1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ЗАО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 "Вибрация, удар и контроль технического состояния"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2021 г. N 453-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 8528-9:2017 "Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Часть 9. Измерения вибрации и оценка вибрационного состояния" (ISO 8528-9:2017 "Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets - Part 9: Measurement and evaluation of mechanical vibrations", IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт устанавливает метод измерений вибрации генераторных электроагрегатов в заданных точках конструкции и оценки на основе результатов измерений вибрационного состояния этих машин.

Настоящий стандарт распространяется на генераторные электроагрегаты (далее - электроагрегаты) переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания на жестком или податливом основании, применяемые в стационарных и передвижных установках, наземных или водных. Настоящий стандарт не распространяется на электроагрегаты воздушных судов, а также на электроагрегаты, используемые для приведения в движение наземных и железнодорожных транспортных средств.

В зависимости от особенностей применения электроагрегатов может потребоваться установление дополнительных требований. Для таких применений положения настоящего стандарта рекомендуется рассматривать в качестве базовых.

На основе настоящего стандарта могут быть установлены требования к электроагрегатам с приводом от других первичных двигателей возвратно-поступательного действия (паровых двигателей, двигателей на биологическом газе и т.д.).

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения):

ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring - Vocabulary (Вибрация, удар и контроль состояния. Словарь)

ISO 8528-5, Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets - Part 5: Generating sets (Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Часть 5. Электроагрегаты)

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 2041, а также следующий термин с соответствующим определением.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на https://www.iso.org/obp;

- Электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/.

3.1 вибрационное состояние (vibration severity): Значение или совокупность значений параметров, таких как максимальное, среднее или среднеквадратичное значение, характеризующих вибрацию машины.

Примечание 1 - Вибрационное состояние может быть описано через мгновенные значения или через параметр, требующий усреднения по времени.

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

n_r - заявленная скорость вращения двигателя;

f - частота;

s - перемещение;

t - время;

v - скорость;

w - угловая скорость;

x - продольная координата;

y - поперечная координата;

z - вертикальная координата.

В качестве подстрочных индексов для описывающих вибрацию величин v и s использованы следующие обозначения и сокращения:

rms - среднеквадратичное значение;

x - полученное значение параметра вибрации в продольном направлении;

y - полученное значение параметра вибрации в поперечном направлении;

z - полученное значение параметра вибрации в вертикальном направлении;

1, 2, ... , n - возрастающий ряд натуральных чисел.

5.1 Для электроагрегатов переменного тока, применяемых на судах и плавучих сооружениях, которые должны соответствовать правилам классификационного общества, могут быть установлены специальные требования. До размещения заказа на электроагрегат заказчик должен определить, требования какого классификационного общества должны быть выполнены.

Дополнительные требования к электроагрегатам переменного тока, относящимся к неклассифицированному оборудованию, в каждом конкретном случае являются предметом соглашения между изготовителем и заказчиком.

5.2 При наличии требований, контролируемых органами инспекции или надзора, заказчик должен сообщить о них до размещения заказа. Любые другие требования являются предметом соглашения между изготовителем и заказчиком.

Остальные дополнительные требования должны быть предметом соглашения между изготовителем и заказчиком.

Измерительная система должна обеспечивать получение среднеквадратичных значений перемещения и скорости в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц с точностью +/- 10% и в диапазоне частот от 2 до 10 Гц с точностью <1>.

--------------------------------

<1> Такая точность обеспечивается средствами измерений, удовлетворяющими требованиям по [1] при измерении вибрации со среднеквадратичным значением ускорения не менее 100 м/с².

Измеряемые параметры могут быть получены в результате обработки сигнала с одного преобразователя вибрации с его последующим интегрированием (дифференцированием) для получения величины, не измеряемой непосредственно, при условии, что это не ухудшит точность измерений.

На точность измерений влияет способ крепления преобразователя вибрации к вибрирующей поверхности, от которого зависит частотная характеристика измерительной цепи. Важно, чтобы в случае сильной вибрации не происходило ухудшение условий контакта преобразователя с поверхностью, на которую он установлен.

Рекомендуемые точки измерений вибрации на электроагрегате показаны на рисунке 1. Для компоновок конкретного вида точки измерений должны быть определены в технических условиях. Измерения по возможности следует проводить по всем трем направлениям декартовой системы координат: x, y и z.

Точки измерений, место которых ориентировочно показано на рисунке 1, располагают на жестких частях двигателя и корпуса генератора, чтобы избежать влияния локальных резонансов.

Если из предшествующего опыта работы с аналогичными электроагрегатами известно, в каких точках и направлениях можно ожидать максимальной вибрации, то число точек измерений вибрации по сравнению с указанными на рисунке 1 можно сократить.

Изображенный на рисунке 1 вертикальный однорядный двигатель приведен только для примера. Точки измерений 1 - 4 используют соответствующим образом и для двигателей других типов: V-образных, горизонтальных и пр.

Измерения проводят на электроагрегатах в режиме работы с номинальной мощностью при рабочей температуре и номинальной частоте вращения в установившемся рабочем состоянии. Если режим номинальной мощности для данного электроагрегата недостижим, то измерения проводят в режиме максимально достижимой мощности.

Основные частоты возбуждения вибрации для двигателя внутреннего сгорания находятся в диапазоне от 2 до 300 Гц. Однако для оценки вибрационного состояния электроагрегата в целом следует рассматривать диапазон от 2 до 1000 Гц.

Дополнительные испытания могут потребоваться, чтобы убедиться в незначительности вклада локальных резонансов конструкции в результаты измерений.

Оценку вибрационного состояния электроагрегатов осуществляют, сравнивая полученные среднеквадратичные значения перемещения и скорости с приведенными в таблице C.1.

Опыт показывает, что если вибрация не превышает уровень 1, то повреждение электроагрегатов стандартной конструкции маловероятно.

Если среднеквадратичные значения параметров вибрации находятся между уровнями 1 и 2, то для решения вопроса о надежном функционировании электроагрегата необходимо принимать во внимание особенности его конструкции, а также согласование возможных значений вибрации между изготовителем электроагрегата и поставщиками его отдельных узлов.

Вибрация, превышающая уровень 2, обычно допустима только для электроагрегатов и его узлов в специальном исполнении.

В любом случае изготовитель электроагрегата несет общую ответственность за совместимость работы всех его компонентов согласно ИСО 8528-5.

В протокол испытаний следует включать помимо результатов измерений параметров вибрации также основные сведения об электроагрегате и используемых средствах измерений (см. приложение D).

Существует ряд возможных взаимных расположений и условий установки генератора и двигателя внутреннего сгорания. Наиболее типичные из них показаны на рисунках A.1 - A.6.

Для генераторов, работающих в составе электроагрегатов с приводом от двигателя внутреннего сгорания, характерна более высокая вибрация, чем для установок с приводом от машины вращательного действия.

Отличительными особенностями двигателей внутреннего сгорания являются колебательное движение масс, флуктуации крутящего момента и пульсации сил в присоединенных трубопроводах. Все это приводит к появлению значительных переменных сил, воздействующих на фундамент электроагрегата, и значительным вибрациям его корпуса. Такая вибрация обычно выше, чем у машин вращательного действия, но она сильно зависит от конструктивного исполнения электроагрегата.

Параметры вибрации, определяемые в соответствии с настоящим документом, позволяют делать выводы о текущем вибрационном состоянии электроагрегата и взаимном влиянии вибрации его компонентов. В то же время результаты измерений вибрации не дают информацию о возникающих механических напряжениях внутри стационарных и движущихся частей электроагрегатов.

Кроме того, измеряемые параметры вибрационного состояния не позволяют судить о крутильных и поступательных колебаниях валопровода.

Хотя результаты измерений вибрации не позволяют получить полное представление о действующих механических напряжениях, опыт показывает, что вибрационные нагрузки, приводящие к повреждению основных узлов электроагрегатов, лежат существенно выше типичных значений, полученных из наблюдений вибрации нормально работающих установок.

В то же время превышение этих типичных значений может вызвать повреждение присоединенных конструкций электроагрегата, устройств контроля и управления и т.п.

Чувствительность элементов электроагрегата к вибрации зависит от их конструкции и способа крепления. Таким образом, в отдельных случаях могут возникнуть проблемы даже тогда, когда вибрация лежит в диапазоне обычных значений. Эти проблемы должны быть разрешены принятием специальных мер (например, исключением резонансных колебаний присоединенной конструкции).

В таблице C.1 приведены среднеквадратичные значения перемещения (в диапазоне частот от 2 до 1000 Гц) и скорости (в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц) вибрации электроагрегатов переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания, используемые для оценки их вибрационного состояния.

Таблица D.1 - Сведения о двигателе и генераторе электроагрегата

Чертеж основания

N

Организация, осуществлявшая монтаж

Данные о компоновке двигателя и генератора

На подробном чертеже указывают точки измерений и их число подобно тому, как это показано на рисунке 1. Дополнительные точки измерений должны быть последовательно пронумерованы и отображены на чертеже.

К протоколу прилагают распечатки результатов, диаграммы, спектры и т.п.

Таблица D.2 - Измерительное оборудование

Таблица D.3 - Условия измерений

Таблица D.4 - Результаты измерений