Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

19 страниц

396.00 ₽

Купить ГОСТ Р ИСО 10817-1-99 — официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Настоящий стандарт устанавливает требования к устройствам снятия сигналов радиальной вибрации, как абсолютной так и относительной, вращающихся валов (датчикам вибрации и устройствам согласования), методам крепления и процедурам калибровки

  Скачать PDF

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Определения

4 Структура системы измерений вибрации валов

5 Системы снятия сигнала вибрации

6 Погрешность измерений

7 Влияющие факторы

8 Калибровка

Приложение А Динамика движения вала

Приложение В Измеряемые параметры

Приложение С Библиография

Показать даты введения Admin

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ ВИБРАЦИИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ

Часть 1

Устройства для снятия сигналов относительной и абсолютной вибрации

БЗ 11-99/461


Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

ГОСТ Р ИСО 10817-1-99

Предисловие

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

2    ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 22 декабря 1999 г. № 657-ст

3    Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст ИСО 10817-1—98 «Системы измерений вибрации вращающихся валов. Часть 1. Устройства для снятия сигналов относительной и абсолютной вибрации в радиальном направлении»

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© И ПК Издательство стандартов, 2000

Настоящий стандарт нс может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России

II

ГОСТ Р ИСО 10817-1-99

Содержание

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

2    Нормативные ссылки...................................................... 1

3    Определения............................................................. 1

4    Структура системы измерений вибрации валов................................... 2

5    Системы снятия сигнала вибрации............................................ 2

6    Погрешность измерений.................................................... 6

7    Влияющие факторы........................................................ 10

8    Калибровка.............................................................. 11

Приложение А Динамика движения вала......................................... 13

Приложение В Измеряемые параметры.......................................... 13

Приложение С Библиография................................................. 16

III

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ ВИБРАЦИИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ

Часть 1

Устройства для снятия сигналов относительной и абсолютной вибрации

Mechanical vibration. Rotating shaft vibration measuring systems.

Part I. Relative and absolute sensing of radial vibration

Дата введения 2000—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к устройствам снятия сигналов радиальной вибрации, как абсолютной так и относительной, вращающихся валов (датчикам вибрации и устройствам согласования), методам крепления и процедурам калибровки. Выполнение данных требований позволяет получить воспроизводимые результаты измерений, на основе которых осуществляют контроль состояния машин в соответствии со стандартами на методы контроля для машин конкретного вида.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия ГОСТ ИСО 5347-0-95 Вибрация. Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 0. Общие положения

ГОСТ 14254-96 (МЭК 529—89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP) ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения

ГОСТ 27165-97 Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации валопроводов и общие требования к проведению измерений

ГОСТ 30630.1.2-99 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие вибрации

ГОСТ Р ИСО 5348-99 Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров ГОСТ Р ИСО 7919-1-99 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. Общие требования

ГОСТ Р ИСО 7919-3-99 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. Промышленные машинные комплексы

ГОСТ Р ИСО 7919-4-99 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. Газотурбинные агрегаты

ГОСТ Р ИСО 8042-99 Вибрация и удар. Датчики инерционного типа для измерений вибрации и удара. Устанавливаемые характеристики

ГОСТ Р 51371-99 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие ударов

3    Определения

В настоящем стандарте применяют термины по ГОСТ 24346.

Издание официальное

4 Структура системы измерений вибрации валов


Система измерений радиальной вибрации вращающихся валов (далее — валы) может быть представлена в виде совокупности нескольких подсистем: датчик или датчики для измерения относительной или абсолютной вибрации; устройство согласования сигнала, снятого с датчика, и соединительные кабели; датчик фазы, позволяющий связать положение вращающегося вала с определенным моментом времени; средства анализа сигнала, позволяющие представить измерения вибрации в заданном формате; выходное устройство для отображения результатов измерений. На рисунке 1 показана взаимосвязь этих подсистем. Требования к средствам обработки и анализа сигналов устанавливают в других стандартах (см.|1|).

Сигналы на выходе измерительных устройств могут быть обработаны с помощью специальных средств и программного обеспечения, позволяющих получать результаты измерений в цифровом виде для последующего анализа состояния машин и их техническою обслуживания. Эти средства и программное обеспечение настоящий стандарт не рассматривает.

Относительные перемещения вала измеряют, обычно, с помощью датчиков бесконтактного типа. Абсолютные колебания ротора могут быть получены с помощью датчиков относительной вибрации бесконтактного типа в сочетании с измерениями абсолютного движения, выполненными в точке расположения бесконтактного датчика. Измерения абсолютного движения могут быть выполнены с помощью датчиков инерционного типа, например контактного датчика-зонда.

Настоящий стандарт распространяется только на блок снятия сигнала вибрации (см. рисунок 1).


Снятие сигнала (ГОСТ Р ИСО 10817-1)


Датчик фазы


Относительное движение


Абсолютное движение


Датчик

Кабель


Устройство — формирования


Обработка сигнала (см., наг.ример. (1))


Обработка во временной области:

-    статистический анализ (среднее значение, сдвиг);

•    выделение механических и электрических биений Обработка в частотной области:

-    статистический анализ Фильтрация:

•    широкополосная, узкополосная, следящий фильтр;

-    электронные или программные средства вычислений в частотной области


Отображение и печать сигнала


Экран

Графопостроитель Записывающее устройство


Данные для последующей обработки для процедур анализа и технического обслуживания


Рисунок I — Структура системы измерений вибрации вала


5 Системы снятия сигнала вибрации

5.1    Системы измерений относительной вибрации валов

5.1.1    Введение

Принцип работы датчиков относительной вибрации вала основан на изменениях длины оптического пути, индуктивности, электрической емкости или вносимых потерь между двумя точками, одна из которых находится на валу, а другая — точка установки датчика относительной вибрации вала — на некотором расстоянии от вала, обычно в непосредственной близости от него. Этим

2



изменениям соответствует изменение относительного перемещения вала со временем. В месте установки датчика обычно наблюдают значительную вибрацию, обусловленную действием других источников, нс связанных с колебаниями вала. Значения абсолютной вибрации могут быть получены с помощью датчиков инерционного действия, установленных в том же месте, что и чувствительный элемент датчика бесконтактного типа (см. 5.2).

5.1.2 Общая структура системы снятия сигнала

Система снятия сигнала вибрации вала, соответствующая требованиям настоящего стандарта, включает в себя датчики относительного перемещения, кабели и соответствующие устройства согласования (см. рисунок 2).


3    5




Для определения общей траектории движения вала и его среднего положения во времени рекомендуется применять два датчика, расположенных под углом 90’ друг к другу в одной плоскости измерений (см. рисунок 3). Обычно для одной машины необходимо несколько измерительных плоскостей, в каждой из которых установлено по парс датчиков и устройств согласования. Система всех таких измерительных устройств, относящихся к одной машине, называется системой измерения вибрации вала.

Необходимость в устройстве согласования между датчиком и средствами обработки сигнала зависит от метода измерений. Устройство согласования может быть выполнено либо в виде отдельного блока, либо встроено в датчик вибрации или устройство обработки сигнала

Настоящий стандарт не устанавливает требования к устройствам считывания показаний измерений и записывающему оборудованию.

5.1.3    Рабочие диапазоны

Пользователь должен выбирать такие

датчики вибрации, которые, по крайней мерс, удовлетворяют требованиям соответствующего стандарта на методы контроля вибрационного состояния машин и технических условий на машину, вибрационное состояние которой подлежит оценке. Допуски назначения выходного сигнала даны в разделе 6.

5.1.4    Задаваемые характеристики

Изготовитель должен определять следующие характеристики:

-диапазон, в котором выходной сигнал датчика линейно пропорционален за-



Рисунок 3 — Траектория движения вала


3


зору между датчиком и валом (с указанием пределов нелинейности);

-    амплитудно- и фазочастотные характеристики в диапазоне линейности датчика (см. 6.2);

-    размер и номер резьбы датчика для каждого диапазона измерений (рекомендуются диаметр резьбы 5, 8 и 18 мм и номера М8, М10 и М20);

-    длина соединительного кабеля (рекомендуется 5 м);

-    напряжение питания (рекомендуется постоянный ток напряжением 24 В);

-    коэффициент преобразования датчика (рекомендуется, где возможно, 8 мВ/мкм для диапазона перемещений 2 мм и 4 мВ/мкм для диапазона перемещений 4 мм);

-    вид выходного сигнала;

-    максимальное значение выходного сигнала;

-    значение выходного импеданса датчика и допустимые значения импеданса нагрузки;

-    классы температуры;

-    степень защиты (рекомендуется IP 67 — зашита от пыли и кратковременных погружений — согласно ГОСТ 14254).

Примечание — Вышеперечисленные характеристики указывают лля средств измерений общего применения.

5.2 Системы измерений абсолютной вибрации валов

5.2.1    Введение

Для измерений абсолютной вибрации вала используют измерительные системы двух типов:

а)    систему, сочетающую измерения абсолютной и относительной вибрации, для чего используют датчик сейсмического типа и датчик относительного перемещения вала (бесконтактного типа), установленные в одном месте конструкции. Сигналы с устройств согласования каждого из датчиков суммируют, что обеспечивает измерение абсолютной вибрации вала;

б)    систему с датчиком-зондом, который находится в постоянном контакте с поверхностью вала, что обеспечивает непосредственное измерение абсолютной вибрации.

5.2.2    Общая структура системы снятия сигнала

Система снятия абсолютной вибрации вала, удовлетворяющая требованиям настоящего стандарта, содержит либо две пары датчиков, каждая из которых состоит из датчиков инерционного и бесконтактного типов (бесконтактные измерения), либо два датчика-зонда (прямые измерения) и

/ — расстояние между датчиком и валом; 2— измерительные оси; 3 — датчики инерционного типа; 4 — датчики бесконтактного типа; 5— устройства согласования; 6— направление 1; 7— направление 2; S— выходные сигналы, 9 — траектория движения центра сечения ротора; 10 — геометрический центр траектории

Рисунок 4 — Система измерений абсолютной вибрации вала в одной плоскости, включающая в себя датчики бесконтактного и инерционного типов

/ — устройство согласования; 2 — датчик инерционного типа; 3 — элементы конструкции машины; 4— зонд; 5 — вал;

6 — выходные сигналы

Рисунок 5 — Система измерений абсолютной вибрации вала в одной плоскости, использующая устройство с датчиком -зондом

4

ГОСТ F ИСО 10817-1-99

Каждую из двух систем снятии сигнала устанавливают в радиальном направлении под углом 90* друг относительно друга в одной измерительной плоскости.

5.2.2.1    Система, сочетающая датчики бесконтактного и инерционного типов

Система, сочетающая считывающие устройства инерционного и бесконтактного типов, состоит из двух пар датчиков, каждая из которых включает в себя датчик относительного перемещения бесконтактного типа, как описано в 5.1, и датчик абсолютной вибрации инерционного типа, устанавливаемые на общей жесткой опоре в непосредственной близости друг от друга таким образом, чтобы их оси чувствительности находились на одной линии или были параллельны друг другу Такой способ установки является гарантией того, что оба датчика будут подвержены одной и той же абсолютной вибрации со стороны конструкции машины. Сигналы с выходов согласующих устройств этих датчиков суммируют, что обеспечивает измерение абсолютного движения вала.

Данная система предполагает наличие по крайней мере двух выходных сигналов для каждого из направлений измерений:

а)    сигнала перемещения датчика бесконтактного типа (см. 5.1.1);

б)    выходного сигнала датчика инерционного типа, который может быть пропорционален виброускорению либо виброскорости конструкции машины в месте установки этих двух датчиков.

Выходной сигнал с датчика инерционного типа должен быть преобразован для получения сигнала перемещения, т.е. подвергнут однократному интегрированию в случае измерений виброскорости и двукратному интегрированию в случае измерений виброускорения.

Датчики инерционного типа, установленные в том же месте, что и датчики бесконтактного типа, могут быть использованы также для измерения значений абсолютной вибрации в соответствии со стандартами на методы контроля вибрационною состояния машин по результатам измерений вибрации на неврашаюшихся частях.

5.2.2.2    Система непосредственных измерений абсолютной вибрации вала (датчик-зонд)

Система непосредственного считывания абсолютной вибрации вала состоит из двух устройств

преобразования, каждое из которых содержит по одному датчику инерционного типа и одному механизму зонда, передающего вибрацию с вала на этот датчик.

Данная система обеспечивает по одному выходному сигналу для каждого направления измерений, который пропорционален какому-либо из параметров движения вала. Этот выходной сигнал может быть подвергнут определенному преобразованию, обеспечивающему точное измерение абсолютного перемещения вала. С помощью данной системы невозможно определить среднее положение вала относительно конструкции машины. Необходимо отмстить также, что диапазон частот измерений такой системы ограничивается скоростью перемещения поверхности вала и наличием гидродинамической масляной пленки между валом и механизмом зонда. Важно уделять особое внимание тому, чтобы механизм зонда был должным образом закреплен на конструкции машины.

5.2.2.3    Меры предосторожности

Пользователю следует определить, какой метод — бесконтактных или прямых измерений — наилучшим образом подходит для исследования и интерпретации абсолютной вибрации вала машины. Как минимум, система снятия сигнала вибрации должна быть совместима с требованиями ГОСТ Р ИСО 7919-1 или удовлетворять установленным требованиям к измерению вибрации машины данного типа. В случае датчиков инерционного типа необходимо принимать во внимание влияние, оказываемое массой датчика на конструкцию (отношение массы датчика к массе вала), а также вносимый им дисбаланс.

Пользователь должен обращать внимание на следующие факторы:

а)    возможность потери контакта с валом вследствие износа;

б)    временную или постоянную потерю контакта с поверхностью вала вследствие недостаточной прижимающей силы (типичными примерами являются ослабление прижимной пружины или действие противоположно направленной силы, создаваемой внутренним давлением в корпусе подшипника);

в)    дополнительные колебания вследствие проскальзываний зонда;

г)    наличие или отсутствие возможности получить информацию о положении оси вала.

Примечание — Для системы, состоящей из датчиков сейсмического и бесконтактного типов, возможно появление ошибок измерений вследствие несогласованности каналов измерений по фазе. Реально это ведет к ограничению диапазона частот системы. Пользователю следует также обращать внимание на возможные ошибки вследствие разницы в передаточных функциях каналов измерения скорости (или ускорения) и перемещения, выходные сигналы которых подвергают суммированию.

5.2.3    Рабочие диапазоны

Критерии оценки состояния по параметрам вибрации ка номинальной скорости работы машины, а также диапазоны частот измерений установлены в ГОСТ 27165, ГОСТ Р ИСО 7919-3 и

5

ГОСТ Р ИСО 7919-4 для крупных паротурбинных агрегатов, машинных комплексов и газовых турбин соответственно.

По возможности диапазон частот измерительной системы должен включать в себя все значительные составляющие спектра вибрации конкретной машины, а диапазон измеряемых амплитуд должен приблизительно в пять раз превышать значения вибрации, имеющих место в обычном рабочем режиме, — это позволит без проблем наблюдать за изменением вибрации в переходных режимах.

На практике основным требованиям вышеперечисленных стандартов будут удовлетворять датчики со следующими характеристиками:

-    диапазон частот датчика относительных перемещений: 0—1,5 кГц;

-    диапазон измеряемых амплитуд: 2 — 4 мм (см. 5.1.4);

-    диапазон частот датчика инерционного типа: 5 Гц — 5 кГц;

-    предельные отклонения значения коэффициента преобразования в заданном диапазоне частот: ±10 %.

Примечание — При частотах ниже 5 Гц следует обращаться к техническим условиям изготовителя. При использовании механизма зонда верхняя граница частотного диапазона измерительной системы ограничена несколькими сотнями герц.

5.2.4 Задаваемые характеристики

5.2.4.1    Система, сочетающая датчики бесконтактного и инерционного типов

Задаваемые характеристики определены для датчиков относительно движения в 5.1.4, а для

датчиков инерционного типа — в ГОСТ Р ИСО 8042. Характеристики датчиков инерционного типа и рекомендации по их установке даны в ГОСТ Р ИСО 5348. Собственные частоты опоры и промежуточных элементов, используемых для установки датчика на машине, не должны оказывать влияние на точность измерений.

5.2.4.2    Система непосредственных измерений абсолютной вибрации вала (датчик-зонд)

Для измерительной части системы применимы характеристики, определенные в ГОСТ Р ИСО 8042.

Ограничения по частотному диапазону для такой системы d большой степени зависят от конструкции механизма зонда.

Для обеспечения заданной точности измерений следует применять методы калибровки по ГОСТ ИСО 5347-0.

Примечание — Для систем измерений как абсолютной, так и относительной вибрации вала следует принимать во внимание возможные изменения осевого положения вала вследствие обычных нормальных перемещений вала в осевом направлении и различных температурных эффектов. В любом нормальном режиме работы машины чувствительный элемент датчика должен быть свободен от влияния любых отклонений в геометрической форме (шпоночные канавки, каналы для смазки, резьбы, изменения диаметра вала, следы штамповки, участки коррозии и тл.), неоднородностей материала вала и остаточного намагничивания, способных привести к искажениям сигнала.

6 Погрешность измерений

6.1    Принципы измерений

Точность измерений зависит от того, какая измерительная схема реализована, и от точности применяемых средств измерений.

Для любой схемы измерений на результат измерений окажут влияние некруглость поверхности вала и эксцентриситет измерительной дорожки (под измерительной дорожкой здесь понимают участок поверхности вала, колебания которого подлежат измерению). Не допускается, чтобы вдоль измерительной дорожки было нанесено покрытие, способное оказать нежелательное влияние на результаты измерений (например при применении индуктивных или вихретоковых датчиков бесконтактного типа поверхность вала не должна быть хромирована). Если вал все же имеет такое покрытие, особое внимание следует уделить калибровке датчика.

Колебания, обусловленные не идеальностью поверхности вала, не должны превышать предельных значений, установленных в 3.3.2 ГОСТ Р ИСО 7919-1 (см. также 6.2.1).

6.2    Требования к характеристикам точности измерительных систем

6.2.1 Неопределенность измерений

Неопределенность измерений представляет собой максимальное значение (со знаком плюс или минус) отклонений в считываемом значении или выходном сигнале измерительной системы. Такие отклонения определяют границы допуска, которые не будут превышены в ходе измерений в некоторых нормальных условиях, и расширенные границы допуска при наличии влияющих факторов, которые приводят к выходу за границы нормальных условий. 1

ГОСТ Р ИСО 10817-1-99

В настоящем стандарте рассмотрены предельные значения неопределенности измерений для аналоговой части измерительной системы. Однако в этих предельных значениях нс учтены ни влияние измерительной дорожки (см. 6.1), ни погрешности, вносимые иными элементами измерительной системы нежели те, что рассмотрены в настоящем стандарте

Здесь под неопределенностью измерений понимают оценку расширенной неопределенности для системы измерения вибрации вала на месте ее эксплуатации, которая не включает в себя составляющие неопределенности, упомянутые в предыдущем абзаце. Эту расширенную неопределенность рассчитывают в соответствии с методологией, изложенной в |2], для оценок неопределенности типов А и В и коэффициента охвата к = 2!).

Нормальными условиями измерений для измерительных систем неинерционного типа являются следующие:

-    поверхность объекта измерений должна бьггь плоской, шероховатость поверхности Ra = 4 мкм (см. ГОСТ 2789);

-    материал: сталь 38ХМА по ГОСТ 45432 3;

-    вибрация в обоих направлениях измерений представляет собой синусоидальные колебания на частоте 80 Гц с амплитудой от 10 до 100 % диапазона шкалы и фазой от 0° до 90°;

-длина кабеля, соединяющего датчик с устройством согласования, 5 м4;

-    температура окружающего воздуха 20 *С.

Предельные значения неопределенности для измерительной системы не должны превышать значений, указанных в таблице 1, для инерционных измерительных систем — по ГОСТ ИСО 5347-0.

Таблица 1 — Предельные значения неопределенности измерений для нормальных условий измерений

Измеряемая величина

Предельное значение неопределенности

Дополнительные условия

Измеряемая характеристика перемещения

3% ИЗ + 1 % ПШ

Н 1

II

II

о

Проекции измеряемой характеристики на оси координат

3 % ИЗ + 1 % ПШ

I, = х2 = 0

Постоянное смещение

3 % ал в пределах рабочего диапазона частот перемещений

5|(0 ~ з2 (0 = 0 для всех значений t

Обозначения:

. ИЗ — измеренное значение; ПШ — конечное значение шкалы измерений, обозначения величии в таблице — ' в соответствии с рисунком 7.

Примечание —В качестве измеряемой характеристики перемещения определены следующие (см. также рисунок В. 1):

$тах ~~ максимальное отклонение вала (параметр /1);

S{p.p) — размах перемещения вала.

В целях оценки состояния машины можно применять любую из этих двух величин.

1

2

6.2.2 Отклонения, вызываемые влияющими факторами

Если нормальные условия измерений нс соблюдены, дополнительные отклонения в результатах измерений, вызываемые влияющими факторами, нс должны выходить за пределы границ расширенной неопределенности в соответствии с таблицей 2 и рисунками 6 и 7.

Влияющие факторы, не указанные в таблице 2, такие как сам измеряемый сигнал (синусоидальный), давление, влажность, удары, шум, дополнительные источники питания, не должны изменять значение измеряемой величины больше чем на 2 % конечного значения измерительной шкалы.

Амплитудно-частотная характеристика представляет собой зависимость относительного коэффициента передачи от частоты. В данном случае под относительным коэффициентом передачи понимают отношение значения коэффициента передачи к его значению на калибровочной частоте 80 Гц, а

О Коэффициент охвата (coverage factor) представляет собой множитель, на который необходимо умножить суммарную неопределенность, обусловленную действием различных факторов, чтобы получить расширенную неопределенность (см.|2|).

3

В ИСО 10817-1 приведена марка стали 42СгМо4 по [3|, которая по физико-химическим свойствам аналогична отечественной марке стали 38ХМА

4

В отечественной практике зачастую проводят калибровку датчиков совместно с кабелем. Если изготовителем предусмотрен именно такой способ капибровки, длину кабеля нс включают в число влияющих факторов.

7