GB/T 19873.3-2019 机器状态监测与诊断 振动状态监测 第3部分：振动诊断指南

ICS17.160

J04

中华人民共和国国家标准

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

机器状态监测与诊断振动状态监测

:

第部分振动诊断指南

3

—

ConditionmonitorinanddianosticsofmachinesVibrationcondition

gg

—:

monitorinPart3Guidelinesforvibrationdianosis

gg

(:,)

ISO13373-32015IDT

2019-12-31发布2020-07-01实施

国家市场监督管理总局

发布

国家标准化管理委员会

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅱ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4测量………………………1

4.1振动测量……………1

4.2机器运行参数测量…………………2

5结构化诊断方法…………………………2

6附加的分析和试验………………………2

6.1总则…………………2

6.2运行参数无需改变…………………3

6.3需要改变运行参数…………………3

6.4改变机器的物理状态………………4

7其他诊断技术……………4

8建议采取措施时需考虑的因素…………4

()………………

附录规范性附录机器振动分析系统方法的进程表

A5

()………

附录资料性附录所有机器常见的安装故障

B10

()………………

附录资料性附录径向流体动压流体膜轴承的诊断

C17

()…………………

附录资料性附录滚动轴承的诊断

D26

参考文献……………………31

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

前言

/《》:

机器状态监测与诊断振动状态监测已经或计划发布以下部分

GBT19873

———:;

第部分总则

1

———:、;

第部分振动数据处理分析与描述

2

———:;

第部分振动诊断指南

3

———:。

第部分电动机的诊断技术

9

本部分为/的第部分。

GBT198733

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本部分使用翻译法等同采用:《机器状态监测与诊断振动状态监测第部分:

ISO13373-320153

振动诊断指南》。

与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:

———/—、(:,);

机械振动冲击与状态监测词汇

GBT22982010ISO20412009IDT

———/—机械振动平衡词汇(:,);

GBT64442008ISO19252001IDT

———/—:(:

旋转机械转轴径向振动的测量和评定第部分总则

GBT11348.119991ISO7919-1

,);

1996IDT

———/—:(:

机器状态监测与诊断振动状态监测第部分总则

GBT19873.120051ISO13373-1

,);

2002IDT

———/—:、

机器状态监测与诊断振动状态监测第部分振动数据处理分

GBT19873.220052

析与描述(:,);

ISO13373-22005IDT

———/—机器状态监测与诊断词汇(:,)。

GBT209212007ISO133722004IDT

。。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任

、(/)。

本部分由全国机械振动冲击与状态监测标准化技术委员会SACTC53提出并归口

:、、

本部分起草单位郑州机械研究所有限公司华电电力科学研究院广东电网有限责任公司电力科

、。

学研究院东南大学火电机组振动国家工程研究中心

:、、、。

本部分主要起草人马卫平黄海舟刘石傅行军

Ⅰ

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

引言

/。

GBT19873的本部分给出了进行机器振动故障诊断时所考虑使用的一般方法的指南可供振动

、,。、

从业者工程师和技术人员使用并提供有用的诊断工具这些诊断工具包括诊断流程图进程表和故

,、

障表其中的资料内容提供了一个最基础的有逻辑和合理步骤的结构化方法以诊断与机器相关的振动

。。

问题但是这并不排除其他诊断技术的使用

/,:、

GBT19873.1介绍了振动信号分析的基本程序包括使用传感器的类型及使用范围不同类型机

、。

器推荐的安装位置在线和离线振动监测系统和潜在的机械问题

/,:

GBT19873.2介绍了机器的诊断包括需有时域和频域技术的信号调理设备的描述以及振动特

,。

性分析时最常见机械运行现象或遇到机械故障的波形和特征

。/。

本部分提供了对一系列机械的一般指南特定机器的指导在GBT19873其他部分中给出

/,/()/(

GBT19873不界定振动限值振动限值在GBT11348所有部分对转轴和GBT6075所有部

)。

分对非旋转部件中详述

Ⅱ

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

机器状态监测与诊断振动状态监测

:

第部分振动诊断指南

3

1范围

/,

GBT19873的本部分给出了旋转机械振动故障诊断时需考虑一般程序的指南适用于振动从业

、,。

者工程师和技术人员并提供了一个对故障诊断实用的结构化分析法另外还给出了各种不同机器常

见的故障实例。

:/。

注对特定机器的指导在GBT19873其他部分提供

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

1)机械振动平衡词汇(——)

ISO1925MechanicalvibrationBalancinVocabular

gy

、(,

机械振动冲击与状态监测词汇

ISO2041Mechanicalvibrationshockandconditionmonito-

—)

rinVocabular

gy

:(

旋转机械转轴径向振动的测量和评定第部分总则

ISO7919-11Mechanicalvibrationofnon-

——:

recirocatinmachinesMeasurementsonrotatinshaftsandevaluationcriteriaPart1General

pgg

)

guidelines

机器状态监测与诊断词汇(—

ISO13372Conditionmonitorinanddianosticsofmachines

gg

)

Vocabular

y

:(

机器状态监测与诊断振动状态监测第部分总则

ISO13373-11Conditionmonitorinand

g

——:)

dianosticsofmachinesVibrationconditionmonitorinPart1Generalrocedures

ggp

:、(

机器状态监测与诊断振动状态监测第部分振动数据处理分析与描述

ISO13373-22Con-

——:,

ditionmonitorinanddianosticsofmachinesVibrationconditionmonitorinPart2Processin

gggg

analsisandresentationofvibrationdata)

yp

3术语和定义

、和界定的术语和定义适用于本文件。

ISO1925ISO2041ISO13372

4测量

4.1振动测量

([])。

可靠的测量是使用本部分必要的基础见参考文献1

一般有三种类型的振动测量:

),,、

a非旋转部件上振动测量例如使用加速度计或速度传感器测量轴承座机器罩壳或机器基础

)修订时将变为。

1ISO21940-2

1

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

();

振动见ISO2954

),();

b转子和固定的轴承或轴承座之间的相对振动测量例如使用位移计见ISO10817-1

),))(

转动部件绝对振动的测量例如使用轴鞍或者使在与描述方法中的输出相结合见

cab

)。

ISO10817-1

国际标准尤其是和可以帮助评价这些测量的振动烈度。

ISO7919ISO10816

,,

认识到根据具体情况和机器类型采用合适的传感器和测量设备用于故障诊断很重要例如考虑机

、。

器特殊的运行工况确定必要的频率范围和测量分辨率

,

和给出了传感器和测量系统的描述及技术规范进行合适的选择时应予

ISO13373-1ISO13373-2

以考虑。

4.2机器运行参数测量

,

运行参数能够显著地影响振动特征因此对一个诊断过程宜获取不同参数下的振动数据来确定它

,、、。

们之间的相关性例如转速负荷压力和温度

获取一系列工况和配置下的基线振动作为将来振动事件时对比的基准是一个很好的实践。

ISO17359给出了使用运行参数的附加指南。

5结构化诊断方法

、。

本部分使用的指导诊断过程方法的工具是流程图进程表和故障表流程图和进程表实质上是在

。,

指导使用者进行诊断时逐步提出问题和回答问题的过程流程图用于描述振动故障和特征而进程表

。。

用于更深层次的分析故障表用于阐明一般机器故障以及这些故障如何表现

附录详述了机器振动分析的系统方法:

A

)、;

aA.1用于收集机器的背景信息振动性质和严重性

)、;

bA.2用于解答一些诸如不平衡不对中和碰摩等常见故障诊断的问题

)用于列出对可能性的诊断建议采取措施时考虑的因素。

cA.3

,:

另外大部分机器常见故障的诊断方法在其他附录中描述

———安装故障和实例在附录中描述;

B

———径向流体动压流体膜轴承的故障和实例在附录中描述;

C

———滚动轴承的故障和实例在附录中描述。

D

特定机器的指导在ISO13373的其他部分提供。

,。

尽管可能还有其他的方法但通过有经验的使用者把这些故障集中放在一起是好的实践方法

:,

提醒使用者有时候振动诊断可能会指出是机器的几个根本原因这种情况下建议和制造商共同

商议。

6附加的分析和试验

6.1总则

、,。

在使用相关的流程图进程表和故障表之后将来可能需要试验来确认原因和作用机理在某些情

,,。

况下经车间操作人员同意可能需要对机器做某些物理改变来观测机器的响应

典型的试验和分析技术在6.2~6.4中表述。

2

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

6.2运行参数无需改变

6.2.1总则

,。

这些试验可以在机器正常运行时完成即机器的特性不发生改变

6.2.2趋势分析

,。

趋势分析的目的是追踪机器状态随时间的变化可通过连续或定期测量完成趋势既和运行参数

。,

有关也和振动参数有关振动值可为某个频带的通频峰值或均方根值也可以为几个更窄频带的滤波

。。

值更详尽的分析可包括趋势数据的回归分析也包括可能的外推法

6.2.3相位分析

,,、、

需要一个参照信号的相位是重要的诊断工具例如相位是区分不对中共振碰摩和不平衡的有用

工具。

6.2.4共振试验

、,。

在诸如冲击激振等共振试验中目的就是找出机器可以激出的所有固有频率或共振转速通常对

,。

机器进行冲击试验是确定静止部分的固有频率而共振转速试验是确定转子或轴系的固有频率冲击

。,()。

试验通常在机器不运转时进行然而如果需要寻求共振转速建议进行升速和降速滑行试验见6.3.1

6.2.5工作变形的测量

(),()

工作变形测量ODS实际是机器在正常运行工况下在任意频率通常在工作速度机器振动变形

。,

的可视化测量机器上所有点的振幅和相位都很重要这给出了机器在工作状态下实际相对变形的可

视化。

6.2.6长时间波形采集

,。

这项技术用于采集原始的时间数据而不是常规的振动测量时间周期的长短取决于特定的应用

,。

通常多个测量同时实施包括运行参数测量这种测量能帮助捕捉快的事件和满足原始信号的事后

分析。

6.3需要改变运行参数

6.3.1改变运行工况

,

改变运行工况宜和车间操作者协商运行工况在制造商建议的限值以外宜特别小心对待并需所有

当事人同意。

示例如下:

———,、;

改变机器的速度如升速降速

———,、。

不同参数下的振动测量如改变油温改变负荷

6.3.2全模态试验分析

,、。

模态试验是获得机器和结构的模态参数很强有力的工具包括固有频率阻尼比和模态振型这是

,,。,

一项昂贵和耗时的试验需要大量的仪器和经验仅在必要时进行通常模态试验时机器必须停下来

,。

从模态试验中获取的机器特性在机器停止和运行转速下会有不同特别是使用流体动压轴承的机器

3

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

6.4改变机器的物理状态

,、。

物理状态的改变认为是强制性的可包括方位质量和刚性的改变最好在机器物理状态改变前和

改变后都进行一次测量并进行风险评估。

物理状态改变的示例如下:

———不平衡试验;

———联轴器翻转;

180°

———机器脱开运行;

———,、、。

附加的测量例如对中转子在轴承中的位置定子温度

7其他诊断技术

,,:

本部分的重点是一个基于经验的逻辑框架然而其他诊断技术也是可以使用的比如

———人工智能;

———知识库;

———模式识别;

———神经网络。

这些技术可在ISO13379-1中识别。

8建议采取措施时需考虑的因素

影响补救和矫正措施的几个因素如下:

———安全;

———商业;

———错误的设计。

,,

明显的对一个具体的诊断采取合适的措施取决于个人的情况对诊断给出明确的建议超出了本部

。,。

分的范围然而对诊断工程师来说根据他们的诊断考虑可能的措施以及这些措施产生的结果很重要

(,)、

建议措施取决于故障诊断中的置信度例如该机器之前有没有正确地做过同样的诊断结论故障

。,。

类型和严酷度以及安全和商业的考虑这不是本部分的目标也不可能给出所有情况的建议措施然

,。

而当建议采取措施时宜考虑一些问题其中一些在A.3中指出

4

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

附录

A

()

规范性附录

机器振动分析系统方法的进程表

A.1原始问题

表A.1总结了包含信息收集和检验的原始问题。

表A.1原始问题

步骤描述详细说明下一步

(、、、、)。

确定机器的原理驱动机从动机联轴器轴承固定或变度等

从业者熟悉这个机器类型吗?

1什么类型的机器?2

有没有操作这种机器或类似设计机器的经验?

设备在哪里单元号是什么??

机器现在在运行吗?

继续运行可行吗?

2有没有对机器整体关注?重启机器可行吗?3

在诊断期间继续运行的机器是否能保持完整性做过风险分析评

估吗?

振动数据能获得吗?

3振动有异常吗?4

该机器正常运行的振动特性是什么?

有振动报警吗?

在线振动数据显示有大的变化吗?

4异常是如何发现的?和以前的振动测量相比有大的偏差吗?5

机器有不寻常的噪声吗?

?、、

目测到缺陷了吗比如气油蒸汽或水的泄漏

检查信号的时频特性。

-

它们是预期的吗?

?、、

它们显示信号故障的症状了吗比如零输出零点漂移不稳定

的低频分量。

传感器安装正确吗?

5指示的振动正常吗?电缆的完整性可接受吗?6

信号调理运行正确吗?

,。

考虑进行便携式的单独测量比如安装的支架或轴鞍

,、

检查非振动的症状是否明显比如油或轴承的温度变化轴位置

、。

的变化异常噪声等

?()

振动异常只出现在一个传感器吗见第步

6

检查正交方向

检查其他轴向位置

振动异常只出现在一个

6比较座振动和轴振动7

传感器吗?

检查传感器和测量电路

考虑互换通道或测量电路

5

/—/:

GBT19873.32019ISO13373-32015

()

表A.1续

步骤描述详细说明下一步

()?

通频宽频带振动值如何和合适的标准比较比如ISO7919和

。()

的区域如果振动值过大比如在区或区和异

ISO10816CD

7有没有振动烈度的关注?8

,()。

常那么考虑迅速对设备采取措施到第步和第步的问题

56

否则进入第步

8

()

通频值的大小宽频带

1x分量的振幅和相位

:

振动信号特性信号成分2x分量的振幅和相位

89

?(、

是什么信号的谱成分和符合机器类型的其他分量比如叶片通过频率

、)

转子条通过频率次同步频率等的振幅

、、