1 范圍
本部分描述了在規定測量點(diǎn)對發(fā)電機組的外部機械振動(dòng)特性進(jìn)行測量和評價(jià)的程序。
本部分適用于由往復式內燃機驅動(dòng)的、固定式和移動(dòng)式、剛性和（或）彈性安裝的交流發(fā)電機組。本部分適用于陸用和船用發(fā)電機組，不適用于航空或驅動(dòng)陸用車(chē)輛和機車(chē)的發(fā)電機組。
對于某些特殊用途的發(fā)電機組（如醫院、高層建筑的供電等），有必要提出一些補充要求，本部分的有關(guān)規定可作為基礎。
對于由其他往復式發(fā)動(dòng)機（如沼氣發(fā)動(dòng)機、蒸汽機等）驅動(dòng)的發(fā)電機組，本部分的規定也可作為基礎。
2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過(guò)GB/T 2820的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據本部分達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。
GB/T 2820.5一1997往復式內燃機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組 第5部分：發(fā)電機組（eqv ISO 8528-5：1993）
TEC 60034-7：1992旋轉電機 第7部分：結構和安裝型式分類(lèi)(IM碼）
ISO 2041：1990振動(dòng)和沖擊 術(shù)語(yǔ)
TSO 5348：1987機械振動(dòng)和沖擊 加速度計的機械安裝
3 定義
本部分使用了ISO2041中的有關(guān)定義和下列定義。
振動(dòng)嚴重程度：這個(gè)一般性的術(shù)語(yǔ)指的是對振動(dòng)進(jìn)行描述的一個(gè)或一組數值，如最大值、平均值或有效值或其他參數。
注1：它也可是中間值或均方根值。
注2：ISO 2041在定義中有兩個(gè)注釋?zhuān)@兩個(gè)注釋不適用于本部分。
4 符號和縮略語(yǔ)
本部分使用了下列符號：
a一加速度
â一加速度峰值
f一頻率
s一位移
š一位移峰值
t一時(shí)間
u一速度
Û一速度峰值
x一軸向坐標
y一橫向坐標
z一縱向（垂直）坐標
ω一角速度
下列這些下標連同振動(dòng)參數u、s和a一起使用。
rms一振動(dòng)參量數值（有效值）
x一x軸方向振動(dòng)參量測量值
y一y軸方向振動(dòng)參量測量值
z一z軸方向振動(dòng)參量測量值
1，2，…，n一級數值
本部分使用了下列縮略語(yǔ)：
IMB一按IEC 60034-7規定的發(fā)電機結構和安裝型式。
5 其他規定和附加要求
5.1 對于必須遵守某一社會(huì )團體規定的船用和近海使用的發(fā)電機組，還應滿(mǎn)足該社會(huì )團體的附加要求。該社會(huì )團體應在用戶(hù)訂貨前予以聲明。
對于在未分級設備中運行的交流發(fā)電機組，類(lèi)似附加要求在不同情況下都應經(jīng)過(guò)用戶(hù)和制造商的協(xié)商認可。
5.2 如果必須滿(mǎn)足任何其他官方機構（如檢查和/或立法機構）的特殊要求，該官方機構在用戶(hù)訂貨前應予以聲明。
任何進(jìn)一步的附加要求都應得到用戶(hù)和制造商的協(xié)商認可。
6 測量值
加速度、速度和位移是測量振動(dòng)的幾個(gè)變量（見(jiàn)第10章）。一般情況下，從時(shí)刻t1到t2時(shí)間間隔，振動(dòng)速度的有效值為：
在滿(mǎn)足正弦振動(dòng)的特殊情況下，振動(dòng)速度的有效值為：
如果已對振動(dòng)特殊性進(jìn)行了分析，且在已知角速度ω1、ω2、…ωn及振動(dòng)速度Û1、Û2、…Ûn的情況下，振動(dòng)速度的有效值可由下式求出：
注：加速度和位移的有效值也可用同樣的方法求出。
7 測量裝置
測量系統在給出振動(dòng)加速度、速度、位移這三個(gè)參量有效值時(shí)的精確度應滿(mǎn)足下列要求：在10Hz～1000Hz范圍內誤差不超過(guò)±10%；在2Hz～10Hz范圍內誤差不超過(guò)﹣20%～10%。
只要對測量系統的精確度沒(méi)有不利影響，為導出非直接測量參量，根據測量裝置的輸出方式．上述有效值可以從微分型或積分型傳感器上獲得。
注1：傳感器和被測物體的連接方法對測量的精確度有影響·頻率響應及振動(dòng)的測量值也受傳感器連接方式的影響。當振動(dòng)劇烈時(shí)，保持傳感器在機組上被測點(diǎn)的良好安裝尤為重要。
注2：加速度計的安裝參見(jiàn)ISO 5348。
8 測量方向和測量點(diǎn)的布置
圖1所示為推薦的發(fā)電機組振動(dòng)測量點(diǎn)。當本部分適合被指明的其他機型時(shí)，在可能的情況下，應在所示測點(diǎn)的x、y、z三個(gè)方向實(shí)施測量。
圖1所示的各測點(diǎn)必須位于堅固的發(fā)動(dòng)機機體和發(fā)電機骨架上，以避免測點(diǎn)處發(fā)生變形。
可根據經(jīng)驗，在類(lèi)似的發(fā)電機組振動(dòng)劇烈的點(diǎn)實(shí)施測量而不必對圖1所有的點(diǎn)進(jìn)行測量。
主要測點(diǎn)說(shuō)明；
1，2一上前端和上后端 3，4一發(fā)動(dòng)機底座的前后端
5，6一發(fā)電機主軸承外殼 7，8一發(fā)電機底座
注：測點(diǎn)1～4也適合于其他類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機，如V型、臥式發(fā)動(dòng)機。
圖1 測量點(diǎn)的布置
9 測量時(shí)發(fā)電機組的工作狀態(tài)
測量振動(dòng)時(shí)發(fā)電機組的工作狀態(tài)包括：正常工作溫度，額定頻率，空載到滿(mǎn)載。如果發(fā)電機組不能輸出額定功率，則可在其能輸出的最大功率狀態(tài)下進(jìn)行測量。
10 測量結果的評估
往復式內燃機的主激勵頻率范圍約為2Hz～300Hz。但當與發(fā)電機等其他部件組成發(fā)電機組后，則評估的頻率范圍要擴展到2Hz～1000Hz。
為確保沒(méi)有結構方面的原因影響測量結果，有必要進(jìn)行附加試驗，常用發(fā)電機組振動(dòng)加速度、速度、位移有效值范圍見(jiàn)表C.1。這些數值可用來(lái)評估發(fā)電機組的振動(dòng)級別和潛在效應。
經(jīng)驗證明，對按標準結構和零部件設計的發(fā)電機組，當振動(dòng)級別小于數值1時(shí)，將不會(huì )發(fā)生損壞。
當振動(dòng)級別在數值1和數值2之間時(shí)，則應按發(fā)電機組制造商和零部件供貨商之間的協(xié)議對發(fā)電機組的結構和零部件的強度進(jìn)行評估，以確保發(fā)電機組可靠運行。
在某種情況下，振動(dòng)級別可能會(huì )高于數值2，但這僅限于個(gè)別特殊結構的發(fā)電機組。
在任何情況下，發(fā)電機組制造商應對發(fā)電機組零部件的互換性負責（見(jiàn)GB/T 2820.5一1997中15.10）。
11試驗報告
要表明的測量結果應包括發(fā)電機組和使用量設備的主要數據。這些數據應用附錄D記錄。
附 錄 A
(資料性附錄）
發(fā)電機組的典型結構
往復式內燃機與發(fā)電機的裝配有多種方式。圖A.1～A.6為發(fā)電機組典型結構示例：
圖A.4 發(fā)動(dòng)機彈性、發(fā)電機剛性安裝在底架上，而底架為彈性安裝，采用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接
附 錄 B
(資料性附錄）
發(fā)電機組振動(dòng)評價(jià)概論
眾所周知，發(fā)電機在發(fā)電機組中運行時(shí)所承受的振動(dòng)值較之單獨運行時(shí)的值高得多。
往復式內燃機的典型特點(diǎn)是：有往復運動(dòng)和擺動(dòng)的質(zhì)量、脈動(dòng)的扭矩、與作功行程有關(guān)的波動(dòng)壓力等。所有這些因素在發(fā)電機組的主要支承上產(chǎn)生了相當大的交變作用力，在主要骨架上產(chǎn)生很高的振幅。這些振幅值一般要比旋轉式機器的值高得多。但是，由于受發(fā)電機組結構的影響，在往復式發(fā)動(dòng)機的壽命期，這些振動(dòng)值較旋轉式機器更加趨于保持恒定。
通過(guò)本部分對振動(dòng)變量的定義，允許我們對發(fā)電機組的振動(dòng)特性進(jìn)行一般性說(shuō)明，對機組整體的運行特性和振動(dòng)的相互作用進(jìn)行一般性評論。然而，不能用確定的振動(dòng)數值對發(fā)電機組中的固定件和運動(dòng)件的機械應力進(jìn)行說(shuō)明。
也不能用振動(dòng)嚴重程度的確定值對軸系（統）的扭轉和線(xiàn)性振動(dòng)特性進(jìn)行說(shuō)明。
在發(fā)電機組中，甚至連利用振動(dòng)來(lái)精確評價(jià)機械應力也是不可能的事。經(jīng)驗表明，如果振動(dòng)級別超過(guò)類(lèi)似發(fā)電機組可接受的某一“通常值”后，發(fā)電機組中的重要零部件將會(huì )因承受過(guò)高的振動(dòng)應力而發(fā)生機械損壞。
然而，如果超出上述的“通常值”后，發(fā)電機組的其他附件和連接件、控制和監視裝置等的損壞也會(huì )發(fā)生。
這些零件的敏感性取決于它們的結構和安裝方式，也就是說(shuō)，在某些個(gè)別情況下，即使評價(jià)值位于“通常值”范圍內時(shí)，要避免上述問(wèn)題也是很困難的。這時(shí)應通過(guò)發(fā)電機組上專(zhuān)門(mén)的“局部測量”（如消除共振零件）來(lái)解決。
附 錄 C
(資料性附錄）
振 動(dòng) 變 量
表C.1 往復式內燃發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組的振動(dòng)位移、速度、加速度的有效值
|
內燃機的標定轉速n/(r/min) |
發(fā)電機組額定輸出容量和功率 |
振動(dòng)位移有效值n mm |
振動(dòng)速度有效值 mm/s |
振動(dòng)加速度有效值a m/s2 |
|||||||
|
P＇/（kV·A） （cosØ=0.8） |
P/kW |
內燃機bc |
發(fā)電機b |
內燃機bc |
發(fā)電機b |
內燃機bc |
發(fā)電機b |
||||
|
數值 1 |
數值 2 |
數值1 |
數值2 |
數值1 |
數值2 |
||||||
|
2000≤n ≤3600 |
P＇≤15 （單缸機） |
P≤12 （單缸機） |
－ |
1.11 |
1.27 |
－ |
70 |
80 |
－ |
44 |
50 |
|
P＇≤50 |
P≤40 |
－ |
0.8 |
0.95 |
－ |
50 |
60 |
－ |
31 |
38 |
|
|
P＇＞50 |
P＞40 |
－ |
0.64d |
0.8d |
－ |
40d |
50d |
－ |
25d |
31d |
|
|
1300≤n ≤2000 |
P＇≤10 |
P≤8 |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
|
10＜P＇≤50 |
8＜P≤40 |
－ |
0.64 |
－ |
－ |
40 |
－ |
－ |
25 |
|
|
|
50＜P＇≤125 |
40＜P≤100 |
－ |
0.4 |
0.48 |
－ |
25 |
30 |
－ |
16 |
19 |
|
|
125＜P＇≤250 |
100＜P≤200 |
0.72 |
0.4 |
0.48 |
45 |
25 |
30 |
28 |
16 |
19 |
|
|
P＇＞250 |
P＞200 |
0.72 |
0.32 |
0.45 |
45 |
20 |
28 |
28 |
13 |
18 |
|
|
720＜n ＜1300 |
250≤P＇≤1250 |
200≤P≤1000 |
0.72 |
0.32 |
0.39 |
45 |
20 |
24 |
28 |
13 |
15 |
|
P＇＞1250 |
P＞1000 |
0.72 |
0.29 |
0.35 |
45 |
18 |
22 |
28 |
11 |
14 |
|
|
n≤720 |
P＇＞1250 |
P＞1000 |
0.72 |
0.24 (0.16)e |
0.32 (0.24)e |
45 |
15 (10)e |
20 (15)e |
28 |
9.5 (6.5)e |
13 (9.5)e |
|
注：振動(dòng)速度和振動(dòng)頻率的關(guān)系見(jiàn)圖C.1。 |
|||||||||||
|
a表中位移有效值srms和加速度有效值arms可用表中的速度有效值Urms按下式求得： Srms＝0.0159xUrms arms＝0.628xUrms b對于法蘭連接的發(fā)電機組，在測點(diǎn)5（見(jiàn)圖1a）的測量值應滿(mǎn)足對發(fā)電機所要求的數值。 e額定功率大于100kW的發(fā)電機組有確定的數值，而額定功率小于100kW的發(fā)電機組無(wú)代表性數值。 d這些數值應得到制造商和用戶(hù)的認可。 e括號內的數值適用于安裝在混凝土基礎上的發(fā)電機組。此時(shí)，從圖1a)和圖1b）7、8兩點(diǎn)測得的軸向振動(dòng)數值應為括號內數值的50%。 |
|||||||||||
圖示曲線(xiàn)僅限于正弦振動(dòng)
曲線(xiàn)a：RIC發(fā)動(dòng)機示例 Urms＝45mm/s
曲線(xiàn)b:發(fā)電機示例 Urms＝20mm/s（見(jiàn)表2）
圖C.1 振動(dòng)速度和振動(dòng)頻率的關(guān)系
(資料性附錄）
測 量 報 告
D.1 一般數據
|
負責測量的公司： 客戶(hù)/用戶(hù)： 報告編號： 測量地點(diǎn)： 日期： 操作人員： |
往復式發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機的被測數據
|
|
往復式發(fā)動(dòng)機 |
發(fā)電機 |
|
制造商 |
|
|
|
型式 |
|
|
|
生產(chǎn)編號 |
|
|
|
標定或額定功率 |
kW |
k·VA cosØ= |
|
標定或額定轉速 |
R/min |
r/min |
|
標定或額定頻率 |
|
Hz |
|
結構設計 |
£直列式發(fā)動(dòng)機 £V 型發(fā)動(dòng)機 |
£IMB20a £IMB520 £IMB16 £其他 £IMB3 |
|
數量 |
氣缸： |
軸承： |
|
|
£兩沖程 £四沖程 |
£同步發(fā)電機 £異步發(fā)電機 |
|
聯(lián)接方式 |
£彈性盤(pán)式聯(lián)接 £直接聯(lián)接 £彈性聯(lián)接 |
|
|
a發(fā)電機結構安裝型式的縮寫(xiě)詞根據IEC 60034-7代碼1確定。 |
||
D.2 結構數據
總裝圖：
編號：
成套制造商：
安 裝 型 式
|
發(fā)動(dòng)機 |
發(fā)電機 |
基礎 |
底架 |
法蘭盤(pán) |
|
£剛性 £彈性 |
£剛性 £彈性 |
£剛性 £彈性 |
£剛性 £彈性 |
£有 £無(wú) |
D.3 測量點(diǎn)
測量點(diǎn)及其編號如上圖1所示。增加的測量位置應順序編號且必須在圖上標明。在圖上標注的所有測量點(diǎn)都是推薦性的。
D.4 測量結果
當適用和有要求時(shí)，必須附上數據記錄、圖表和頻譜分析結果。
測 量 設 備
|
部件 |
制造商 |
型號 |
說(shuō)明 |
|
傳感器 |
|
|
|
|
測量指示裝置 |
|
|
|
|
記錄儀表 |
|
|
|
|
校驗儀表 |
|
|
|
|
注：術(shù)語(yǔ)按ISO 2954規定。 |
|||
特殊測量設備
|
機械連接 |
£螺紋 £手柄 £膠貼 £磁性吸附 |
|
|
測量值 |
£位移 £速度 £加速度 |
|
|
記錄值 |
£位移 £速度 £加速度 |
|
|
測量范圍 |
振幅： |
頻率： |
|
頻率分析/濾波儀 |
線(xiàn)性范圍： |
傳遞頻帶： |
|
測量記錄的評價(jià)數據（如放大、反饋速度）: |
||
|
說(shuō)明： |
||
測 量 結 果
|
功率： KW 轉速： r/min |
環(huán)境溫度： ℃ 燃油類(lèi)型： |
||||||||||
|
測點(diǎn)編號 |
有效值（2Hz～300Hz）a |
說(shuō)明 |
|||||||||
|
測量方向 |
|||||||||||
|
（x）軸向 |
（y）橫向 |
（z）縱向 |
|||||||||
|
s/ mm |
υ/（mm/s） |
α/（m/s2） |
s/ mm |
υ/（mm/s） |
α/（m/s2） |
s/ mm |
υ/（mm/s） |
α/（m/s2） |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a通過(guò)計算或測量。 |
|||||||||||
附錄E
附 錄 E
(資料性附錄）
參 考 文 獻
1. ISO 2954：1975 旋轉和往復式機械振動(dòng)一測量振動(dòng)強烈程度的設備要求
2.GB/T 2820.1一1997 往復式內燃機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組 第1部分：用途、定額和性能
3.ISO 10816一1：1995 機械振動(dòng) 利用非旋轉部件的測量值對機器振動(dòng)進(jìn)行評估 第1部分：一般導則
4. ISO 10816一6：1995 機械振動(dòng) 利用非旋轉部件的測量值對機器振動(dòng)進(jìn)行評估 第6部分：額定功率大于100kW的往復式機器
