幫浦的振動測量和評價標準

中華人民共和國國家標準--幫浦的振動測量與評價方法

gb 10889-89

methods of measuring and evaluating vibration of pupmps

在本標準等效採用國際標準iso 2372-1974《評價機器振動的基礎》。

1　主題內容與適用範圍

本標準規定了對幫浦進行機械表面振動測量與評價方法。

本標準適用於除潛液幫浦、往復幫浦以外的各種型式幫浦和幫浦用調速液力偶合器，轉速範圍為600～12000r/min。

2　引用標準

gb 2298　　機械振動、衝擊名詞術語

gb 6075　　制訂機器振動標準的基礎

3　術語

3.1　位移幅值、速度幅值、加速度幅值

以上三項幅值運用簡諧振動的運動方程定義如下：

s=^scos(ωt+ψs1)

v=^vcos(ωt+ψv2)

a=cos(ωt+ψa3)

式中：^s——位移幅值，mm；

^v——速度幅值，mm/s；

——加速度幅值，mm/s2；

s——位移瞬時值，mm；

v——速度瞬時值，mm/s；

a——加速度瞬時值，mm/s2；

ω——角速度，rad/s；

t——時間，s；

ψs、ψv、ψa——初始相角，rad。

3.2　振動烈度

規定振動速度的均方根值（有效值）為表徵振動烈度的引數。幫浦的振動不是單一的簡諧振動，而是由一些不同頻率的簡諧振動復合而成的週期振動或準週期振動，設它的週期是t，振動速度的時間域函式為：

v=v(t) 　　　　　　(4)

則它的振動速度的均方根值用下式計算：

5)　　設幫浦的振動由幾個不同頻率的簡諧振動所合成。由頻譜分析可知，加速度、速度或位移幅值（、^v、^s，j=1,2,……n）是角速度ωj的函式。根據加速度幅值、位移幅值^s或速度幅值^v，可由下式計算出振動速度的均方根值：

vrms=^v/20.5= ω/20.5=^s /（20.5ω） (6)

4　測量振動烈度的一般準則

4.1　測量儀器

應當正確選用振動烈度測量儀器來指示和記錄被測幫浦的振動。在進行振動測量之前應細心地檢查，保證測量儀器在主要的環境條件下（例如溫度、磁場、表面粗糙度等）、在所要求的頻率範圍和速度範圍之內能精確地工作，應當知道在整個測量範圍之內儀器的響應和精度。

所用的振動烈度測量儀應經過計量部門檢定認可，在使用前對整個測量系統進行校準，保證其精度符合要求。對測量用感測器應當細心地、合理地進行安裝，並保證它不會明顯地影響幫浦的振動特性。

4.2　幫浦的安裝與固定

機器的固定對所測得的機器振動值有很大的影響。對於幫浦不應在軟安裝或固定在軟安裝底板上測振動，應安裝在固定的結構基礎上測量。在這種情況下，必須注意只有基礎（包括安裝用導軌、土壤或混凝土）具有類似的動力學特性，才能對同類幫浦的振動烈度作正確地比較。

如果這些條件不滿足，只能對某種特定情況測定其振動烈度，此時，應註明基礎和固定方法，作為比較振動烈度時參考。

幫浦在試驗室作效能試驗時，要同時進行振動測量和評價。此時對幫浦的基礎固定要嚴格要求。幫浦在試驗時屬臨時安裝，當安裝質量不如它在工作現場時，允許以在工作現場測得的振動烈度為準。

4.3　幫浦的執行工況

在測量離心幫浦、混流幫浦、軸流幫浦等葉片幫浦的振動時，應在規定轉速（允許偏差±5%）以及允許用到的小流量、規定流量、大流量三個工況點上進行測量。對於降低轉速試驗的振動測量，不能作為評價的依據。

對齒輪幫浦、滑片幫浦、螺桿幫浦等容積幫浦（往復幫浦除外）應在規定轉速（允許偏差±5%）、規定工作壓力的條件下進行測量。

對液力偶合器應分別在負載、空載以及在調速範圍內均勻地取10個轉速點進行測量。這十個點通常是最大轉速的100%、90%、……10%（由於空載調速範圍限制，能夠測到的轉速點允許不足10個。在負載試驗時，對應最高轉速時應達到額定負載）。

4.4　測點與測量方向

每台幫浦至少存在一處或幾處關鍵部位，為了了解幫浦的振動，我們把這些部位選為測點，這些測點應選在振動能量向彈性基礎或系統其他部件進行傳遞的地方，幫浦通常選在軸承座、底座和出口法蘭處。把軸承座處和靠近軸承處的測點稱為主要測點；把底座和出口法蘭處的測點稱為輔助測點。

立式幫浦主要測點的具體位置應通過試測確定，即在測點的水平圓周上試測，將測得的振動值最大處定為測點。

每個測點都要在三個互相垂直的方向（水平、垂直、軸向）進行振動測量。

4.5　幫浦的振動烈度

比較主要測點，在三個方向（水平x、垂直y、軸向z）、三個工況（允許用到的小流量、規定流量、大流量）上測得的振動速度有效值，其中最大的乙個定為幫浦的振動烈度。

輔助測點的振動值不能作為評價的依據。輔助測點的振動大於或接近主要測點的振動值時，只能說明幫浦的固定或裝配有問題。

5　幫浦的振動評價

5.1　評價振動烈度的尺度

在10～1000hz的頻段內速度均方根值相同的振動被認為具有相同的振動烈度。表1相鄰兩檔之比為1:1.6，即相差4db，4db之差代表大多數機器振動響應的振動速度有意義的變化。

用幫浦的振動烈度（見本標準4.5條）查表1振動烈度級範圍(10～1000hz)，確定幫浦的烈度級。

表1 5.2　幫浦的分類

為了評價幫浦的振動級別，按幫浦的中心高和轉速把幫浦分四類，見表2。

表2 　　臥式幫浦的中心高規定為由幫浦的軸線到幫浦的底座上平面間的距離h,mm。

立式幫浦本來沒有中心高，為了評價它的振動級別，取乙個相當尺寸當做立式幫浦的中心高；即把立式幫浦的出口法蘭密封面到幫浦軸線間的投影距離，如圖6～10所示h(mm)，規定為它的相當中心高。

5.3　評價幫浦的振動級別

幫浦的振動級別分為a、b、c、d四級，d級為不合格。

幫浦的振動評價方法是首先按幫浦的中心高和轉速查表2確定幫浦的類別，再根據幫浦的振動烈度查表3，就可以得到評價幫浦的振動級別。

雜質幫浦的主動評價方法，如按表2在第一類的幫浦，用表3第二類評價它的振動級別，依此類推。

表3 6　記錄內容與格式

6.1　記錄內容

a.幫浦的型號、效能引數、製造廠、出廠編號；

b.測量場所、幫浦的安裝與固定條件；

c.使用儀器名稱、型號、規格、規定單位、規定日期；

d.測點位置示意圖，或標明按gb 10889中的圖×布置的測點；

e.不同測點、不同測量方向上的振動速度的均方根值；

f.按gb 10889第×類評價為a（或b、c、d）級振動。

6.2　振動測試報告的格式

幫浦的振動測試報告

產品型號製造廠出廠編號

測量場所測量者測量日期

幫浦的振動測量記錄

評價幫浦的振動級別

測量中使用的儀器

測點位置示意圖

略）附錄　a

由振動速度的均方根值及主頻率計算位移幅值

參考件）

a1　在許多標準中通常用速度均方根值作為振動的表徵量，然而在某些情況下，知道所測得的振動頻譜中主頻率的位移幅值是很重要的。另外，在一些老標準中還用位移幅值作為振動的表徵量，因此，需要把振動速度的均方根值換算成位移幅值。

只有單頻率的正弦波才能從振動速度的均方根值轉換為振動位移幅值。當已知該頻率的振動速度時，可用下式計算位移幅值：

^sf=20.5 ×vf/ωfa1)

式中：^sf——位移幅值（單峰值）；

vf——主頻率為f的振動速度的均方根值；

ωf——角頻率，ωf=2πf。

應注意位移幅值與位移均方根值的區別。在現代的測量儀表上，不但可以測出速度均方根值，而且可以同樣測出位移均方根值、加速度均方根值。

例項：某一幫浦的振動烈度（速度均方根值）為3.0mm/s，即在10～1000hz的頻段內幫浦的最大振動速度均方根值不超過3.0mm/s，頻譜分析說明其主頻率為25hz，用式(a1)計算其位移幅值為：

^sf=20.5×3.0/(2πf)=0.225×3.0/25=0.027(mm)

圖a1中繪出了上述關係的圖線，即速度均方根值vrms與位移幅值^s換算圖。

附加說明：

本標準由瀋陽水幫浦研究所歸口並負責起草。本標準主要起草人王景會。

目前已有新的標準jb/t8097-1999< 幫浦的振動測量與評價方法》代替 gb10889-1989

另有新的標準 jb/t8098-1999< 幫浦的雜訊測量與評價方法》代替gb10890-1989。

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各種評價標準和格式

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