康明斯动力（深圳）有限公司

 

GB/T  7184-2008

 

往复式内燃机驱动的交流发电机组第3部分：发电机组用交流发电机（附录A）

 

本标准是对GB/T7184—1987《中小功率柴油机振动测量方法》，GB/T10397—2003《中小功率柴油机振动评级》的修订。本标准通过对非旋转部件的测量，建立了往复式柴油机机械振动测量及评级的方法和指南。本标准涉及了柴油机的主结构振动，并且为柴油机振动的分级和避免结构上所装附属设备产生问题，规定了振动的指导值。本标准还推荐了测量和评级准则。

往复机械的典型特征是振动的质量，周期性变化的输出（输入）扭矩和附属管路中的脉冲力，所有这些特征都会对主支承产生很大的变力，并使主支承架的振幅增大。该振幅一般要比旋转机械的高，但是由于其主要取决于机械的结构特征，因此在机器使用寿命内，往复式机械比旋转式机械更稳定。对往复式柴油机来说，按照本标准对柴油机主结构的振动进行测量和量化，只能对柴油机本身零部件的应力和振动状况提供一个粗略的概念。如旋转零件的扭转振动一般不能通过机械结构零件的测量来评定。当超过按同类柴油机的经验数据所制定的指导值时，主要是使安装柴油机上的零件（如增压器、热交换器、调速器、滤清器、泵等）、柴油机与其外部零件间的连接件（如管路）或监测仪表（如压力表、温度计等）遭致损坏。而要预测振动达到什么值就会出现损坏的问题，则在很大程度取决于这些零件及其紧固件的设计。

在某些情况下，需要对某些柴油机零件进行专门的测量，以确定其振动的允许值。而且有时还会碰到即使测量值在允许的指导值范围内，但由于各种柴油机附届零部件不尽相同，仍可发生问题。这些问题可以而且也必须通过特定的“局部测量”（如避开共振）来校准。尽管如此，经验表明，在大多情况下用可测量的量来表征振动状况，并给出指导值是可行的。该说明可测量的变量和排导作在大多数情况下可以给出可靠的评定。为定量表示，在以简单方式描述往复活塞式柴油机振动时，本标准将采用"振动烈度”这一术语。

往复活塞式柴油机的振动值不仅受柴油机本身特性的影响，而且在很大程度上受基础影响。由于往复式柴油机可看作振源，因此在柴油机与基础间的隔振是必要的。基础的振动响应会对柴油机振动产生相当大的响应，这些振动状况还依赖于柴油机周边环境的传递特性，所以不能由柴油机本身的振动完全确定。因此本标准只能就柴油机对环境的影响起建议作用。

1 范围

本标准规定了往复式柴油机整机非旋转和非往复部件振动的测量方法及评级准则。轴振动（包括扭转振动）不属于本标准的范围。

本标准适用于刚性或柔性支承的往复活塞式柴油机，其典型用途为低速货车、三轮汽车、拖拉机、排灌泵、船用主机、船用辅机以及发电机组等用柴油机。

本标准还适用于由往复式机器驱动或驱动往复式机械的配套机器，对此应按有关标准和分级来评定。

本标准不适用于安装在道路车辆（如工业卡车）上功率大于100kW的往复式柴油机。

本标准提供的评级准则适用于运行监控和验收试验，评价柴油机的机械振动对直接安装在柴油机上仪器设备的不利影响。

本标准提供的评级准则不适用于柴油机内部零件的评定。例如与气门、活塞、与活塞环等有关的问题就未必能在测量中反映出来，识别这些问题需要使用研究性技术。同样噪声也不在本标准范围内。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 2298机械振动与冲击术语（GB/T2298-1991.neq ISO 2041：1990）

3 术语及定义

本标准采用GB/T 2298所规定的定义及下列定义。

3.1 振动烈度vibration severity

诸如极大值、平均值、均方根值或其他描述振动的参数中的一个或一组指定值。它可适用于瞬时数据或平均后的数据。

注：GB/T2298对上列定义所加的两条注，不适用于本标准。

4 振动测量方法

4.1 测量仪器和待测的量

第5章规定了往复式柴油机振动烈度分级准则。该分级以频率2Hz~1 000 Hz范围内所测振动速度或位移、速度和加速度的综合值为基础。

往复式柴油机的主激振频率一般在2Hz～300 Hz范围内，但是当把辅助设备与柴油机一起按整机考虑时，就在至少2Hz～1000Hz范围内描述振动特征。而对特殊用途来说，则可由制造厂与客户商定不同的范围。

振动信号常量一般包括许多主要频率分量，其均方根（r.m.s）值与峰值之间、峰-峰值之间没有简单的数学关系，因而推荐测量系统所测得的位移、建度和加速度的均方根值，其准确度在10 Hz～1 000 Hz范围内的应为±10%，2 Hz~10 Hz范围内应为-20%～＋10%，这些数值均可用单个传感器测得，其信号经处理后还可求出非直接测量的量（例如加速度计的输出经一次积分可得速度，两次积分可得位移），应该注意确保任何处理过程都不得影响测量系统所要求的精度。

频率响应和所测振动幅值均与传感器的固定方法有关。尤其重要的是，在高振动值时，必须保持传感器与机械间的可靠固定，例如ISO5348就有加速度计的安装说明。

4.2 测点位置和测量方向

为了确保振动测量的评定尽可能统一并且进而可对不同机械进行精确的比较，推荐测量位置如图1～图3所示，通常测点位置应取图中所示在与机械相关的三个主方向上。

图1～图3所示机械仅为示例，对于不同型式的机械（如星形发动机）可采用类似的测点。

如果根据同类机械的经验，可以预测最大振动烈度点的位置，则无需考虑采用图中所规定的全部测点。但应将可达承载轴承的位置包括在内。而对验收试验来说，如果所用测点较少，则应由制造厂与客户另行商定。

如果为了更仔细地研究或进行比较之用，应优先推荐使用图1～图3中的测点。

在选择正确测点时，应考虑具体所测机械的结构布置及安装限制。所选择的全部测点，应使振动传感器能正确固定在发动机的主结构上。

测量机械所装零部件的振动，可以提供有关失效的有用信息，但是本标准中所列指导值仅适用于在机械主结构上由图1～图3所给定的位置。

在机架右侧顶部边缘、靠机械联轴节端、沿Y（水平）方向的标记为：R3.1Y

图示说明：

4.3 测量工况

测量应在机械达到稳定工况（例如运行温度正常）时进行。确定机械振动烈度应以确实达到正常运行时，在整个功率、转速范围内所产生的最大振动为基础。4.4 测量结果记录

测量结果记录应包括机械和使用测量系统的基本数据，这些数据可列入用作测量记录的附录B的表B.1和表B.2中。

5 振动准则

振动烈度等级用数值示于表1，并用图表示于附录C中。为了定量表示起见，必需测量位移、速度和加速度在2Hz～1000 Hz范围内的综合（宽频带）均方根值。应求出在发动机主结构上所测各位移、速度的和加速度最大综合均方根值时的振动烈度等级。这三个等级中的最大值就是评定机械振动烈度等级的量标。

例如表2中给出的振动值系在机械主结构上R3.1位置处的测量值。相应于表1中的振动烈度等级列于方括号内。由此可以得出机械在此位置处的振动烈度等级为28，同样可以对所有其他位置进行评定以确定整台机械的最大振动烈度等级。

表1 振动烈度等级(2Hz～1000 Hz)

表2 振动值示例

与某一具体机型相关的振动烈度值决定于它的大小、质量、支承系统特性和运行工况等。因此在应用振动烈度等级时，需要考虑不同的用途和与其有关的环境状况。然后利用在机械总长上所测的最大值即可确定振动烈度。往复机械振动分级数和指导值列于附录A内。

为了减少机械对环境的影响，已广泛使用柔性支承。有关其设计和应用的问题不在本标准所涉及范围内。

注1：有关隔振装置的指南见ISO2017。注2：有关振动对建筑物影响的指南见ISO4866。