925 и ИСО 2041. а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 абсолютная вибрация вала (shaft absolute vibration): Вибрация вала в абсолютной системе координат

3.2 относительная вибрация вала (shaft relative vibration): Вибрация вала относительно опоры преобразователя (например, относительно корпуса подшипника).

3.3 вибрация опоры (pedestal vibration): Вибрация в месте установки подшипника на его опору.

3.4 динамическая жесткость подшипника (dynamic stiffness of bearing): Жесткость подшипника. включающая влияние демпфирования и массы.

3.5 динамическая жесткость опоры (dynamic stiffness of pedestal): Жесткость подшипниковой опоры, включающая влияние демпфирования и массы.

4 Оценка вибрационного состояния

4.1 Общие положения

Руководство по оценке вибрационного состояния для машин разных видов на основе измерений вибрации на невращающихся частях машин приведено в стандартах серии ИСО 10816.

Руководство по оценке вибрационного состояния для машин разных видов на основе измерений вибрации на вращающихся валах машин приведено в стандартах серии ИСО 7919.

Развитие методов оценки вибрационного состояния в целях контроля технического состояния и связанные с этим вопросы рассматриваются в стандартах, указанных в 2.2 и 2.3.

После пересмотре обозначение будет изменено на ISO 21940-2.

4.2 Классификация машин

С точки зрения процедур измерения вибрации и оценки вибрационного состояния все машины можно разделить на четыре класса:

a) машины возвратно-поступательного действия, совершающие как возвратно-поступательное, так и вращательное движение. Примерами являются дизельные двигатели, некоторые типы компрессоров и насосов. Вибрацию обычно измеряют на корпусе/несущей конструкции машины на низких частотах, обычно в диапазоне от 2 до 1000 Гц;

b) машины вращательного действия с жестким ротором. Примерами являются определенные типы электродвигателей, одноступенчатые и низкоскоростные насосы. Вибрацию обычно измеряют на несущей конструкции (подшипниковых опорах или крышках подшипников) в точках, вибрация которых представительна с точки зрения динамических сил. создаваемых ротором (вследствие дисбаланса. температурного прогиба, задеваний о статорные элементы и пр.);

c) машины вращательного действия с гибким ротором. Примерами являются крупные паротурбинные и газотурбинные генераторные установки, многоступенчатые насосы и компрессоры. У таких машин могут наблюдаться разные моды вибрации при прохождении ротора через резонансы до достижения рабочей скорости вращения. Измерения вибрации на опорных/корпусных элементах таких машин могут быть не вполне представительными для оценки вибрационного состояния. Например, большие перемещения гибкого ротора могут привести к отказу машины даже при условии, что вибрация на крышке подшипника остается на невысоком уровне. Поэтому для таких машин может оказаться необходимым измерять непосредственно вибрацию вала:

d) машины вращательного действия с квазижестким ротором. Примерами являются некоторые типы паровых турбин, осевые компрессоры и вентиляторы. Такие машины включают в свой состав гибкие роторы, о поведении которых можно судить по измерениям на крышках подшипников.

Анализ с целью определения оптимального метода измерений (и выбора соответствующего стандарта) для машины данного вида на основе ее физических характеристик и конструкционных особенностей подробно рассматривается в разделе 8.

4.3 Классы вибрационного состояния машин

Классификация вибрационного состояния машин осуществляется на основе полученных значений контролируемых параметров вибрации (перемещения, скорости или ускорения), выбор которых зависит от применяемого стандарта, диапазона частот измерений и других факторов. При классификации на основе измерений широкополосной вибрации (например, в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц) наиболее удобным параметром для контроля является скорость вибрации. 8 случае если вибрация носит выраженный низкочастотный или высокочастотный характер, в целях классификации используют параметры перемещения и ускорения соответственно.

В случае, если вибрация носит преимущественно гармонический характер, в качестве контролируемого параметра может быть использовано пиковое или среднеквадратичное значение. Однако для машин с вибрацией сложного состава контроль по этим двум параметрам может привести к существенно разным результатам из-за того, что вклады отдельных составляющих вибрации (например. импульсных процессов) будут учитываться с разными весами. В случае машин вращательного действия со скоростями вращения от 600 до 12000 мин 1 вибрационное состояние описывают через среднеквадратичное значение скорости. Для оценки вибрационного состояния принято брать максимальное среднеквадратичное значение скорости широкополосной вибрации в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц в заданных точках конструкции (см., например. ИСО 10816-2).

Примечание - В настоящее время под вибрационным состоянием машины обычно понимают максимальное из полученных в результате измерений значений контролируемых параметров, независимо от того, относятся они к перемещению, скорости или ускорению (см. ИСО 2954).

4.4 Методы и средства измерений

В ссылочных стандартах установлены методы измерений относительной вибрации между валом и корпусом машины, абсолютной вибрации вала и колебаний точек корпуса машины.

В качестве датчиков вибрации применяют преобразователи перемещения, скорости и ускорения. Стандарты задают требования к их характеристикам е установленном и неустановленном состоянии. включая максимальные значения воспринимаемой вибрации и диапазоны частот измерений. Требования к средствам измерений вибрации на корпусе машины е целях контроля ее вибрационного состояния установлены в ИСО 2954. В ИСО 5348 даны рекомендации по креплению к корпусу машины акселерометров, которые, однако, е большинстве случаев могут быть распространены также на преобразователи скорости. В ИСО 10817-1 установлены требования к датчикам вибрации и устройствам согласования, методам установки датчиков и их калибровке для измерений вибрации вала.

4.5 Сводка стандартов по вибрации машин

Краткое описание наиболее важных стандартов по оценке вибрационного состояния машин, приведено в разделах 5 и 6. Эти стандарты устанавливают методы измерений широкополосной вибрации и границы зон вибрационного состояния. Стандарты, рассматриваемые в разделе 5. распространяются на методы оценки на основе измерений вибрации на невращающихся частях применительно к машинам возвратно-поступательного действия, машинам с вращающимися валами, а также машинам с зубчатыми передачами. Стандарты раздела 6 рассматривают те же процедуры измерений и построения границ зон по результатам измерений на вращающихся валах. Рассматриваются также измерения для машин с жесткими и гибкими роторами. 8 стандартах подробно рассмотрено определение критериев вибрационного состояния для машин разных видов и размеров.

В разделе 7 даны краткие сведения о других стандартах, имеющих отношение к оценке вибрационного состояния машин или отдельным ее аспектам.

5 Измерения на невращающихся частях

5.1 Общее руководство, включающее описание методов оценки вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях приведено в ИСО 10816-1. В других стандартах этой серии приведены критерии вибрационного состояния для машин разных видов. Эти критерии могут устанавливаться как в отношении абсолютных значений контролируемых параметров, так и в отношении изменений этих параметров и используются в целях контроля состояния машин при их применении, а также во время приемочных испытаний.

Стандарты серии ИСО 10816:

a) охватывают широкий диапазон частот, позволяющий описывать вибрацию как низкоскоростных. так и высокоскоростных машин;

b) устанавливают принципы оценки вибрационного состояния на основе зон вибрационного состояния:

c) обобщают опыт оценки вибрационного состояния, накопленный в результате применения машин конкретного вида:

d) устанавливают критерии оценки вибрационного состояния для машин данного вида.

В ИСО 10816-1 приведено общее руководство по заданию границ зон вибрационного состояния для установившегося и переходных режимов работы машины. Это служит основой для определения конкретных числовых значений границ в остальных стандартах серии. ИСО 10816-1 определяет зоны вибрационного состояния следующим образом.

Зона А - в эту зону попадает, как правило, вибрация новых машин, вводимых в эксплуатацию.

Зона В - машины, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают пригодными для длительной эксплуатации без ограничения сроков.

Зона С - машины, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают непригодными для длительной непрерывной работы. Обычно допускают функционирование таких машин ограниченный период времени, пока не появится возможность проведения восстановительных мероприятий.

Зона D *- уровни вибрации в данной зоне обычно рассматривают как способные вызывать серьезные повреждения машин.

Границы зон вибрационного состояния можно использовать в качестве ориентиров, позволяющих избежать чрезмерно завышенных и нереалистических требований к вибрации машин. Критерии приемки всегда должны быть предметом соглашения между поставщиком и покупателем машины. Границы зон служат основой для определения критериев приемки новых и восстановленных машин. Как правило, критерий приемки устанавливают в пределах зоны А или В. но не превышающим границу между этими зонам более чем на 25 %.

То. что контролируемый параметр основан на измерениях широкополосной вибрации, позволяет ему реагировать на разные изменения состояния машин данного вида. Например, нарушение целости машин с подшипниками качения проявляется на более высоких частотах, чем для подшипников с гидродинамическими подшипниками. Поскольку характеристикой вибрации, непосредственно связанным с передаваемой вибрационной энергией, является скорость, среднеквадратичное значение схорости является основной величиной для построения критериев вибрационного состояния. Однако ИСО 10816 допускает также ислопьэование критериев, построенных для перемещения и ускорения вибрации, а также использование в качестве контролируемого параметра пикового значения вместо среднего квадратичного. Особенно часто это используют в случае низкооборотных и высокооборотных машин.

5.2 ИСО 10616-2 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния крупных паротурбинных генераторных установок на основе измерений вибрации подшипников или подшипниковых опор.

Измерительная система должна обеспечивать измерение широкополосной вибрации в диапазоне частот от 10 до 500 Гц. Если, однако, результаты измерений предполагается использовать также в целях диагностирования или для контроля поведения машины при разгоне и выбеге, а также на повышенных рабочих скоростях, то диапазон частот измерений может быть расширен.

Критерии для среднеквадратичных значений скорости подшипников или подшипниковых опору, установленные ИСО 10816-2, применяют для паротурбинных установок мощностью свыше 50 МВт с номинальными скоростями вращения 1500.1800. 3000 и 3600 мин 1 . Эти критерии предназначены для оценки поведения машины на месте ее применения в установившемся режиме работы. Классификация зон вибрационного состояния - та же. что и в ИСО 10816-1. Кроме того, рассматриваются методы оценки вибрационного состояния в переходных режимах работы, связанных с изменением нагрузки или скорости вращения ротора.

5.3 ИСО 10816-3 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния на основе результатов измерений вибрации подшипников, подшипниковых опор или корпуса промышленного агрегата на месте его применения. Этот стандарт распространяется на паровые турбины мощностью до 50 МВт. а также на паротурбинные установки мощностью свыше 50 МВт. но с рабочими скоростями менее 1500 или более 3600 минКроме того, область применения стандарта включает в себя компрессоры. промышленные газовые турбины мощностью до 3 МВт. генераторы (не охватываемые ИСО 10816-2). все виды электродвигателей, вентиляторы и воздуходувки мощностью более 300 кВт. а также другие вентиляторы на достаточно жестких основаниях. Стандарт распространяется также на насосы, не охватываемые ИСО 10816-7.

Широта класса машин, на которые распространяется стандарт, и связанное с этим большое разнообразие конструкций, типов подшипников и типов основания потребовал разделения данного класса на две группы:

a) группу 1. включающую в себя машины номинальной мощностью свыше 300 кВт и электрические машины с высотой вала 315 мм и более;

b) группу 2. включающую в себя машины средних размеров номинальной мощностью от 15 до 300 кВт включительно и электрические машины с высотой вала от 160 до 315 мм.

Крупные машины (обычно с подшипниками скольжения) имеют рабочую или номинальную скорость вращения в широком диапазоне от 120 до 15000 мин- 1 .

Для каждой из групп машин установлены свои границы зон вибрационного состояния. Классификация зон вибрационного состояния - та же. что и в ИСО 10816-1.

5.4 ИСО 10816-4 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния на основе результатов измерений вибрации на корпусах или опорах подшипников газотурбинных установок с гидродинамическими подшипниками.

ИСО 10816-4 распространяется на газотурбинные установки стационарного типа, используемые в качестве приводных устройств электрических и других машин, номинальной мощностью свыше 3 МВт и скоростями вращения под номинальной нагрузкой от 3000 до 30000 мин ". Обычно установленные стандартом критерии оценки применяют как к газовым турбинам, так и к приводным машинам. Если в состав установки входит электрогенератор, то для установок с мощностью свыше 50 МВт для оценки вибрационного состояния электрогенератора применяют критерии по ИСО 10816-2. а для установок с мощностью до 50 МВт включительно - ИСО 10816-3.

Границы зон вибрационного состояния установлены в предположении, что широкополосную вибрацию измеряют на месте применения машины в установившемся режиме ее работы. Кроме того, рассматриваются также методы оценки вибрационного состояния в переходных режимах работы, связанных с изменением нагрузки или скорости вращения ротора. Стандарт распространяется на машины, имеющие в своем составе зубчатые механизмы, но не распространяется на контроль состояния этих механизмов. Классификация зон вибрационного состояния - та же. что и в ИСО 10816-1.

5.5 ИСО 10816-5 устанавливает общее руководство по оценке вибрационного состояния по результатам измерений вибрации на подшипниках, подшипниковых опорах или корпусах гидравлических машин на месте их применения. ИСО 10816-5 распространяется на агрегаты, устанавливаемые на гидроэлектростанциях и насосных станциях, с частотами вращения от 120 до 1800 мин ". с подшипниками скольжения с цельными или сегментными вкладышами и главным двигателем мощностью 1 МВт и выше. Валопровод агрегата может быть расположен горизонтально, вертикально или под произвольным углом.

ИСО (0816-5 распространяется на турбины и генераторы, насосы, а также на электрические машины, такие как электродвигатели, турбонасосы и мотор-генераторы, включая их вспомогательное оборудование (например, пусковые турбины или возбудители). Оценка вибрационного состояния может быть также выполнена для одиночных турбин или насосов, соединенных с генераторами или электродвигателями гибкими валами или через зубчатые передачи.

Критерии установлены в зависимости от скорости вращения вала.

5.6 ИСО 10616-6 устанавливает процедуры и руководство по измерению вибрации и классификации машин возвратно-поступательного действия в соответствии с их вибрационным состоянием. В общем случае классификация основывается на измерениях на несущей конструкции машины, а предельные значения определены, в первую очередь, исходя из надежной и безопасной работы самой машины и присоединенного к ней вспомогательного оборудования.

В случае машин возвратно-поступательного действия вибрация несущей конструкции, классифицированная в соответствии с ИСО 10816-6. может дать только самое общее представление о механических напряжениях и вибрации внутри машины. Например, крутильные колебания вращающихся частей не проявляют себя через вибрацию корпуса машины. Опыт эксплуатации машин данного вида показывает, что превышение установленных предельных значений проявляет себя преимущественно в присоединенном оборудовании (газотурбинных нагнетателях, теплообменниках, регуляторах частоты вращения, насосах, фильтрах и т. п.). соединяющих машину с периферийными устройствами (например, трубопроводами) или в средствах контроля (таких как датчики давления или термометры).

ИСО 10816-6 распространяется на машины с жестким или упругим креплением к основанию с номинальной мощностью свыше 100 кВт. Типичными примерами таких машин являются главные и вспомогательные судовые двигатели, двигатели в составе дизель-генераторов, газовые компрессоры. тепловозные двигатели. Классификация машин установлена на основе предельных значений перемещения. скорости и ускорения.

5.7 ИСО 10816-7 устанавливает общее руководство по оценке вибрационного состояния промышленных динамических насосов с номинальной мощностью более 1 кВт и требования к измерениям вибрации на их подшипниковых опорах. Оценка вибрационного состояния может быть выполнена как на стенде изготовителя, так и на месте эксплуатации насосов. Установлены зоны вибрационного состояния для приемочных испытаний на стенде изготовителя, а также специальные критерии оценки. Границы зон состояния приведены для насосов с горизонтальным и вертикальным расположением вала безотносительно к жесткости опоры.

Стандарт устанавливает два дополнительных критерия оценки вибрационного состояния исходя из условия длительной безотказной работы машин. Первый критерий основан на абсолютных значениях контролируемого параметра, второй - на его изменениях со временем. Критерии применяют в отношении вибрации, производимой самой машиной, но не передаваемой на машину извне. Границы зон состояния по скорости устанавливают для двух категорий насосов: мощностью до 200 кВт включительно и мощностью более 200 кВт. Приведены также границы зон и приемочные критерии для перемещения.

5.8 ИСО 10816-8 устанавливает руководство по проведению измерений вибрации и классификации вибрационных состояния поршневых компрессорных агрегатов. Предельные значения приведены. исходя из цели избежать усталостных повреждений в отдельных частях агрегата (основании, самом компрессоре, демпферах, трубной обвязке) и соединенного с агрегатом вспомогательного оборудования. Руководство не предназначено для использования в целях контроля состояния агрегатов.

ИСО 10816-8 распространяется на жестко установленные поршневые компрессоры с типичными рабочими скоростями в диапазоне от 120 до 1800 мин ’. Приведены диапазоны допустимой общей вибрации, выраженной через параметры перемещения, скорости и ускорения, для агрегатов горизонтального и вертикального исполнения. Приведенные критерии используют также, чтобы избежать нежелательного влияния вибрации на присоединенное оборудование, такое как гаситель пульсаций или трубопровод.

Установлено, что применимость критериев оценки ограничена, если целью контроля являются внутренние части агрегата (клапаны, поршни, поршневые кольца). Обнаружение повреждений этих частей требуют использования методов, выходящих за область применения ИСО 10816-8.

ИСО 10816-8 не распространяется на гиперкомпрессоры и на создаваемый компрессорными агрегатами шум. Классификация зон вибрационного состояния отличается от установленной в ИСО 108(6-1.

6 Измерения на вращающихся частях

6.1 Общее руководство по оценке вибрационного состояния машин на основе результатов измерений вибрации на вращающихся валах, приведено в ИСО 7919-1. Конструкция таких машин обычно включает в себя гибкий валопровод. вибрация которого более чувствительна к изменению состояния машины, чем вибрация корпуса, и поэтому более подходит для описания вибрационного состояния. Кроме того, измерения вибрации вала зачастую предпочтительны для машин, имеющих относительно жесткий и/или тяжелый корпус, масса которого значительно превосходит массу ротора.

В число машин, вибрационное состояние которых удобно описывать через результаты измерений на валах, входят промышленные паровые турбины, газовые турбины и турбокомпрессоры, у которых в диапазоне рабочих скоростей под влиянием различных неисправностей, таких как дисбаланс, несоосность в соединениях, температурный прогиб вала, трение вращающихся частей о статор или ненагруженность подшипников, наблюдается несколько мод вибрации.

Стандарты серии ИСО 7919 оценивают вибрацию с учетом следующих факторов:

Кинетической нагрузки на подшипники:

Абсолютных перемещений ротора:

Зазора между ротором и подшипником.

Если в целях предотвращения возможных повреждений подшипника основного внимания требует его кинетическая нагрузка, то первоочередному контролю подлежит вибрация вала относительно корпуса подшипника. Если же основным предметом внимания является абсолютное перемещение ротора (как мера имеющих в нем место иэгибных напряжений) или зазор между ротором и подшипником, то выбор контролируемого параметра зависит от вибрации конструкции, на которой установлен преобразователь относительного движения. В случае сильной вибрации конструкции предпочтительными будут измерения абсолютной вибрации вала. Контроль зазора в подшипнике необходим, чтобы избежать задеваний ротора или лопаток ротора об опорную конструкцию, способных привести к повреждению элементов ротора.

В ИСО 7919-1 введены два критерия оценки вибрационного состояния по измерениям вибрации вала вблизи подшипниковых опор:

a) по абсолютному значению перемещения ротора. Надежная и безопасная работа машины в установленных режимах требует, чтобы перемещения вала оставались ниже некоторых заданных границ, обусловленных, например, допустимыми кинетическими нагрузками на подшипник или требуемым радиальным зазором в подшипнике. Указанные границы образуют зоны вибрационного состояния:

b) по изменениям параметров перемещения ротора. Наблюдаемые изменения в вибрации вала могут указывать на зарождение повреждений или иные отклонения в работе машины даже в том случае, когда границы зон вибрационного состояния по а) еще не превышены. Поэтому такие изменения также подлежат контролю и сопоставлению с некоторым заданным значением. 8 случае значительных изменений контролируемого параметра следует принять меры по выявлению причин таких изменений и при необходимости выполнить некоторые корректирующие действия. Решение о возможных действиях следует принимать с учетом абсолютных значений вибрации, а также того, стабилизировалась ли работа машины после отмеченного изменения контролируемого параметра.

В ИСО 7919-1 приведено общее руководство по определению границ зон вибрационного состояния в установившихся режимах работы машины. 8 других частях ИСО 7919 границы зон установлены для машин конкретных видов. Определение и назначение зон вибрационного состояния - такое же. как в ИСО 10816-1 (см. раздел 5).

6.2 ИСО 7919-2 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояния крупных паротурбинных генераторных установок с номинальной скоростью вращения в диапазоне от 1500 до 3600 мин " и выходной мощностью более 50 МВт на основе измерений вибрации еалопровода. На основе опыта эксплуатации определены критерии оценки вибрационного состояния для машин данного вида.

Границы эон установлены для параметров как относительной, так и абсолютной вибрации вала. измеренной внутри или вблизи коренных подшипников при работе машины в установившемся режиме при номинальной скорости вращения. 8 других точках измерений, а также в условиях переходных режимов работы машины, таких как разгон и выбег (включая прохождение критических скоростей вращения ротора), допускаются более высокие значения контролируемых параметров.

Классификация зон вибрационного состояния - та же. что и в ИСО 7919-1. Кроме того, рассмотрено. как могут изменяться границы эон вибрационного состояния при необходимости учитывать требования к зазору в подшипнике.

6.3 ИСО 7919-3 устанавливает руководство по оценке вибрационного состояний на основе результатов измерений вибрации вала вблизи подшипниковой опоры в нормальном режиме работы машины. Стандарт распространяется на промышленные машинные агрегаты с гидродинамическими подшипниками, включая турбокомпрессоры, турбины, турбогенераторы и электрические машины с максимальными номинальными скоростями вращения в диапазоне от 1000 до 30000 мин 1 и мощностью от 30 к8т до 50 МВт.

Установленные в стандарте числовые критерии не предназначены для того, чтобы служить единственной основой оценки соответствия машин заданным требованиям. В общем случае эти критерии следует сочетать с критериями оценки вибрации на корпусе машины, установленными в ИСО 10816-3. Классификация зон вибрационного состояния - та же. что и в ИСО 7919-1.

6.4 ИСО 7919-4 распространяется на промышленные газотурбинные установки (в том числе с редукторами) с гидродинамическими подшипниками выходной мощностью более 3 МВт с номинальными скоростями вращения от 3000 до 30000 мин В область применения не входят авиационные газовые турбины ввиду их принципиального отличия от промышленных газовых турбин как по применяемым подшипникам (в авиационных турбинах применяют подшипники качения), так и по соотношениям жесткостей и масс ротора и опорной конструкции.

В зависимости от конструкции и режимов работы рассматриваются три типа машин:

a) машины с одним валом с постоянной скоростью вращения;

b) машины с одним валом с переменной скоростью вращения;

c) многоступенчатые машины с еалопроводом, состоящим из нескольких сочлененных валов.

ИСО 7919-4 устанавливает руководство по применению критериев вибрационного состояния

на основе результатов измерений вибрации вала вблизи опор промышленных газотурбинных установок в нормальных режимах работы. Классификация зон вибрационного состояния - та же. что и в ИСО 7919-1. Рассматривается также оценка вибрационного состояния в переходных режимах, связанных с изменениями нагрузки или скорости вращения. Если в состав установки входит электрогенератор. то для установок с мощностью свыше 50 МВт для оценки вибрационного состояния электрогенератора применяют критерии по ИСО 7919-2. а для установок с мощностью до 50 МВт включительно - по ИСО 7919-3.

6.5 ИСО 7919-5 устанавливает специальные требования для оценки вибрационного состояния по измерениям вибрации вала гидроагрегатов. Стандарт распространяется на все виды гидравлических машин с гидродинамическими подшипниками номинальной скоростью вращения от 60 до 3600 мин! и номинальной мощностью 1 МВт и более. 8 число таких машин входят турбины, насосы, турбонасосы, генераторы, двигатели и мотор-генераторы, включая редукторы и вспомогательное оборудование. Вал таких машин может быть расположен горизонтально, вертикально или под произвольным углом.

Стандарт устанавливает руководство по применению критериев оценки вибрационного состояния на основе результатов измерений вибрации вала вблизи подшипниковых опор гидроагрегатов, работающих в нормальном установившемся режиме. Критерии заданы в виде числовых значений перемещения ротора относительно подшипниковой опоры в зависимости от скорости вращения вала.

7 Другие стандарты в области контроля состояния машин

7.1 ИСО 3046-5 устанавливает общие требования к крутильным колебаниям еалопровода, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания. Стандарт распространяется на стационарные наземные установки, двигатели на железнодорожном транспорте и судах. Область применения стандарта не включает в себя двигатели дорожных транспортных средств, коммунально-транспортных средств, сельскохозяйственных машин, тракторов и летательных аппаратов.

Стандарт устанавливает методы анализа свободных и вынужденных колебаний, позволяющих определять, в том числе:

a) собственные частоты, собственные векторы и критические скорости вращения;

b) крутильные напряжения в водопроводе;

c) вибрацию гибких валов;

d) вибрацию в заданных точках еалопровода;

e) тепловое рассеяние в сочленениях еалопровода и другие источники демпфирования колебаний.

При необходимости результаты измерений могут быть использованы для расчета вибрации зубчатых передач.

7.2 ИСО 8579-2 устанавливает методы определения вибрации отдельно выполненных зубчатых механизмов, включая повышающие и понижающие редукторы. Методы включают в себя измерения вибрации на корпусе и валах, требования к средствам и методам измерений параметров вибрации. Установлена классификация вибрации в целях приемки изделий.

Стандарт распространяется только на приемочные испытания зубчатых механизмов в диапазонах заданных скоростей вращения, нагрузок, температур и в заданных условиях смазки. Оценка вибрации на месте применения механизмов может потребовать других способов оценивания. Стандарт не распространяется на специальные или встроенные зубчатые механизмы, например, в составе компрессоров, насосов, турбин, а также на устройства отбора мощности.

7.3 ИСО 13373-1 включает в себя общее руководство по измерениям и сбору данных, необходимых для оценки вибрации машин в целях контроля технического состояния и диагностирования. Он распространяется на машины вращательного действия всех видов. Стандарт описывает разные виды преобразователей, диапазоны их применения, процедуры анализа в узких полосах частот, а также методы анализа составляющих на дискретных частотах. 8 нем рассматриваются резонансные характеристики преобразователей и способы их крепления.

Стандарт описывает процедуры непрерывного и периодического сбора данных в целях построения трендов контролируемых параметров вибрации. Рекомендации по установке преобразователей даны в зависимости от вида машин (турбин, генераторов, двигателей, насосов и т.д.). В стандарте приведен перечень наиболее типичных неисправностей для машин разных видов с указанием их причин.

7.4 ИСО 13373-2 устанавливает руководство по обработке данных вибрации во временной и частотной областях, методы анализа вибрационных диагностических признаков, способы отображения данных и применения результатов анализа к контролю состояния машин и. далее, в целях их диагностирования. Рассмотрены методы анализа и фильтрации как аналоговых, так и цифровых сигналов.

В стандарте приведены и описаны типичные диагностические признаки, а также их связь с неисправностями разного вида. Получение зтих признаков (в число которых входят параметры временного сигнала, биения и модуляции, диаграммы Найквиста и Боде, каскадные спектры, а также параметры. усредненные по временной и частотной областям) возможно с применением общепринятых средств анализа, используемых в целях контроля состояния машин.

7.5 ИСО 13373-3 устанавливает общую схему выбора и применения методов вибрационного диагностирования для широкого класса машин и узлов с указанием характерных признаков неисправностей.

Систематический подход к диагностированию начинается с серии вопросов, позволяющих сформировать информационную базу для рабочих характеристик машины. За этим следует составление схем, изображающих пошаговые логически связанные диагностические процедуры для машин и узлов разных видов.

7.6 ИСО 14694 устанавливает требования к параметрам вибрации и классам точности балансировки для вентиляторов всех видов мощностью менее 300 кВт (с электродвигателями номинальной мощностью до 355 кВт), за исключением вентиляторов, предназначенных исключительно для перемещения масс воздуха (например, потолочных и настольных вентиляторов). Для вентиляторов большей мощности применяют ИСО 10816-3.

Стандарт предусматривает измерение вибрации через параметры перемещения, скорости и ускорения в абсолютных и относительных единицах. Однако предпочтительными контролируемыми параметрами являются размах перемещения и среднеквадратичное значение скорости.

Во время заводских испытаний вентилятор, как правило, испытывают без его подсоединения к воздуховоду, т.е. в условиях, когда аэродинамическая нагрузка отлична от имеющей место в условиях применения. Отличающимися могут быть также масса и жесткость опоры вентилятора. Поэтому после установки вентилятора в условиях его применения может оказаться, что создаваемая вибрация будет другой как по общей мощности, так и по частотному составу. Вопрос, в какой степени может измениться создаваемая вентилятором вибрация после его установки в условиях применения, в ИСО 14694 не рассматривается.

7.7 ИСО 14695 устанавливает метод измерений характеристик вибрации вентиляторов тех же типов, на которые распространяется ИСО 14694. Для измерений вибрации вентиляторов большей мощности используют ИСО 10816-1. а критерии оценки состояния берут по ИСО 10816-3.

Метод, установленный ИСО 14695. включает в себя измерения среднеквадратичных значений перемещения, скорости или вибрации, а также представление результатов измерений в виде спектров в соответствующем диапазоне частот. Измерения проводят при вывешивании вентилятора на упругих подвесах или при установке на упругих опорах. С точки зрения анализа распространения вибрации в опорную конструкцию важно знать силы, действующие в точках контакта вентилятора с опорой, однако соответствующие измерения в стандарте не рассматриваются.

8 Расчетный метод выбора стандарта для машины данного вида

8.1 Общие положения

В настоящем разделе рассматривается расчетный метод, используемый при выборе способа измерений вибрации, который основан на динамике машины данного вида, характеризуемой коэффициентом динамической жесткости а. Этот коэффициент представляет собой отношение динамической жесткости подшипниковой опоры к динамической жесткости подшипника. Дополнительная информация приведена в приложениях А и В Пример расчета приведен в приложении С. Алгоритм выбора способа измерений на основе коэффициента а показан на рисунке 1.

Пример - Из рисунка 1 следует, что если * ■ 2, то измерению подлежит либо относительная (А), либо абсолютная (В) вибрация вала, о то время как вибрацию подшипниковой опоры (С) измеряют лишь в исключительных случаях.

Расчвтный метод выбора соответствующего стандарта применим, в частности, при необходимости сделать выбор между стандартами серии ИСО 7919 и серии ИСО 10816. Руководство по применению расчетного метода показано на рисунке 2. Поскольку лицам, занимающимся обслуживанием машин в условиях их применения, значения жесткостей могут быть неизвестны, блок-схема, показанная на рисунке 2, предназначена, в первую очередь, специалистам, занимающимся проектированием и изготовлением машин.

Примечание - Возможны ситуации, когда измерения вибрации вала должны дополнять измерения на невращающихся частях (см. ИСО 13373-1).

8.2 Основные соотношения для вибрации вращающихся валов и опор

8.2.1 Основные конструктивные элементы

Основные элементы конструкции, рассматриваемые в модели «ротор - подшипник - опора» при моделировании вибрации, и упрощенная динамическая модель, в которые входят эти элементы, показаны на рисунке 3.

Примечание - Модель, изображенная на рисунке 3. описывается формулами (А.З) и (А4) приложения А.

8.2.2 Расчет отклика по характеристикам конструктивных элементов

Отклик системы «ротор - подшипник - опора» определяют следующие характеристики.

a) гибкость ротора;

b) динамическая жесткость подшипника;

c) динамическая жесткость подшипниковой опоры.

i," -динамическая жесткость подшипника; к " : -динамическая жесткость подшипниковой опоры: а - коэффициент динамической жесткости; А - диапазон измерений относительной вибрации вала: В - диапазон измерений абсолютной вибрации вала; С - диапазон измерений вибрации подшипниковой опоры

Примечание - Полужиркьми стрелками отмечены диапазоны типичных значений и для измерений данного вида, а тонким* стрелками - диапазоны а, когда данньй вид измерений используют только в исключительных случаях.

Рисунок I - Определение метода измерения вибрации на основе коэффициента динамической жесткости а

Рисунох 2 - Блок-схема выбора стандарта для измерений вибрации

1 -дисбаланс; 2-ротор: 3- подшипник: 4 - подшипниковая опора: С, -демпфирование подшипника:

С: - демпфирование подшипниковой опоры: - жесткость подшипника: кг - жесткость подшипниковой опоры:

к. - жесткость ротора: т, - масса опоры: м* - масса ротора

Рисунок 3 - Динамическая модель системы «ротор - подшипник - опора»

При оценке вибрации системы необходимо учитывать следующие два основных момента: - динамическую силу, передаваемую на подшипник:

Относительное перемещение, позволяющее рассчитать зазор между ротором и невращаю-щейся частью машины.

Действующую на подшипник динамическую силу F, определяющую условия его эксплуатации и срок службы, можно измерить двумя косвенными методами.

Первый метод - по измерениям перемещения х, опоры подшипника с использованием формулы

к".

где к ’, - динамическая жесткость подшипниковой опоры.

Соответствующие измерения проводят в соответствии оо стандартами серии ИСО 10816. Второй метод - по измерениям относительного перемещения вала х„ с использованием фор*

где - динамическая жесткость подшипника.

Абсолютное перемещение вала х, представляет собой сумму перемещения подшипниковой опоры х,- и относительного перемещения вала х*:

Х ’+ Х " = Т;

Общая динамическая жесткость.

Примечание - Общая динамическая жесткость более подробно рассмотрена в приложении D.

Перемещения, определяемые формулами (2) и (3), могут содержать погрешность, обусловленную смещением вала в плоскости измерений. Последнее включает в себя смещение вала относительно центра подшипника, связанное с изгибом вала, а также смещение центральной плоскости подшипника относительно плоскости измерений. В случае достаточно жестких роторов этой погрешностью можно пренебречь. Однако если ротор при своем вращении проявляет гибкие свойства, то в формулы (2) и (3) необходимо добавить слагаемое х, описывающее влияние деформации вала (см. таблицу 1).

Таблица 1 - Вибрации в подшипниковой системе

Динамика подшипника

А.1 Обозначения

Ниже приведены обозначения величин, используемые при аналитическом описании динамики подшипника. А, у- относительные перемещения шейки вала в подшипнике:

T, у - относительные скорости шейки вала в подшипнике:

V. у - относительные ускорения шейки вала 8 подшипнике:

F t - сипе, действующая на подшипник в направлении.т:

F - сипа, действующая на подшилнж в направлении у:

т и, ni n , т - приведенные массы масляной пленки в подшипнике:

с я, -коэффициенты демпфирования масляной пленки в подшипнике:

k tt . к п, к 1Г. к Х1 - коэффициенты жесткости масляной пленки в подшипнике:

к’ - к + кос - комплексная динамическая жесткость подшипника и опоры.

В общем случав динамическое поведение подшипника можно описать формулой

За исключением подшипников с жидкой смазкой (например, гидродинамических) влиянием приведенной массы смазки можно пренебречь. Эго позволяет упростить модель до вида

За исключением случая подшипников схольжения с цельным вкладышем перекрестными членами матриц также можно пренебречь, что позволяет еще более упростить модель:

Но даже для подшипников скольжения с цельным вкладышем формула (А.З) может быть использована для описания некоторых эффектов, например для описания отклика системы на дисбаланс.

Аналогичным образом может быть представлена динамика подшипниковой опоры. Ее упрощенный анализ проводят с использованием формулы

А.2 Динамическая жесткость подшипника

Динамическая жесткость подшипника зависит от его типа. Для оценки динамической жесткости следует знать две характеристики, одна из которых зависит от частоты вращения ротора, а вторая - от частоты возбуждения при данной частоте вращения ротора. Ниже приведен анализ динамической жесткости подшипников разных типов.

a) Подшипник качения

Для данного типа подшипников характерна высокая жесткость, зависящая от нагрузки, и низкое значение коэффициента демпфировался. Обе эти характеристики практически не зависят от частоты вращения ротора и частоты возбуждения, что показано прямыми линиями на рисунках А.1 и А.2.

b) Подшипник скольжения с сегментным вкладышем

Частота вращения и нагрузка влияют на жесткость данного подшипника, а зависимость от частоты возбуждения имеет вид гладкой фукхции. как показано на рисунках А.1 и А.2.

Подшипники данного типа обладают стабильными характеристиками и умеренно хорошими демпфирующими свойствами.

c) Подшипник скольжения с цельным вкладышем

Данный подшипник обладает сложными характеристиками. Его зависимость от нагрузки и частоты вращения подобны тем. что наблюдают для подшипника с сегментным вкладышем. Однако зависимость динамической жесткости от частоты возбуждения на заданной частоте вращения менее гладкая, чем для других типов подшипников. особенно вблизи границы зоны устойчивости. Из рисунка 2 можно видеть, что динамическая жесткость такого подшипника становится очень низкой, если частота возбуждения составляет приблизительно половину частоты вращения ротора.

к, - динамическая жесткость подшипника (модуль); л - скорость вращения ротора: 1 - подшипник скольжения с сегментным вкладышем: 2- подшипник качения Рисунок А. 1 - Изменение динамической жесткости подшипника в зависимости от частоты вращения

к" - динамическая жесткость подшипника (модуль): /„ - частота возбуждения: /„< - частота вращения роторе: 1 - подшипник скольжения с сегментным вкладышем: 2- подшипник качения:

3 - подшипник скольжения с цельным вхладышем в стабильном режиме работы;

4 - подшипник скольжения с цельным вхладышем в нестабильном режиме работы

Рисунок А.2 - Изменение динамической жестхости подшипюгка в зависимости от частоты возбуждения

Подводя итог, можно сказать, что подшипники качения обладают высокой жесткостью и очень низким демпфированием, не зависящими от скорости вращения ротора. Подшипники скольжения с сегментным вкладышем имеют средние характеристики жесткости и демпфирования. Подшипники скольжения с цельным вклады-шем также обладают средними характеристиками жесткости и демпфирования на частоте вращения, но изменяющимися по сложному закону в зависимости от частоты возбуждения.

По моде убывания значений соответствующих характерней* подшипники разных типов можно упорядочить следующим образом:

Жестхость: максимальная у подшипников качения, меньше у подшипников скольжения с сегментным вкладышем и минимальная у подшипников скольжения с цельным вкладышем:

Демпфирование: максимальное у подшипников скольжения с цегьным вкладышем, меньше у подшипников скольжения с сегментным вкладышем и минимальное у подшипников качения:

Комплексная жесткость на половине частоты вращения ротора: максимальная у подшипников качения, меньше у подшипников скогъжекия с сегментным вкладышем и минимальная (почти равная нулю на границе зоны устойчивости) у подшипников скольжения с цельным вкладышем.

Динамическая жесткость конструкции пол подшипником может быть разной, как схематично показано на рисунке В.1.

к". - динамическая жесткость опоры подшипника (модуль) е логарифмическом масштабе:

/-частота (ш = 2я/); 1 - частотно-зависимая характеристика

Рисунок В.1 -Динакыческая жесткость подшипниковой опоры

При оценке динамической жвстхости подшипниковой опоры необходимо принимать во внимание следующее:

a) в самом простом случае конструкцию под подшипником можно представить в виде пружины с малым демпфированием:

b) большинство подшипниковых опор требует полного описания в виде пружинно-массово-демпферной системы:

c) для систем с частотно-зависимыми характеристиками комплексная жесткость опоры имеет сложную зависимость от частоты, включая многочисленные резонансы.

Знзчитегъхая вибрация подшипника может наблюдаться на резонансе подшипниковой опоры. Однако при этом относительные колебания вала останутся сравнительно небольшими.

В таблице С.1 показаны не которые типичные значения жесткости подшипников и подшипниковых опор, а также их отношение а для машин некоторых виаов.

Таблица С.1 - Примеры динамических жесткостей подшипника и подшипниковой опоры

Тип машины	Жесткость опоры. Н/ММ	Жесткость подшипника. Н/мм	Отношение жесткостей а
Паровая турбина высокого давления
Паровая турбине низкого давления
Генератор мощностью 100 МВт
Газотурбинный генератор
Крупнея газовая турбина

В таблице С.2 приведены некоторые типичные значения а для машин некоторых видов с указанием пригодности соответствующих стандартов для оценки вибрационного состояния.

Таблица С.2 - Примеры выбора стандарта для оценки вибрационного состояния

	Отношение жесткостей а	Выбор ИСО 10016 (опора)	Выбор ИСО 7019 (вал)
Паровая турбта высокого давления
Паровая турбина низкого давления		средний/хороший
Крупный генератор		средний/хороший
Центробежный компрессор высокого давления
Крупный вентилятор
Малый вентилятор и насос
Вертикальный насос
Крупная газовая турбина

На рисунке С.1 показаны типичные примеры жесткостей подшипников и их опор для разных видов машин с указанием диапазонов выбора метода измерений.

А," - динамическая жесткость подшипника; - динамическая жесткость подшипниковой опоры: а - коэффи

циент динамической жесткости: А - диапазон относительной вибрации вала: В - диапазон абсолютной вибрации вала; С - диапазон вибрации подшипниковой опоры: а - турбина высокого давления: b - крупный генератор: с - турбина низкого давления; d - центробежный компрессор высокого давления: е - центробежный компрессор среднего давления; f-крупный вентилятор; g - малый вентилятор и насос; h - вертикальный насос

Примечание - Полужирными стрелками отмечены диапазоны тигмчных значений « для измерений данного вида, а тонкими стрелками - диапазоны а, когда данный вид измерений используют только в исключительных случаях.

Рисунок С.1 - Типичные диапазоны динамических жесткостей для машин разных видов

,. ч г / >2

Общая динамическая жесткость для модели, изображенной на рисунке D.1, к 1Ы = к 1Ы + /<ис м, может быть определена по формулам:

(А, + к",)(к,к’ : -с | й*с,й;)+(А" | с,йн-А"(с | <»)(с 1 лн-с; <у)

(Л,+Л 2) +(с,а>+с,<о)

(к, +k" 2){k l c i (t)+k , : .c l )"

где A"j = к> - т Р (о г.

Примечание - Обозначения величин те же. что и на рисунке 3.

Динамические жесткости вместе с отношением вибрации r vih локазаны на рисунке D.2 как функции коэффициента динамической жесткости а.

РисунокО.1 -Модель общей динамической жесткости к ия ~к^ +ift)c

Общая динамическая жесткость: r vi(l - отношение вибрации (относительной и абсолютной вибрации вала):

а- коэффициент динамической жесткости: А - диапазон относительной вибрации вала: В - диапазон абсолютной вибрации вала; С - диапазон вибрации подшипниковой опоры: 1 - податливая опора: 2 - жесткая опорам - относительная вибрация вала: Ь - абсолютная вибрация вала: с - вибрация опоры

Примечание - Полужирными стрелками отмечены диапазоны типичных значений а для измерений данного вида, а гонкиьы стрелками - диапазоны а, когда данный вид измерений используют только в исключительных случаях.

Рисунок 0.2 - Общая динамическая жесткость и отношение вибрации как функции коэффициента динамической жесткости «

		Область применения стандарта
Обозначение	Наименование		Измерения		Движете ыаиямы
стандарта	стандарта					возвратно-	Обучение
ИСО 2954:2012	Вибрация машин вращательною и возвратно-поступательного действия. Требования к средствам измерений для оценки вибрационного состояния
ИСО 3046-5:2001	Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Характеристик. Масть 5. Крутильная вибрация
ИСО 7919-1:1996	Вибрация машин без возвратно-поступательно го движения. Измерения на вращающихся валах и критерии оценим. Часть 1. Общее руководство
ИСО 7919-2:2009	Вибрация. Оценка еибрациожого состояния машин по результатам измерений на вращающихся валах. Часть 2. Стационарные паровые турбины и генераторы мощностью свыше 50 МВт с номинальными скоростями вращения 1500.1600.300 и 3600мин’
ИСО 7919-3:2009	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений на вращающихся валах. Часть 3. Промышленные машинные агрегаты
ИСО 7919-4:2009	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерении на вращающихся валах. Часть 4. Газотурбинные установки с гидродинамическими подшипниковыми опарами
ИСО 7919-5:2005	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений на вращающихся частях. Часть 5. Установки гидроэлектростанций и насосных станций

1

3

Обозначение стандарте	Наименование стандарта	Область применим»стандарта
			Измерения вибрации		Движение машины		Обучение
						возвратно-
ИСО 8526-9:1995	Элэстроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Часть 9. Измерение вибрации и оценка вибрационного состояния
ИСО 10816-1:1995	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на меаращаю-щихся частях. Часть 1. Общее руководство
ИСО 10816-2:2009	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на нее решающихся частях. Часть 2. Стационарные паровые турбины и генераторы мощностью свыше 50 МВт с номинальными скоростями вращения 1500, 1600, 300 и 3600 мин 1
ИСО 10816-3:2009	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на нобращающихся частях. Часть 3. Промышленные машины номинальной мощностью свыше 15 кВт с номинальными скоростями вращения от 120 до 15000 мин" 1 при измерениях на месте эксплуатации
ИСО 10816-4:2009	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрадои на извращающихся частях. Часть 4. Газотурбинные установки с гидродинамическими подшипниковыми опорами

ГОСТ Р 56646-2015

Обозначение стандарта	Наименование стандарта	Область применения стандарте
			Измерения вибрации		Движение машины
						возвратно-
ИСО 10816-5:2000	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на нобращающихся частях. Часть 5. Уста ноли гидроэлектростан-1»1й и насосных станt*iй
ИСО 10816-6:1995	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на нее решающихся частях. Часть 6. Машины возвратно-поступательного действия номинальной мощностью свыше 100 кВт
ИСО 10816-7:2009	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на нее решающихся частях. Часть 7. Промышленные динамические насосы, включая измерения на вращающихся валах
ИСО 10816-8:2014	Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибраши на нее решающихся частях. Часть 8. Поршневые компрессорные агрегаты
ИСО 10817-1:1998	Системы измерений вибрации вращающихся валов. Часть 1. Устройства для снятия сигналов относительной и абоолотной вибрации
ИСО 13373-1:2002	Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состожия. Часть 1. Общие методы
ИСО 13373-2:2005	Контроль состояния и диагностмса машин. Вибраци-онный контроль состояния. Часть 2. Обработка, анализ и представление результатов измерений вибрации

ГОСТ Р 56646-2015

ГОСТ Р 56646-2015

Продолжение таблицы Е. f

Обозначение стандарта	Наименование стандарта	Область применения стандарта
			Измерения вибрации		Движение машины		Обучение
						возвратно-
ИСО 13373-3:2015	Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния. Часть 3. Руководство по вибрационному диагностирована
ИСО 14694 2003	Вентиляторы промышленные. Требования к производимой вибрации и качеству балансировки
ИСО 14695 2003	Вентиляторы промышленные. Методы измерений выбрали вентиляторов
ИСО 14639-1:2002	Вибрация. Вибрация машин вращательного действия с активными магнитными подшипниками. Часть 1. Словарь
ИСО 14639-2:2004	Вибрация. Вибрация машин вращательною действия с активными магнитными подшипниками. Часть 2. Оценка вибрациожого оостотия
ИСО 14839-3:2006	Вибрация. Вибрация машин вращате/ъною действия с активными магнитными подшипниками. Часть 3. Определение запаса устойчивости
ИСО 14639-4:2012	Вибрация. Вибрация машин вращательною действия с активными магнитными подшипниками. Часть 4. Техническое руководство
ИСО 18436-2:2014	Контроль состояния и диагностика машин. Требования к к вали фи кажи и оценке персонала. Часть 2. Вибрационный контроль состояния и диагностика
ИСО 20263-4:2012	Вибрация. Измерения вибрации на судах. Часть 4. Измерения и оценка вибрации судовою движителя

Обозначение стандарта	Наименование стандарта	Область применен я стандарта
			Измерения вибрации		Движение мзшиы		Обучение
						еозвратмо-лос ту петельное
ИСО 22266-1:2009	Вибрация Крутильная вибрация машин вращательного действия. Часть 1. Стационарные паротурбинные и генераторные установки мощностью свыше 50 МВт
МЭК 60034-14:2003	Машины электрические вращательного действия. Часть 14. Вибрация машин с высотой вала 56 мм и более. Измерения, оценка и границы зон вибрационного состояния

ГОСТ Р 56646-2015

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам

Таблица ДА.1

	соответствия
		ГОСТ ИСО 7919-1-2002 «Вибрация машин без возвратнопоступательного движения. Измерения на вращающихся валах и коитеоии оценки. Часть 1. Общее руководство»
		ГОСТ Р 55263-2012 (ИСО 7919-2:2009) «Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений на вращающихся валах. Часть 2. Стационарные паровые турбины и генераторы мощностью свыше 50 МВт с номи-нагъными скоростями вращения 1500, 1800, 300 и 3600 мин"»
		ГОСТ ИСО 10816-1-97 «Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений вибрации на невоашаюшихся частях Часть 1. Общее оуководство»
		ГОСТ Р 55265.2-2012 (ИСО 10816-2 2009) «Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений на невращающихся частях Часть 2. Стационарные паровые турбины и генераторы мощностью свыше 50 МВт с номинальными скоростями вращения 1500. 1800. 300 и 3600 мин "
		ГОСТ Р 55265.7-2012 (ИСО 10816-7:2009) «Вибрация. Оценка вибрационного состояния машин по результатам измерений на невращающихся частях. Часть 7. Насосы динамические промышленные»
		ГОСТ Р ИСО 3046-5-2004 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Характеристики. Часть 5. Крутильные колебания»
		ГОСТ ИСО 8579-2-2002 «Вибрация. Конгрогъ вибрационного состояния зубчатых механизмов гои поиемке»
		ГОСТ Р ИСО 13373-1-2009 «Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния машин. Часть 1. Общие методы»
		ГОСТ Р ИСО 13373-2-2009 «Контроль состояния и диагностика машин. Вибрационный контроль состояния машин. Часть 2 Обработка, анализ и представление результатов измеоений вибоаиии»
		ГОСТ 31350-2007 (ИСО 14694:2003) «Вибрация. Вентиляторы промышленные. Требования к производимой вибрации и качеству бапансиооеки»
		ГОСТ 31351-2007 (ИСО 14695:2003) «Вибрация. Венгиля-тооы поомышленные. Измеоения вибоаиии*
		ГОСТ Р ИСО 2041-2012 «Вибрация, удар и контроль технического состояния. Теомины и определения»

Обозначение ссылочного международного стандарта	соответствия	Обозначение и наименование соответствующего национального, межгосударственного стандарта
		ГОСТ Р ИСО 2954-2014 «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращаю-щихся частях. Тоебовакия к соэдствам измеоений»
		ГОСТ ИСО 5348-2002 «Вибрация и удар. Механическое коепление акселеоометоов»
		ГОСТ ИСО 10817-1-2002 «Вибрация. Системы измерений вибрации вращающихся валов. Часть 1. Устройства для снятия сигналов относительной и абсолютной вибрации*
* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его утверждения рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. Перевод данного международного стандарта находится в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов. Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: IDT - идентичные стандарты; MOD - модифицированные стандарты. IEC 81400-4 VDI 3836
	VDI 3839 VDI 3840

Mechanical vibration - Balance quality requirements for rotors m a constant (rigid) state - Part 1: Specification and verification of balance tolerances

Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets - Pari 9: Measurement and evaluation of mechanical vibrations

Mechanical vibration - Methods and criteria for the mechanical balancing of flexible rotors Conditron monitoring and diagnostics of machines - Prognostics - Part 1: General guidelines Mechanical vibration - Vibration of rotating machinery equipped with active magnetic bearings - Part 1: Vocabulary

Mechanical vibration - Vibration of rotating machinery equipped with active magnetic bearings - Part 2: Evaluation of vibration

Mechanical vibration - Vibration of rotating machinery equipped with active magnetic bearings - Part 3" Evaluation of slabtity margin

Mechanical vibration - Vibration ol rotating machinery equipped with active magnetic bearings - Part 4: Technical guidelines

Rolling bearings - Measuring methods lor vibration (att parts)

Condition monitoring and diagnostics of machines - General guidelines Mechanical vibration - Balancing - Guidance on the use and application of balancing standards Mechanical vibration - Measurement of vibration on ships - Part 4: Measurement and evaluation of vibration of the ship propulsion machinery

Mechanical vibration - Rotor balancing - Part 13: Criteria and safeguards for the in-situ balancing of medium and large rotors

Mechanical vibration - Rotor balancing - Part 14: Procedures for assessing balance errors Mechanical vibrabon - Torsional vibration of rotating machinery - Part 1: Landbased steam and gas turbine generator sets in excess ol 50 MW

Rotating electrical machines - Part 14: Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56 mm and higher - Measurement, evaluation and limits of vibration severity Guide tor field measurement of vibrations and pulsations in hydraulic machines (turbines, storage pumps and pump-turbnes)

Wind turbines - Part 4: Design requirements for wind turbine gearboxes Measurement and evaluation ot mechanical vibration of screw-type compressors and Roots blowers - Addition to DIN ISO 10816-3

Measurement and evaluation of mechanical vibralion of reciprocating piston engines and piston compressors with power ratings above 100 kW - Addition to DIN IS010816-6 Instructions on measuring and interpreting the vibrations of machines (all parts)

Vibration analysis for machine sets

УДК 534.322.3.08:006.354 ОКС 17.160

Ключевые слова: контроль состояния, диагностика, вибрационное состояние, стандарты, выбор метода оценки

Редактор Л.6. Базяхина Корректор Л.В. Коретникова Компьютерная верстка А.С. Самарина

Подписано печать 06.02 2016 Формат 60x84*4.

Уел. печ. л. Э.72. Тираж 34 экз. Эах.206.

Подготовлено на основе электронном версии, предоставленной разработчиком стандарта

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ*

>23995 Москва. Гранатный пер.. 4.

Объявления:

ГОСТ ИСО 10816-1-97

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ВИБРАЦИЯ

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ
ВИБРАЦИИ НА НЕВРАЩАЮЩИХСЯ ЧАСТЯХ

Часть 1

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 11 от 25 апреля 1997 г.)

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджанская Республика	Азгосстандарт
Республика Армения	Армгосстандарт
Республика Белоруссия	Госстандарт Белоруссии
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизская Республика	Киргизстандарт
Республика Молдова	Молдовастандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Таджикистан	Таджикгосстандарт
Туркменистан	Главная государственная инспекция Туркменистана
Республика Узбекистан	Узгосстандарт
	Госстандарт Украины

3 Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 10816-1-95 «Вибрация. Контроль вибрационного состояния машин по измерениям вибрации на невращающихся частях. Часть 1: Общее руководство»

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 17 сентября 1998 г. № 353 межгосударственный стандарт ГОСТ ИСО 10816-1-97 введен в действие в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1999 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2009 г.

Введение

Настоящий стандарт является базовым нормативным документом, в котором изложены общие руководящие принципы измерения и оценки механической вибрации статорных элементов машин, например опор подшипников. Требования к вибрационным измерениям и критерии оценки состояния машин конкретных типов устанавливают в стандартах на эти машины, разрабатываемых на базе данного стандарта.

Для многих машин результаты измерений вибрации статорных элементов являются достаточными для адекватной оценки условий надежности их эксплуатации, а также влияния на работу соседних агрегатов. Однако для некоторых машин, например с гибкими роторами, измерения вибрации на неподвижных частях могут оказаться недостаточными. В этих случаях осуществляют также измерения вибрации вращающихся роторов, т.е. надежный контроль должен базироваться на результатах измерений вибрации как статорных, так и роторных элементов.

Результаты измерений вибрации могут быть использованы при эксплуатационном контроле, приемочных испытаниях, диагностических и аналитических исследованиях. Данный стандарт является руководством только по эксплуатационному контролю вибрации и измерениям вибрации при приемочных испытаниях оборудования.

В стандарте использованы три основных параметра вибрации: виброперемещение, виброскорость и виброускорение, - и дан порядок установления их предельных значений. Выполнение предлагаемых руководящих принципов в большинстве случаев должно гарантировать удовлетворительную работу оборудования.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Вибрация КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ ВИБРАЦИИ НА НЕВРАЩАЮЩИХСЯ ЧАСТЯХ Часть 1. Общие требования Mechanical vibration. Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts. Part 1. General guidelines

Дата введения 1999-07-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает общие условия и порядок определения и оценки вибрационного состояния на основе измерений, выполняемых на статорных элементах машин. Общие критерии оценки, основанные на измерении как собственно значений параметров вибрации, так и значений их изменений, относящиеся как к эксплуатационному контролю, так и к приемочным испытаниям, должны быть установлены с учетом необходимости обеспечить следующие факторы:

Безопасную продолжительную работу машины;

Отсутствие влияния вибрации машины на работу соседних машин и механизмов.

Настоящий стандарт распространяется на вибрацию, создаваемую самой машиной, и не распространяется на вибрацию, передаваемую извне.

Угловая вибрация в данном стандарте не рассматривается.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

4 ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИИ

4.1 Измеряемые характеристики

4.1.1 Диапазон частот

Измерения вибрации следует проводить в диапазоне частот, охватывающем частотный спектр колебаний машины. Ширина диапазона частот зависит от типа машины (например, диапазон частот, необходимый для оценки целостности подшипников качения, должен включать в себя частоты более высокие, чем для машин с подшипниками скольжения). Рекомендации по выбору диапазона частот для машин конкретных типов должны быть приведены в соответствующих стандартах, например для паротурбинных стационарных агрегатов - в ГОСТ 25364.

Примечание - В прошлые годы контроль вибрационного состояния в основном связывали с измерением вибрации в фиксированном диапазоне частот 10 ... 1000 Гц и оценкой среднего квадратического значения виброскорости в этом диапазоне; требования к соответствующим средствам измерений приведены в ГОСТ ИСО 2954. Однако для машин некоторых типов могут потребоваться измерения в другом диапазоне частот и иных параметров вибрации.

4.1.2 Измеряемая величина

Исходя из целей данного стандарта в качестве измеряемой величины может быть использована одна из следующих:

Виброперемещение, в микрометрах (мкм);

Виброскорость, в миллиметрах на секунду (мм/с);

Виброускорение, в метрах на секунду в квадрате (м/с 2).

Порядок использования, случаи применения и ограничения, налагаемые на эти величины, рассмотрены в .

Как правило, для вибрации, измеряемой в широком диапазоне частот, не существует простых соотношений между виброускорением, виброскоростью и виброперемещением, а также между пиковыми и средними квадратическими значениями вибрационных величин. Краткий анализ причин этого дан в , в котором приведены также некоторые точные зависимости между указанными выше параметрами для случая, когда частотные составляющие вибрации известны.

Следует четко определять, по какому параметру вибрации оценивают вибрационное состояние: размаху виброперемещения, среднему квадратическому значению виброскорости и пр.

4.1.3 Значения параметров вибрации

Под значением параметра вибрации для определенного положения и направления измерений понимают результат измерений, выполненных с помощью оборудования, удовлетворяющего требованиям .

Как правило, при контроле широкополосной вибрации машин роторного типа в качестве оцениваемого параметра используют среднее квадратическое значение виброскорости, поскольку оно связано с энергией колебаний. В ряде случаев, однако, предпочтительно использование других параметров: связанных с виброперемещением или виброускорением или пиковых значений вместо средних квадратических. В этих случаях должны быть использованы другие критерии, которые не всегда связаны простыми соотношениями с критериями для средних квадратических значений виброскорости.

Обычно измерения проводят в различных точках в двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях, что позволяет получить набор значений параметров вибрации. Под уровнем вибрации машины понимают максимальное значение вибрации, измеренной в одной определенной точке или группе точек в выбранных направлениях, при определенных условиях и установившемся режиме работы.

Вибрационное состояние машин многих типов может быть оценено по уровню вибрации для одной точки измерения. Однако для некоторых машин такой подход является неприемлемым и уровни вибрации следует определять на основе независимых измерений в ряде точек.

4.2 Точки измерения

Измерения следует проводить на подшипниках, корпусах подшипников или других элементах конструкции, которые в максимальной степени реагируют на динамические силы и характеризуют общее вибрационное состояние машины. Типичные примеры расположения точек измерения приведены на рисунках 1а - 1д.

Рисунок la - Точки измерения на опоре подшипника	Рисунок 16 - Точки измерения на корпусе подшипника
Рисунок 1в - Точки измерения на малых электрических машинах
Рисунок 1г - Точки измерения на двигателе	Рисунок 1д - Точки измерения на вертикально установленной машине

Полную оценку вибрационного состояния крупных агрегатов дают результаты измерений в контролируемых точках в трех взаимно перпендикулярных направлениях, как указано на рисунках 1а - 1д. Как правило, подобная полнота измерений требуется только для приемочных испытаний. При эксплуатационном контроле обычно выполняют одно или два измерения в радиальном направлении [как правило, горизонтальном и(или) вертикальном]. Кроме того, дополнительно можно также проводить измерения осевой вибрации, обычно в месте расположения упорного подшипника.

Расположение точек измерения для машин конкретных типов должно быть приведено в соответствующих стандартах на машины этих типов.

4.3 Требования к состоянию машины при эксплуатационном контроле

Эксплуатационный контроль выполняют только при полностью собранной на штатных опорах машине на месте ее эксплуатации.

4.4 Требования к опорам машины при приемочных испытаниях

4.4.1 На месте эксплуатации

Если приемочные испытания проводят на месте эксплуатации, роторы должны быть установлены на штатные опоры. В этом случае важно, чтобы при проведении приемочных испытаний были смонтированы все основные элементы машины; для головных образцов машин это требование является обязательным, а для серийных машин, если это невозможно, оценочные критерии должны быть соответствующим образом корректированы. Результаты сравнения вибрационного состояния однотипных машин, установленных на различных фундаментах, сопоставимы лишь при условии сходства динамических характеристик фундаментов.

4.4.2 На испытательном стенде

Необходимо создать условия, при которых исключается совпадение частот собственных колебаний испытательной установки с частотой вращения машины или с какой-либо из ее мощных гармоник. Обычно полагают, что данное требование выполняется, если значение горизонтальной и вертикальной вибрации несущих элементов фундамента вблизи опор подшипников не превышает 50% значения вибрации соответствующего подшипника в том же направлении. Испытательная установка не должна вызывать также изменений значения какой-либо из основных собственных частот машины в эксплуатации. Если резонансы опоры устранить не удается, следует проводить приемочные испытания полностью собранной машины на месте эксплуатации.

Приемочные испытания машин некоторых классов, например небольших электрических машин, проводят на упругом основании. В этом случае низшие собственные частоты системы машина - испытательные опоры, рассматриваемой как жесткое тело, должны быть менее 1 / 2 минимальной частоты возбуждения. Соответствующие условия опирания могут быть достигнуты путем установки машины на упругоопирающийся фундамент (основание) или с помощью свободной подвески на мягких пружинах.

4.5 Условия эксплуатации машины

Оценка уровня вибрации должна быть проведена после достижения нормальных условий эксплуатации. Дополнительные измерения при других условиях не должны быть использованы для оценки вибрационного состояния в соответствии с .

Оценку влияния виброактивности окружающих механизмов на вибрацию конкретной машины проводят на основании результатов измерений на остановленной машине. Если измеренное значение параметра вибрации превышает ⅓ рекомендуемого предельного значения, следует принять меры по уменьшению этого влияния.

5 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА

Конструкция контрольно-измерительной аппаратуры (далее - аппаратура) должна обеспечивать ее нормальное функционирование в условиях проводимых измерений (температура окружающей среды, влажность воздуха и т.д.). Следует особое внимание уделить креплению вибропреобразователя и убедиться в том, что это крепление не изменяет вибрационные характеристики машины. Требования к аппаратуре, предназначенной для измерения среднего квадратического значения вибрации в диапазоне 10 … 1000 Гц, - по ГОСТ ИСО 2954.

В настоящее время для контроля широкополосной вибрации наиболее часто используют приборы двух типов:

Приборы, содержащие детектор среднего квадратического значения и индикатор для считывания средних квадратических значений измеряемой величины;

Приборы, содержащие либо детектор среднего квадратического значения, либо усредняющий детектор, но калиброванные для считывания размаха или амплитуды колебаний; при этом калибровка основана на соотношении между средними квадратическими и пиковыми значениями для чисто синусоидального сигнала.

Если оценка вибрации базируется на результатах измерения более чем одной величины (перемещение, скорость, ускорение), применяемые приборы должны обеспечивать измерение всех этих величин.

Измерительная система должна предусматривать возможность калибровки всего измерительного тракта (желательно встроенное устройство калибровки) и иметь независимые выходы для подсоединения дополнительных анализаторов и т. д.

6 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВИБРАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН

6.1 Виды критериев

Рассматриваются критерии двух видов, распространяющиеся на эксплуатационный контроль и приемочные испытания и предназначенные для оценки уровней вибрации машин различных типов. Критерий 1 связан со значениями измеряемых параметров вибрации, а критерий 2 - с изменениями этих значений (независимо от направления изменений).

6.2 Критерий 1

6.2.1 Зоны вибрационного состояния

Критерий 1 связан с определением границ для абсолютного значения параметра вибрации, соответствующих допустимым динамическим нагрузкам на подшипники и допустимой вибрации, передаваемой вовне через опоры и фундамент. Максимальное значение, полученное в результате измерения на каждом подшипнике или опоре (т.е. значение уровня вибрации - как определено в ), сравнивают с границами четырех зон, установленных исходя из международного опыта проведения исследований и эксплуатации. Данные зоны предназначены для качественной оценки вибрационного состояния машин и принятия решения о необходимых мерах. Иное (сравнительно с приведенным ниже) число зон и их расположение может быть использовано для машин специальных типов, которые рассматриваются в соответствующих стандартах. Примерные значения границ зон приведены в .

Зона А - В эту зону попадают, как правило, новые машины, только что введенные в эксплуатацию.

Зона В - Машины, попадающие в эту зону, обычно считают пригодными для дальнейшей эксплуатации без ограничения сроков.

Зона С - Машины, попадающие в эту зону, обычно рассматривают как непригодные для длительной непрерывной эксплуатации. Обычно данные машины могут функционировать ограниченный период времени, пока не появится подходящая возможность для проведения ремонтных работ.

Зона D - Уровни вибрации в данной зоне обычно рассматривают как достаточно серьезные, для того чтобы вызвать повреждение машины.

Числовые значения границ упомянутых зон не предназначены служить в качестве технических условий при приемочных испытаниях, это является предметом соглашения между производителем машины и потребителем. Однако данные границы могут служить в качестве руководства с тем, чтобы избежать чрезмерно завышенных и нереалистических требований. В определенных случаях для машин некоторых типов могут быть установлены особенности, которые потребуют изменения значений границ зон (в большую или меньшую сторону). Тогда производителю машин, как правило, следует объяснить причину данных изменений и, в частности, подтвердить, что машину не следует подвергать опасности, эксплуатируя при более высоких уровнях вибрации.

Вибрация конкретной машины зависит от ее размеров, динамических характеристик вибрирующих деталей, способа монтажа и назначения. При выборе зон допустимой вибрации машины необходимо учитывать также условия, влияющие на ее вибрационное состояние. Независимо от типа подшипников среднее квадратическое значение виброскорости статорных элементов (например, опор подшипников) машин большинства типов, как правило, адекватно характеризует условия работы роторов, их воздействие на опорные элементы и соседние механизмы, а также состояние самих машин в широком диапазоне рабочих скоростей. Однако для некоторых машин, например с очень низкими рабочими скоростями, применение одного параметра - среднего квадратического значения виброскорости - без учета значения рабочей скорости может узаконить недопустимые высокие виброперемещения, в частности, когда доминируют колебания с оборотной частотой. С другой стороны, применяя принцип постоянства виброскорости к машинам с высокими рабочими скоростями или наличием высокочастотных спектральных составляющих вибрации, возбуждаемых некоторыми узлами машины, можно прийти к недопустимо высокому уровню виброускорений.

С учетом вышеизложенного критерии приемки, основанные на использовании среднего квадратического значения виброскорости, должны иметь общую форму, приведенную на рисунке 2 (см. также ), на котором указаны границы частотного диапазона измерений f u и f l и показано, что ниже частоты; f x и выше частоты f y допустимое значение виброскорости является уже функцией частоты f /вибрации. Для зоны от f x до f y применим критерий постоянной виброскорости - именно для данного критерия приведены значения границ в . Более точное определение критериев приемки и значений f l , f u , f x и f y должно быть дано в стандартах на машины конкретных типов.

Вибрация многих машин содержит доминирующую частотную составляющую, нередко на частоте вращения вала. Для таких машин допустимые значения вибрации могут быть получены из рисунка 2 как значения для данной доминирующей частоты.

Если же для некоторой машины значительная часть вибрационной энергии сосредоточена за пределами диапазона частот f x … f y , возможны следующие решения:

а) Помимо измерений виброскорости проводят измерения в широкой полосе частот виброперемещения (если основная часть энергетического спектра лежит ниже f х ) или виброускорения (если основная часть энергетического спектра лежит выше f y ). Допустимые значения параметров виброперемещения или виброускорения получают из рисунка 2, переводя значения виброскорости на краях кривых (т.е. в диапазонах . f l … f x , f y … f u ) в постоянные значения виброскорости и виброускорения соответственно. Вибрацию можно считать допустимой, если она является таковой по всем критериям (перемещения, скорости и ускорения).

б) С помощью анализатора спектра в спектре вибрации выделяют все мощные частотные составляющие и определяют для них значения виброперемещения, виброскорости и виброускорения. После этого на основе уравнения () рассчитывают эквивалентное значение параметра виброскорости; для частотных составляющих, лежащих ниже f x и выше f y , весовые коэффициенты берут в соответствии с рисунком 2. Окончательную оценку делают на основе сравнения со значениями границ в диапазоне f x … f y .

Следует иметь в виду, что, кроме случая единственной доминирующей составляющей, непосредственное сравнение составляющих частотного спектра с границами, определяемыми кривыми на рисунке 2, приведет к ошибочным заключениям.

в) Используют измерительный прибор, форма частотной характеристики которого в области, где сосредоточена вибрационная энергия машины, совпадает с формой кривых на рисунке 2. Окончательную оценку также делают на основе сравнения со значениями границ в диапазоне f x … f y .

Дополнительное руководство по определению границ зон приведено в . Для машин некоторых типов, возможно, потребуется определение границ зон иных, чем те, что представлены на рисунке 2 (см., например, ).

6.3 Критерий 2

Данный критерий основан на оценке изменения значения параметра вибрации по сравнению с предварительно установленным эталонным значением в установившемся режиме работы машины. Значительные изменения (увеличение или уменьшение) значения параметра широкополосной вибрации могут потребовать принятия определенных мер даже в том случае, когда граница зоны С в соответствии с критерием 1 еще не достигнута. Такие изменения могут иметь внезапный характер или постепенно нарастать во времени и указывают на возможное возникновение повреждения машины в начальной стадии или другие неполадки.

При использовании критерия 2 важно, чтобы измерения значений параметров вибрации, подлежащие впоследствии сравнению, проводили при одних и тех же положении и ориентации преобразователя вибрации и приблизительно в одном и том же режиме работы машины. Необходимо определить очевидные изменения значения параметра вибрации независимо от его общего значения, чтобы предотвратить возникновение опасной ситуации. Насколько данное изменение является значительным, должно быть определено в соответствующих стандартах на машины конкретных типов.

Следует иметь в виду, что некоторые существенные изменения в состоянии машины могут быть обнаружены только при контроле отдельных спектральных составляющих (см. ).

6.4 Предельные уровни вибрации

6.4.1 Общие положения

Как правило, для машин, предназначенных для длительной эксплуатации, устанавливают предельные уровни вибрации, превышение которых в установившемся режиме работы машины приводит к подаче сигналов ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ или ОСТАНОВ:

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - для привлечения внимания к тому, что вибрация или изменения вибрации достигли определенного уровня, когда может потребоваться проведение восстановительных мероприятий. Как правило, при появлении сигнала ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ машину можно эксплуатировать в течение некоторого периода времени, пока исследуют причины изменения вибрации и определяют комплекс необходимых мероприятий.

ОСТАНОВ - для индикации уровня вибрации, при превышении которого дальнейшая эксплуатация может привести к повреждениям. При достижении уровня ОСТАНОВ следует принять немедленные меры к снижению вибрации или же остановить машину.

Вследствие разницы в динамических нагрузках и жесткостях опор для различных положений и направлений измерения могут быть установлены разные предельные уровни вибрации. Определение таких уровней для машин конкретных типов должно быть приведено в соответствующих стандартах.

6.4.2 Установка уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ может существенно изменяться в сторону возрастания или уменьшения от машины к машине. Обычно данное значение устанавливают относительно некоторого базового значения, полученного для каждого конкретного экземпляра машины при фиксированном положении и направлении измерения на основе накопленного опыта эксплуатации.

Рекомендуется устанавливать уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ выше базового значения на некоторую долю, в процентах, значения верхней границы зоны В. Если базовое значение мало, уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ может лежать ниже зоны С.

В том случае, если базовое значение не определено, например для новых машин, начальную установку положения ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ следует выполнить либо исходя из опыта эксплуатации аналогичных машин, либо на основе соглашения. Спустя некоторое время следует установить постоянное базовое значение и соответствующим образом скорректировать положение ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.

Если произошло изменение постоянного базового значения (например, вследствие капитального ремонта машины), может потребоваться соответствующее изменение положения ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Вследствие разницы в динамических нагрузках и коэффициентах жесткости опор для различных опор машины могут быть установлены свои предельные уровни.

6.4.3 Установка уровня ОСТАНОВ

Уровень ОСТАНОВ, который обычно связывают с необходимостью сохранения механической целостности машины, может зависеть от различных конструктивных особенностей, применяемых для того, чтобы машина могла противостоять возникновению аномальных динамических сил. Таким образом, данное значение, как правило, будет одним и тем же для машин аналогичных конструкций и не будет связано с базовым значением, как это имело место для уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.

Вследствие многообразия машин различных конструкций не представляется возможным дать четкое руководство для точного установления уровня ОСТАНОВ. Обычно положение ОСТАНОВ устанавливают в пределах зон С или D.

6.5 Дополнительные характеристики

Метод контроля, рассматриваемый в данном базовом стандарте, ограничен оценкой вибрации в широком диапазоне частот без анализа частотных составляющих или учета фазы вибрации. В большинстве случаев для приемочных испытаний и эксплуатационного контроля этого достаточно. Однако при оценке вибрационного состояния машин определенных типов целесообразно использовать векторное представление вибрации.

Использование в качестве критерия изменения вектора вибрации особенно полезно при обнаружении и идентификации изменения в динамических характеристиках машины. Иногда такие изменения невозможно обнаружить в условиях контроля только лишь общего уровня широкополосной вибрации. Пример такой ситуации приведен в . Однако установление критерия на основе изменения вектора вибрации выходит за рамки настоящего стандарта.

6.5.2 Вибрационная чувствительность

Вибрация, измеряемая на какой-либо конкретной машине, может зависеть от режима ее работы. В большинстве случаев подобное влияние условий работы незначительно, но иногда чувствительность к режиму может быть такова, что, в то время как вибрация некоторой определенной машины при некоторых условиях работы признается допустимой, она может перестать считаться таковой при изменении этих условий.

В тех случаях, когда некоторые аспекты вибрационной чувствительности вызывают сомнение, между потребителем и изготовителем машины должно быть достигнуто соглашение о необходимом объеме испытаний или о методах теоретической оценки.

Особые методы используют для оценки состояния элементов роликовых подшипников. Данный вопрос рассмотрен в . Определение оценочных критериев для этих методов выходит за рамки настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ РАЗЛИЧНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ КОЛЕБАНИЙ

Уже в течение многих лет и по настоящее время вибрационное состояние машин широкого класса успешно оценивают путем измерения среднего квадратического значения виброскорости. Для вибрации, имеющей дискретный состав частотных составляющих известных амплитуды и фазы и малый пьедестал, определяемый случайными и ударными процессами, основные вибрационные параметры (например, перемещение, скорость, ускорение, пиковые и средние квадратические значения) связаны строго определенными математическими зависимостями. Вывод этих зависимостей известен, и в данном приложении не ставится задача повторно исследовать этот аспект проблемы. Однако ниже приведен ряд полезных соотношений.

Определив путем измерений зависимость виброскорости от времени, ее среднее квадратическое значение можно подсчитать следующим образом:

где v r . m. s - соответствующее среднее квадратическое значение;

v(t) - функция виброскорости от времени;

Т - период выборки, который должен быть много больше периода любого из основных частотных компонентов, содержащихся в v(t).

Значения вибрационного ускорения, скорости или перемещения (соответственно a j , v j , S j , j = 1, 2, …, n ) определяют в результате анализа вибрационных спектров как функции угловой частоты (ω 1 , ω 2 , ..., ω n ). Если известны средние квадратические значения амплитуд виброскорости v 1 , v 2 , ..., v n или средние квадратические значения амплитуд ускорения a 1 , a 2 , … а п, то связанное с ними и характеризующее колебательный процесс среднее квадратическое значение виброскорости определяется выражением

Рисунок А.1 - График, указывающий соотношения между ускорением, скоростью и перемещением для гармонической вибрации

При наличии только двух значительных составляющих вибрации, определяющих биения среднего квадратического значения виброскорости между максимальным v max и минимальным v min значениями, среднее квадратическое значение вибрации приблизительно выражается в виде

где S f - размах виброперемещения, мкм;

v f - среднее квадратическое значение виброскорости на частоте f , мм/с;

ω f = 2π f - угловая частота.

График для пересчета приведен на рисунке А.1.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)
ПРИМЕРНЫЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВИБРАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

Настоящий стандарт является базовым документом для разработки руководств по измерению и оценке вибрации машин. Критерии оценки для машин конкретных типов должны быть установлены в соответствующих отдельных стандартах. В таблице Б.1 приведены только временные, примерные критерии, которыми можно пользоваться при отсутствии подходящих нормативных документов. По ней можно определить верхние границы зон от А до С (см. 5.3.1), выраженные в средних квадратических значениях виброскорости v r . m. s , мм/с, для машин различных классов:

Класс 1 - Отдельные части двигателей и машин, соединенные с агрегатом и работающие в обычном для них режиме (серийные электрические моторы мощностью до 15 кВт являются типичными машинами этой категории).

Класс 2 - Машины средней величины (типовые электромоторы мощностью от 15 до 875 кВт) без специальных фундаментов, жестко установленные двигатели или машины (до 300 кВт) на специальных фундаментах.

Класс 3 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, установленные на массивных фундаментах, относительно жестких в направлении измерения вибрации.

Класс 4 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, установленные на фундаменты, относительно податливые в направлении измерения вибрации (например, турбогенераторы и газовые турбины с выходной мощностью более 10 МВт).

Таблица Б.1- Примерные границы зон для машин различных классов

v r . m. , м/ c	Класс 1	Класс 2	Класс 3	Класс 4
0,28	А	А	А	А
0,45
0,71
1,12	В
		В
	С		В
		С		В
	D		С
11,2		D f w) m ,

где v r . m. s - допустимое среднее квадратическое значение виброскорости, мм/с;

v A - среднее квадратическое значение виброскорости, которое соответствует диапазону частот между f x и f y , мм/с;

G - коэффициент, определяющий границы зон (например, предельное значение для зоны А может быть получено подстановкой G = 1,0; предел зоны B : G = 2,56; предел зоны С: G = 6,4). Данный коэффициент может зависеть от рабочих характеристик машины: скорости, нагрузки, давления и т. п.;

f x , f y - установленные границы диапазона частот, в пределах которого критерий определяется на основе одного значения параметра виброскорости (см. ), Гц;

где f - частота, для которой определяется среднее квадратическое значение, Гц;

k, т - заданные константы для машин данного типа.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(справочное)
ВЕКТОРНЫЙ АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЙ ВИБРАЦИИ

Критерии оценки вибрационного состояния машины основываются на измеренном уровне установившейся вибрации и любых изменениях этого уровня. Однако в некоторых случаях изменения вибрации могут быть зафиксированы только с помощью анализа отдельных частотных составляющих. Такая методика для составляющих с частотами, некратными оборотной, находится на начальной стадии развития, поэтому в данном стандарте не рассматривается.

Г.1 Общие положения

Полученный в результате измерений широкополосный установившийся вибрационный сигнал имеет сложный характер и состоит из ряда гармоник. Каждая из этих составляющих определяется ее частотой, амплитудой и фазой относительно некоторого известного начала отсчета. Стандартные приборы для вибрационного контроля измеряют интегральный уровень сигнала и не разделяют его на отдельные частотные составляющие. Однако современные диагностические устройства способны анализировать сложный сигнал путем определения амплитуды и фазы каждой составляющей, что позволяет определить вероятные причины аномального вибрационного состояния машины.

Изменения отдельных частотных составляющих, которые могут быть значительными, не всегда в той же степени отражаются на значении общей вибрации, и, следовательно, критерий, основанный на изменении общей вибрации, имеет ограниченное применение.

Г.2 Важность оценки изменения вектора

Рисунок Г.1, представляющий собой график в полярных координатах, используется для одновременного представления модуля и фазы одной из частотных составляющих сложного вибрационного сигнала в векторной форме. Вектор А 1 соответствует исходному установившемуся вибрационному состоянию машины, характеризуемому средним квадратическим значением виброскорости 3 мм/с и фазовым утлом 40°. Вектор А 2 соответствует установившемуся вибрационному состоянию после некоторых изменений состояния машины и определяется средним квадратическим значением виброскорости 2,5 мм/с при фазовом угле 180°. Из рисунка Г.1 видно, что хотя среднее квадратическое значение виброскорости уменьшилось на 0,5 мм/с, истинное изменение вибрации характеризуется вектором (А 2 - A 1), модуль которого равен 5,2 мм/с, что в 10 раз больше того значения, которое получается при сравнении абсолютных значений вибрации.

Рисунок Г.1 - Сравнение разности двух векторных гармоник вибрации с разностью их модулей

Г.3 Контроль за изменением вектора вибрации

Приведенный выше пример ясно показывает возможности наблюдения за изменением вектора вибрации. Однако нельзя забывать, что общий вибрационный сигнал состоит из ряда частотных составляющих, для каждой из которых можно регистрировать изменение вектора. Кроме того, недопустимое изменение вектора для одной из составляющих может быть вполне приемлемо для другой. В связи с этим применительно к настоящему стандарту, посвященному, в основном, эксплуатационному контролю вибрации, установить критерий изменения вектора отдельных частотных составляющих не представляется возможным.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(справочное)
СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И АНАЛИЗА ВИБРАЦИИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Простой метод определения вибрации в широкой полосе частот путем контроля виброускорения корпусов подшипников качения, как описано в основной части настоящего стандарта, нередко дает достаточную информацию о состоянии этих подшипников. Однако этот простой метод не во всех случаях может дать хорошие результаты. В частности, возможно появление ошибок в случае, когда в пределы частотного диапазона измерений попадают резонансные частоты подшипника, или в случае вибрационного влияния других источников, например зубчатых зацеплений.

Вследствие указанных обстоятельств возникает необходимость использования других средств измерений и методов анализа, которые разрабатывают специально для подшипников качения. Но ни один из приборов и методов не является универсальным для всех случаев. Так, невозможно с помощью какого-либо метода диагностировать все виды дефектов подшипников, и если какой-либо метод может с успехом обеспечить диагностирование основных дефектов машины определенного типа, он может оказаться совершенно непригодным для машины другого типа. Получаемые вибрационные характеристики зависят от типа подшипника, конструкции его опорных элементов, измерительной аппаратуры и методов обработки результатов. Все эти факторы должны быть хорошо изучены, и только в этом случае может быть разработан объективный метод оценки состояния подшипников. Выбор подходящего метода требует специальных знаний в части методов исследования, а также механизмов, к которым их применяют.

Ниже дано краткое описание некоторых измерительных приборов и методов анализа, которые получили распространение. Однако достаточной информации о соответствующих критериях оценки, пригодных для использования в стандартах, не имеется.

Д.1 Анализ исходных данных (измерение общей вибрации)

Имеется ряд предложений о применении простых измерений как альтернативы контролю среднего квадратического значения вибрационного ускорения с целью диагностировать состояние подшипников качения, а именно:

Измерение пикового ускорения;

Измерение отношения пикового значения ускорения к его среднему квадратическому значению (пик-фактор);

Определение произведения измеренных среднего квадратического и пикового значений ускорения.

Д.2 Частотный анализ

Отдельные частотные составляющие вибрационного спектра могут быть определены путем применения различных фильтров или спектрального анализа. При наличии достаточных данных о каком-либо конкретном типе подшипника могут быть определены путем расчета частотные составляющие, характеризующие определенные дефекты подшипника, а затем сопоставлены с соответствующими компонентами полученного спектра вибрации. Таким образом, можно не только получить информацию о наличии дефектов, но и диагностировать их.

Для более точного получения компонентов спектра, связанных с подшипниками, при наличии посторонних вибрационных воздействий (фона) достаточно эффективными являются методы когерентного усреднения, адаптивного подавления шума и выделения полезного спектра сигналов. Сравнительно новым является метод спектрального анализа огибающей вибрационного сигнала, прошедшего через полосовой высокочастотный фильтр.

Удобным вариантом метода спектрального анализа является анализ боковых полос основных характеристических частот подшипников (суммарных и разностных частот), а не самих составляющих на этих частотах. Для исследования боковых полос может быть использован анализ кепстра (определяемого как спектр мощности от логарифма спектра мощности), применяемый обычно для обнаружения дефектов в зубчатых зацеплениях.

Д.3 Метод анализа ударных импульсов

Существует ряд промышленных измерительных приборов, действие которых основано на том, что дефекты подшипников качения вызывают появление коротких импульсов очень высокой частоты, обычно называемых ударными импульсами.

Вследствие высокой крутизны ударных импульсов в их спектре присутствуют составляющие на очень высоких частотах. Указанные приборы обнаруживают эти высокочастотные составляющие и преобразуют их в величину, значение которой связано с состоянием подшипников.

Другим способом является спектральный анализ огибающей ударных импульсов.

Д.4 Другие методы

Существует несколько методов контроля, позволяющих обнаруживать дефекты в подшипниках без измерения вибрации. Такими методами являются, в частности: анализ акустического шума, анализ продуктов износа (феррография) и термография. Однако ни один из подобных методов не может претендовать на универсальное успешное применение, в некоторых же случаях они неприемлемы.

Ключевые слова: машины, вибрация, измерение, оценка, вибросостояние

Технические требования

Occupational safety standards system. Vibration.

Means for measurement and control of vibration in site.

Technical requirements

Дата введения 1984-01-01

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 января 1983 г. № 490

ВЗАМЕН ГОСТ 12.4.012-75

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 1986 г.

1. Настоящий стандарт распространяется на средства измерения и контроля, в том числе приборы группы АСИВ, предназначенные для измерения параметров гармонической и случайной вибрации в соответствии с ГОСТ 12.1.012-78 при отношении пиковых значений к средним квадратическим менее 5 (далее - измерительные приборы).

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их определения - по ГОСТ 16819-71, ГОСТ 24346-80, ГОСТ 12.1.012-78, ГОСТ 24314-80 и справочному приложению.

2. Измерительные приборы должны соответствовать общим требованиям ГОСТ 25865-83.

3. Измерительные приборы группы 1 должны обеспечивать измерение:

среднего квадратического значения виброскорости и (или) виброускорения в октавных и (или) третьоктавных полосах частот;

корректированного значения виброскорости и (или) виброускорения.

Измерительные приборы группы 2 должны обеспечивать измерение:

дозы виброскорости и (или) виброускорения;

эквивалентного корректированного значения виброскорости и (или) виброускорения.

4. Измерительные приборы группы 1 должны содержать третьоктавные и октавные фильтры с амплитудно-частотными характеристиками затухания по ГОСТ 17168-82 и корректирующие фильтры.

5. Измерительные приборы группы 2 должны содержать корректирующие фильтры.

Номинальные значения весовых коэффициентов корректирующих фильтров для определения корректированного значения виброускорения и (или) виброскорости при измерении общей и локальной вибрации в зависимости от частоты должны соответствовать установленным в ГОСТ 12.1.012-78.

6. В измерительных приборах должна быть предусмотрена возможность подключения внешних фильтров и устройств.

Параметры выходных сигналов для аналоговых внешних устройств должны соответствовать установленным в ГОСТ 9895-78, цифровых - в ГОСТ 26.014-81.

7. Измерительные приборы группы 1 должны иметь частотную характеристику LIN. В измерительных приборах группы 2 допускается применять частотную характеристику LIN.

8. Диапазоны измерения виброускорения (виброскорости) должны соответствовать приведенным в табл. 1.

Таблица 1

Область применения	Измеряемая величина	Диапазон измерения
Оценка общих вибраций	Виброускорение, мс -2
	Виброскорость, мс -1
Оценка локальных вибраций	Виброускорение, мс -2
	Виброскорость, мс -1

9. Для контроля электрической части измерительного прибора на месте эксплуатации должна быть предусмотрена возможность электрической калибровки, например с помощью внутреннего электрического контрольного напряжения.

Калибровочное устройство должно выдавать гармонический сигнал с одной из частот следующего ряда: 7,96; 15,92; 79,6 Гц. Калибровку измерительных приборов группы 2 следует выполнять при воздействии калибровочного сигнала в течение 60 с.

10. Должна быть предусмотрена возможность питания измерительных приборов от внутренних и внешних источников и контроля питающего напряжения.

Внутренние батареи должны обеспечивать непрерывную работу измерительных приборов с одним комплектом батарей:

не менее 6 ч - для приборов группы 1;

не менее 8 ч " " " 2.

При изменении питающего напряжения от плюс 10 до минус 15% номинального значения измерительные приборы должны соответствовать всем требованиям настоящего стандарта.

11. Предел допускаемой основной погрешности измерительных приборов при нормальных условиях, соответствующих ГОСТ 8.395-80 во всем диапазоне измеряемых величин, должен соответствовать значениям, указанным в табл.2.

Таблица 2

12. Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной в пределах рабочей температуры, не должен превышать 20% предела основной погрешности.

13. Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной влиянием влажности воздуха, не должен превышать при относительной влажности воздуха от 65 до 90% и температурах до 313 К (40 °C) и парциальном давлении водяного пара до 4 кПа 0,5 предела основной погрешности.

14. Показание измерительного прибора по истечении указанного в стандартах и технических условиях времени нагрева, но не более 10 мин, при неизменных внешних условиях не должно изменяться в течение 1 ч более чем на 20% предела основной погрешности.

У измерительных приборов группы 2 это требование распространяется на два измерения одинаковой продолжительности (но не более 900 с), полученные с перерывом 1 ч.

15. При воздействии внешних магнитных полей с частотой 50 Гц и напряженностью 100 А·м -1 у блока индикации и 400 А·м -1 у преобразователя отклонения показания прибора не должны превышать 20% предела основной погрешности.

16. Предел дополнительной погрешности измерительного прибора, вызванной формой кривой измеряемого сигнала, по сравнению с гармоническим измеряемым сигналом с тем же средним квадратическим значением не должен превышать 0,5 предела основной погрешности.

17. Предел дополнительной погрешности измерительного прибора, вызванной отклонением напряжения питания от номинального значения, не должен превышать 20% предела основной погрешности.

18. Предел дополнительной погрешности, вызванной акустическим воздействием с уровнем звукового давления до 100 дБ, не должен превышать 20% предела основной погрешности.

19. Основные параметры вибропреобразователей - по ГОСТ 25865-83.

20. Масса виброизмерительного преобразователя при контактном методе измерения должна быть не более 50 г при измерении локальной вибрации и не более 100 г - при измерении общей вибрации.

21. Относительный коэффициент поперечного преобразования вибропреобразователя не должен превышать 5%.

22. Способ крепления виброизмерительного преобразователя к вибрирующей поверхности - по ГОСТ 25865-83. В случае применения резьбового крепления резьба на корпусе виброизмерительного преобразователя - по ГОСТ 25865-83.

23. Виброизмерительный преобразователь должен иметь антивибрационный кабель длиной 1,5 м.

В случае комплектации вибропреобразователя дополнительным кабелем другой длины в сопроводительном документе на вибропреобразователь должны быть указаны поправочные коэффициенты для электрического метода калибровки.

24. Специальные требования, зависящие от конструкции виброизмерительных преобразователей, должны устанавливаться в стандартах и технических условиях на конкретные изделия.

25. Начальные и конечные значения рабочей части шкалы виброизмерительных приборов должны быть:

для виброскорости и виброускорения - от 1 до 10 и от 0,315 до 3,15;

для логарифмического уровня виброскорости и виброускорения - от 1 до 20 дБ;

для дозы вибрации - от 1 до 10 n , где n - целое число.

26. Деление диапазона показаний виброизмерительных приборов для виброскорости и виброускорения - по ГОСТ 25865-83.

27. Шкалы виброизмерительных приборов должны быть отградуированы в следующих единицах:

м/с - для измерения виброскорости;

м/с 2 - для измерения виброускорения;

дБ - для измерения логарифмического уровня виброскорости и виброускорения;

% - для дозы вибрации.

28. Исходное значение виброскорости и виброускорения для определения их логарифмических уровней:

(0 =3x10 -4 м/с - для виброускорения;

(0 =5x10 -8 м/с - для виброскорости.

29. В измерительных приборах группы 2 должна быть предусмотрена возможность регулировки исходной дозы D 0 дозиметра. При достижении предельно допустимого значения дозы вибрации измерительный прибор должен иметь показание 100%.

30. Измерительные приборы группы 2 должны обеспечивать индикацию перегрузки, срабатывающую при превышении сигналом диапазона прибора на любой ступени.

Для измерительных приборов группы 2 индикация перегрузки должна запоминаться и сохраняться до ручного сброса. Защита от перегрузки должна срабатывать не ранее чем через 1 с, но не позднее чем через 2 с после появления сигнала, который превышает допустимое значение.

31. В измерительных приборах группы 1 должен быть предусмотрен переключатель времени усреднения со значениями: 1; 2; 5; 10; 20 с.

32. Время накопления сигнала для измерительных приборов группы 2 должно быть от 1 до 480 мин. При дискректном задании времени накопления сигнала значения времени должны соответствовать геометрическим прогрессиям с показателем 2 и первыми членами 1; 5 и 30 мин.

33. Постоянная времени измерительных приборов группы 1 в случае плавного переключения времени усреднения не должна превышать:

При использовании октавного фильтра;

10/f n " " третьоктавного фильтра;

2/f М -f m " " узкополосного фильтра;

где f m и f M - граничные частоты пропускания фильтра;

f n - среднегеометрическая частота фильтра по ГОСТ 17168-82.

34. Значения климатических и механических влияющих величин для рабочих условий применения и предельных условий транспортирования - по группам 2 и 3 ГОСТ 22261-82.

35. Требования, предъявляемые к измерительным приборам, должны соответствовать ГОСТ 22261-82 в части:

времени установления рабочего режима и продолжительности непрерывной работы;

требований к электрической прочности и сопротивлению изоляций;

требований к конструкции;

требований к комплектности;

покрытия и окраски;

требований безопасности и эксплуатации;

требований к устойчивости и прочности при климатических и механических воздействиях;

упаковки, маркировки и хранения.

36. Масса измерительных приборов в переносном исполнении с комплектом батарей не должна превышать 6 кг.

37. Основные обозначения и надписи должны соответствовать ГОСТ 22261-82 со следующими дополнениями:

обозначение класса точности - по ГОСТ 8.401-80;

на корпусе вибропреобразователя должны быть нанесены его тип и номер по системе нумерации предприятия-изготовителя.

38. В качестве показателя надежности измерительных приборов следует принимать:

наработку на отказ - для ремонтопригодных изделий;

среднюю наработку до отказа - для неремонтопригодных изделий.

39. Виброизмерительные преобразователи являются неремонтопригодными изделиями, остальные части средств измерения - ремонтопригодными изделиями.

Значение наработки на отказ и средней наработки до отказа при доверительной вероятности 0,8 должно быть не менее 2500 ч.

40. Гарантийный срок измерительных приборов - 18 мес с момента их ввода в эксплуатацию.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

Пояснения терминов, используемых в настоящем стандарте

Корректирующий фильтр - широкополосное устройство с определенной частотной зависимостью передаточных свойств.

Частотная характеристика LIN - частотная характеристика прибора, имеющего независимый от частоты коэффициент передачи.

Весовой коэффициент корректирующего фильтра - коэффициент передачи корректирующего фильтра на определенной частоте.

АСИВ - агрегатный комплекс средств измерения вибрации по ОСТ 25777-77.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ИСО 2631-2:2003)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ -

СТАНДАРТ 2004

Вибрация и удар

ISO 2631-2:2003 Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 2: Vibration in buildings (1 Hz to 80 Hz) (MOD)

Издание официальное

ГОСТ 31191.2-2004

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 стандарто

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 Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол No 26 от 8 декабря 2004 г.)

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Азербайджан Азстандарт Армстандарт Беларусь Госстандарт Республики Беларусь Казахстан Госстандарт Республики Казахстан Кыргызстан Кыргызстандарт Молдова-Стандарт Российская Федерация Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Таджикистан Таджикстандарт Узбекистан Уастандарт

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 2631-2:2003 «Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть2. Вибрация в зданиях (в диапазоне от 1 до 80 Гц)» путем внесения технических отклонений, объяснение которых дано во введении к настоящему стандарту.

Степень соответствия - модифицированная (MOD)

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 декабря 2007 г. N« 355-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31191.2-2004 (ИСО 2631-2:2003) 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 этих изменений - в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»

© Стандартинформ. 2008

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ 31191.2-2004

1 Область применения............................................1

3 Термины и определения..........................................2

4 Измерение вибрации внутри здания...................................2

5 Реакция человека на вибрацию внутри здания..............................3

Приложение А (обязательное) Аналитическое определение функции частотной коррекции... 4 Приложение В (рекомендуемое) Руководство по сбору данных для оценки реакции человека на вибрацию внутри зданий....................................6

Библиография.................................................8

ГОСТ 31191.2-2004

Введение

Вибрация, воздействующая на людей внутри зданий, может по-разному восприниматься ими. но. как правипо. сопровождается ощущением дискомфорта, что можно определить как ухудшение качества жизни.

Для оценки вибрации внутри зданий с точки зрения комфортности проживания и вероятности появления жалоб от их обитателей удобно использовать интегральные взвешенные характеристики. Полученное значение параметра вибрации позволяет охарактеризовать конкретное помещение внутри здания с позиции его пригодности к проживанию.

Целью настоящего стандарта является также установление единого порядка сбора данных, относящихся к реакции чеповека на вибрацию внутри зданий.

По сравнению с примененным международным стандартом ИСО 2631-2:2003 из настоящего стандарта исключены сопоставления с предыдущей редакцией данного международного стандарта, не вводившейся ранее в качестве межгосударственного стандарта, и раздел 3 дополнен определением типа вибрации в целях облегчения ее классификации при сборе необходимой информации (см. 4.5.2, приложение В).

ГОСТ 31191.2-2004 (ИСО 2631-2:2003)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Вибрация и удар

ИЗМЕРЕНИЕ ОБЩЕЙ ВИБРАЦИИ И ОЦЕНКА ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА

Часть 2 Вибрация внутри зданий

Vibration and shock. Measurement and evaluation of human exposure to who»e-body vibration.

Part 2. Vibration in buildings

Дата введения - 2008-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие требования, относящиеся к измерению и оценке общей вибрации внутри зданий с точки зрения ее влияния на степень комфорта обитателей.

Настоящий стандарт распространяет метод измерения и оценки вибрации по Г ОСТ 31191.1 на случаи. когда типичная поза обитателей здания, в которой они испытывают воздействие вибрации, не определена. Для этой цели в настоящем стандарте установлена функция частотной коррекции W m (приложение А), которую применяют в диапазоне частот от 1 до 80 Гц.

Оценку вибрации получают на основе результатов измерений. Если проведение измерений невозможно, допускается использовать различные способы расчета ожидаемых значений вибрации.

Настоящий стандарт не распространяется на оценку воздействия вибрации на конструкцию здания (относительно такой оценки см., например, ).

Настоящий стандарт не следует применять для оценки воздействия вибрации на здоровье и безопасность людей, и в нем не установлены допустимые значения вибрации, однако руководство по сбору данных, приведенное в приложении В. может служить основой для установления допустимых значений вибрации соответствующими компетентными органами.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ ИСО 8041-2006 Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений (ИСО 8041:2005, ЮТ)

ГОСТ 17168-82 Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний (МЭК 61260:1995. NEQ)

ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения (ИСО 2041:1990. NEQ)

ГОСТ 31191.1-2004 (ИСО 2631-1:1997) Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования (ИСО 2631-1:1997, MOD)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории государства по соответствующему указателю стандвртов. составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при попьзовании 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.

Издание официальное

ГОСТ 31191.2-2004

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ ИСО 8041 . ГОСТ 24346 , Г ОСТ 31191.1. а также спедующие термины с соответствующими опредепениями:

3.1 оценка: Вынесение суждения на основе процедур сбора, измерения, обработки, классификации и представпения соответствующих данных.

3.2 здание: Стационарное сооружение, испопьзуемое для проживания или пребывания в нем людей.

Пример - Офис, фабрика, больница, школа, детский сад. ясли.

3.3 время работы источника вибрации: Период времени между началом и окончанием действия источника вибрации.

3.4 время воздействия: Период времени, в течение которого имеет место воздействие вибрации.

3.5 тип вибрации: Элемент классификации вибрации по характеру распределения ее энергии во времени.

Примечание - Различают следующие типы вибрации

По непрерывности действия - непрерывная, прерывистая, импульсная.

По уровню - постоянная {на наблюдаемом интервале действия вибрации максимальное и минимальное значения измеряемого параметра различаются не более чем в два раза) и непостоянная.

4 Измерение вибрации внутри здания

4.1 Общие положения

Общие требования к проведению измерений - по ГОСТ 31191.1 .

Вибрацию измеряют одновременно в трех взаимно перпендикупярных направлениях. Система координат должна быть привязана к конструкции здания 1 >. а направления ее осей х. у и z должны совпа-датьс направлениями соответствующих осей для стоящегочеловека, опредепенными в ГОСТ 31191.1 .

4.3 Точки измерений

Оценку воздействия вибрации на человека проводят с учетом того. где. в каком количестве могут находиться в здании люди и чем они заняты. Каждое выбранное внутри здания помещение оценивают с точки зрения его соответствия установленному критерию. Вибрацию внутри помещения измеряют в тех местах, где ее значение (с учетом частотной коррекции) максимально, или в специапьно определенных (исходя из цепей оценки) точках.

4.4 Частотная коррекция

Измеряемым параметром является среднеквадратичное значение корректированного виброускорения (далее - ускорение).

Точное определение функции частотной коррекции W m , используемой для измерений по каждому направлению (см. 4.2). дано в приложении А. В таблице А.1 приведены значения передаточной функции для сигнала ускорения на среднегеометрических частотах третьоктавных полос с учетом фильтрации сигнала в полосе частот от 1 до 80 Гц.

Примечание - Если поза человека во время воздействия на него вибрации точно определена, используют функции частотной коррекции по ГОСТ 31191.1 .

’"Оси координат выбирают так. чтобы они лежали преимущественно в плоскостях, параллельных плоскостям основных несущих элементов.

ГОСТ 31191.2-2004

4.5 Сбор информации для оценки вибрации

4.5.1 Общие положения

Значения параметров вибрации определяют в соответствии с ГОСТ 31191.1 . Оценку вибрации осуществляют на основе результатов измерения корректированного ускорения в том направлении, где оно максимально.

С целью использовать полученные результаты измерений для других способов оценки следует, по возможности, регистрировать временную реализацию исходного (без коррекции) сигнала ускорения в полосе частот от 1 до 80 Гц.

4.5.2 Типы вибрации и виды источников вибрации

При оценке вибрации рекомендуется вначале отнести ее к одному из основных типов, встречающихся на практике и вызывающих жалобы обитателей зданий. Может оказаться, что разным типам вибрации могут соответствовать разные допустимые значения параметров вибрации.

Для единства подхода к оценке вибрации определены следующие виды источников вибрации:

a) источник постоянного воздействия (например, непрерывно работающий промышленный объект);

b) источник регулярно повторяющегося воздействия (например, проезжающие транспортные средства);

c) источник ограниченного по времени (непостоянного) воздействия (например, строительные работы).

4.6 Средства измерений

Требования к средствам измерений - по ГОСТ ИСО 8041 .

5 Реакция человека на вибрацию внутри здания

Жалобы на повышенную вибрацию в здании могут начать поступатьот его обитателей сразу после превышения порога чувствительности. Иногда такие жалобы обусловлены вторичными эффектами, например шумом, излученным вибрирующими поверхностями (переизлученным шумом) (см. приложение В). В общем случае восприятие человеком вибрации зависит от того, насколько он ожидал ощутить вибрацию такого уровня, от экономических и социальных факторов, а также от наличия или отсутствия других внешних воздействий. Оценка вибрации в зданиях не связана с риском кратковременного расстройства здоровья или понижением производительности труда, поскольку вибрация такого высокого уровня встречается редко (если все же установление этого критерия необходимо, следует использовать ГОСТ 31191.1 ).

Как правило, для ограниченного по времени воздействия (например, связанного с проведением строительных работ) допустимыми считают более высокие уровни вибрации, чем для постоянного или регулярно повторяющегося воздействия. Дискомфорт, обусловленный вибрацией, может быть снижен в результате соответствующих мероприятий (например, использования предупреждающих сигналов или объявлений о проводимых работах). Если вибрация действует в течение длительного времени, это может вызвать эффект привыкания и соответствующее уменьшение числа жалоб.

ГОСТ 31191.2-2004

Приложение А (обязательное)

Аналитическое определение функции частотной коррекции W m

Функция частотной коррекции W m определена через передаточную функцию фильтра Н(р), задаваемую частотами перехода 1.(1 - 1.2.3). 8 свою очередь, передаточная функция фильтра Н(р) представляет собой произведение трех передаточных функций: фильтра верхних частот H h (p). фильтра нижних частот Н/(р) и переходного весового фильтра Н ((р). - определяемых следующими формулами (далее везде и>, - 2nf (, р - /2nf. где f- частота).

Полосовая передаточная функция (фильтр Баттераорта второго порядка): а) фильтр верхних частот

Н„(р) = - г ---- (А - 1 >

1 - v2n>i /р т (u>j Ip)

где f, = 10” 0 - 1 « 0.7943... Гц;

Ь) фильтр нижних частот

Н,< Р)= _ 1 --: < АЗ >

1 t ч2р / oi2 f (Р I «2)

где f 2 - 100 Гц.

Переходная передаточная функция:

ад--1-. < А - 5 >

где и = - * 5.684... Гц.

Передаточная функция Н(р) является произведением передаточных функций фильтра верхних частот Н Л (р), фильтра нижних частот Н / (р) и переходного весового фильтра Н ((р):

Н(Р) * H h {p) Н/р) - НДр). (А.7)

Примечание - Как правило, передаточную функцию в частотной области представляют в виде модуля и фазы комплексного числа, являющегося функцией мнимой угловой частоты р = /2nf. Иногда вместо р используют символ s. Переменную р можно также интерпретировать как аргумент преобразования Лапласа.

Модуль передаточной функции |Н(р)| схематически изображен на рисунке А.1.

Значения функции частотной коррекции W m в третьоктавных полосах частот (определенные для среднегеометрических частот и учитывающие фильтрацию сигнала в полосе частот от 1 до 80 Гц) указаны в таблице А.1.

Таблица А.1 - Значения функции частотной коррекции № п для сигнала ускорения

Частота. Гц Номинальное знамение Истинное значение В абсолютных единицах В относительных единицах(дБ) и> х- номер третьоктавной полосы частот согласно Г ОСТ 17168.

ГОСТ 31191.2-2004

ГОСТ 31191.2-2004

Руководство по сбору данных для оценки реакции человека на вибрацию внутри зданий

8.1 Введение

Обычно человек негативно реагирует на вибрацию внутри здания. Настоящее руководство предназначено для сбора данных с учетом всех параметров, которые могут влиять на реакцию человека и стать причиной его жалоб.

Реакция человека на вибрацию внутри зданий представляет собой сложное явление. Часто степень выражаемого им неудовольствия не может быть объяснена только уровнем воздействующей вибрации. Вибрация определенного частотного состава может вызвать появление претензий даже в случаях, когда порог чувствительности, установленный для вибрации во всем диапазоне частот, еще не достигнут.

Анализ жалоб показывает, что для их объяснения следует учитывать дополнительные параметры, такие как время работы источника вибрации или уровень лереизлученного шума. Измерение дополнительных параметров позволит более точно классифицировать жалобы на вибрацию в зданиях.

Источники вибрации внутри и вне здания могут быть причиной:

Общей вибрации, воздействующей на тело человека;

Распространения колебаний по конструкции и излучения их в виде шума, дребезжания стекол, перемещения мебели и других предметов;

Визуально воспринимаемых эффектов, например копебаний подвешенных предмвтов.

Чтобы правильно оценить поступающие жапобы. необходимо принимать во внимание все последствия действия источников вибрации.

В.2 Параметры, которые следует принимать во внимание

В.2.1 Общие положения

В настоящем разделе указаны факторы, которые необходимо принимать во внимание и. по возможности, регистрировать в процессе измерений вибрации.

В.2.2 Параметры, связанные с источником вибрации

В протоколе измерений указывают ежедневное начало и окончание работы источника вибрации.

Указывают продолжительность воздействия вибрации в течение суток или частоту появлений вибрации в течение недели, а также природу этой вибрации, например, связана ли она с источником.

Постоянного воздействия (действующим днем, ночью или круглосуточно);

Регулярно повторяющегося воздействия (указывают длительность и число воздействий в течение дня и

Редких воздействий (указывают длительность воздействий и ихчисло в течение дня. недели или месяца).

В.2.3 Параметры, связанные с измеряемой вибрацией

В.2.3.1 Измерение вибрации

Место и способ проведения измерений, а также применяемая функция частотной коррекции должны соответствовать требованиям настоящего стандарта.

В.2.3.2 Характер вибрации

Субъективная реакция человека зависит от характера (типа) вибрации, которая может быть:

Непрерывной с постоянным или изменяющимся во времени уровнем;

Прерывистой (причем при возобновлении вибрации ее уровень может оставаться постоянным или изменяться);

Импульсной (ударного типа).

В.2.3.3 Продолжительность воздействия

Для оценки вибрации важно знать продолжительность ее воздействия на человека. Следует регистрировать время пребывания человека в здании, а также реальное время и длительность воздействия вибрации.

В.2.4 Сопутствующие явления

В.2.4.1 Распространение колебаний по конструкции

Вибрация внутри зданий сопровождается распространением по его конструкции копебаний с последующим излучением в виде шума. Колебания конструкции следует измерять в точках помещения, где их эффект наиболее значителен. Часто шум. порождаемый вибрацией, замаскирован внешним шумом от других источников, что делает его трудным для распознавания. В этом случае необходимо идентифицировать все источники шума и оценить влияние каждого источника.

ГОСТ 31191.2-2004

В.2.4.2 Акустический шум

Относительно измерения шума см. (2).

Следует фиксировать, были ли измерения проведены при закрытых или открытых окнах.

Причиной жалоб на вибрацию может служить низкочастотный акустический шум. Типичными источниками такого шума являются автодорожные виадуки и железнодорожные мосты, а также системы кондиционирования воздуха в здании. Следует обращать особое внимание на правильную идентификацию различных источников шума и различать низкочастотные шум и вибрацию.

В.2.4.3 Дребезжание

Дребезжание оконных стекол или элементов интерьера может быть обусловлено как вибрацией, так и колебаниями воздуха. Поскольку эффект дребезжания может быть следствием вибрации, необходимо делать отметки о его наличии.

В.2.4.4 Визуальные эффекты

Низкочастотную вибрацию (до 5 Гц) можно обнаружить визуально, например по покачиванию разного рода подвесок. Такие эффекты также должны быть отмечены.

В.З Фиксируемая информация

Помимо результатов измерений вибрации следует фиксировать также информацию, связанную с сопутствующими явлениями:

Измеренный уровень шума:

Наблюдаемые визуальные эффекты.

Жалобы, полученные, например, в ходе опроса жильцов или бесед с ними.

ГОСТ 31191.2-2004

Библиография

Вибрация и удар. Вибрация зданий. Руководство по измерению вибрации и оценке ее воздействия на здание

(1) ИСО 4866:1990 (ISO 4866:1990)

}