Приложение А (обязательное). Методы определения критериев оценки состояния машин различных классов

Приложение А
(обязательное)

Методы
определения критериев оценки состояния машин различных классов

А.1 Общие положения

Критерии оценки вибрационного состояния зависят от широкого рада факторов, поэтому эти критерии существенно различаются для машин различных классов, а в ряде случаев и для различных роторов одного валопровода. Необходимо, чтобы для машин конкретного класса были установлены критерии, соответствующие этому классу, а также чтобы критерии, определенные для машин одного класса, не применялись к машинам другого класса (например критерии оценки для высокоскоростных компрессоров, работающих на нефтехимическом предприятии, будут отличаться от установленных для крупных турбогенераторов.)

В настоящем приложении даны основы определения критериев оценки вибрационного состояния машин по измерениям размаха виброперемещения (см. приложение В). Конкретные числовые значения измеряемых параметров должны быть приведены в соответствующих стандартах на машины разных классов.

А.2 Факторы, влияющие на критерии оценки

При определении критериев оценки по измерениям вибрации вала необходимо учитывать следующие факторы:

а) цель проведения измерений (например требования, определяющие сохранение достаточного зазора в подшипнике, отличаются от тех, которые используют при контроле динамических нагрузок на подшипник);

б) вид измеряемой величины - абсолютное или относительное виброперемещение;

в) измеряемые параметры (см. приложение В);

г) положение точек измерений;

д) скорость вращения вала;

е) тип подшипника, его диаметр и величину зазора;

ж) назначение, выходную мощность и размеры машины;

з) относительную податливость подшипников, их опор и фундамента;

и) массу и степень жесткости ротора.

"Рисунок А.1 - Общий вид критериев оценки состояния"

Примечание - Действительные значения вибрации на границах зон состояний и диапазон изменения скоростей вращения будут различными для машин различных классов.

А.3 Критерии оценки состояния

При оценке вибрации валов машин используют два критерия. По одному рассматривают абсолютные значения наблюдаемой широкополосной вибрации вала; по второму - любые изменения этого абсолютного значения.

А.3.1 Критерий 1. Абсолютные значения вибрации при работе машины с номинальной скоростью в установившемся режиме работы

Данный критерий связан с определением границ для абсолютного значения вибрации вала, установленных из условия допустимых динамических нагрузок на подшипники, допустимых значений радиального зазора в подшипнике и допустимой вибрации, передаваемой на опоры и фундамент. Максимальное значение вибрации вала, измеренное для каждого подшипника, сравнивают с границами четырех зон, установленных на основе международного опыта проведения исследований.

На рисунке А.1 показана зависимость допустимого виброперемещения вала от рабочей скорости машины. Как правило, значение допустимой вибрации с увеличением скорости уменьшается, но конкретные допустимые значения виброперемещения и скорость их изменения в зависимости от скорости вращения будут разными для машин разных классов.

А.3.1.1 Зоны состояния

Для качественной оценки вибрации машины и принятия решений о необходимых действиях в конкретной ситуации установлены следующие зоны состояния:

зона А - в эту зону попадает, как правило, вибрация новых машин, вводимых в эксплуатацию;

зона В - машины, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают пригодными для эксплуатации без ограничения сроков;

зона С - машины, вибрация которых попадает в эту зону, обычно считают непригодными для длительной непрерывной эксплуатации. Такие машины могут функционировать ограниченный период времени до начала ремонтных работ;

зона D - уровни вибрации в данной зоне обычно могут вызывать серьезные повреждения машин.

А.3.1.2 Границы зон состояния

Численные значения границ зон состояния не предназначены для использования в качестве условий испытаний при приемке продукции. Такие условия должны быть установлены по соглашению между изготовителем и потребителем. Однако использование информации об установленных границах зон позволяет избежать ненужных затрат и предъявления завышенных требований. В некоторых случаях специфические особенности конкретной машины допускают установление иных границ (более низких или более высоких). В таких случаях изготовитель, как правило, должен объяснить причину изменения граничных значений и, в частности, подтвердить, что машина не будет подвергаться опасности при эксплуатации с более высокими уровнями вибрации.

А.3.2 Критерий 2. Изменения значений вибрации

Данный критерий основан на сравнении измеренного значения широкополосной вибрации в установившемся режиме работы машины с предварительно установленным значением (базовой линией). Значительное изменение значения широкополосной вибрации в сторону увеличения или уменьшения может потребовать принятия определенных мер даже в случае, когда граница зоны С по критерию 1 еще не достигнута. Такие изменения могут быть быстрыми или постепенно нарастающими во времени и указывают на повреждения машины в начальной стадии или на другие неполадки.

Измерения вибрации следует проводить при одном и том же положении и ориентации датчиков вибрации в одном и том же режиме работы машины. При обнаружении значительных изменений вибрации необходимо исследовать возможные причины таких изменений, для того чтобы предотвратить возникновение опасных ситуаций.

Следует иметь в виду, что в некоторых случаях существенные изменения в работе машины могут быть обнаружены только при контроле отдельных частотных составляющих вибрации (см. 5.7).

А.3.3 Ограничения функционирования

При долговременной эксплуатации машин обычно устанавливают ограничения функционирования, связанные с вибрацией. Эти ограничения имеют следующие формы:

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - для указания, что вибрация или изменения вибрации достигли определенного уровня, когда может потребоваться проведение восстановительных мероприятий. Как правило, при достижении уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ машину можно эксплуатировать в течение периода времени, пока проводят исследования причин изменения вибрации и определяют комплекс необходимых мероприятий.

ОСТАНОВ - для определения значения вибрации, при превышении которого дальнейшая эксплуатация машины может привести к ее повреждениям. При достижении уровня ОСТАНОВ следует принять немедленные меры по снижению вибрации или остановить машину.

Вследствие разницы в динамических нагрузках и жесткостях опор для различных положений и ориентации датчиков вибрации допускается устанавливать разные уровни ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ и ОСТАНОВ.

А.3.3.1 Установка уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Для различных машин уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ может существенно изменяться: возрастать или уменьшаться. Обычно этот уровень устанавливают относительно некоторого базового значения (базовой линии), определяемого для конкретной машины и определенных положения и направления измерений по опыту эксплуатации этой машины.

Рекомендуется устанавливать уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ выше базовой линии на значение, равное некоторой доле (например 25%) значения верхней границы зоны В. Если базовое значение мало, уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ может находиться ниже зоны С.

Если базовое значение не определено, например для новых машин, начальную установку уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ следует проводить либо исходя из опыта эксплуатации аналогичных машин, либо относительно согласованного приемлемого значения. Спустя некоторое время по наблюдениям за вибрацией машины следует установить постоянную базовую линию и соответствующим образом скорректировать уровень ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.

Изменение базового значения (например вследствие капитального ремонта машины) может потребовать соответствующего изменения уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Для разных подшипников машины могут быть установлены разные уровни ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Это определяется различиями в динамических нагрузках на подшипники и различиями в их жесткости.

А.3.3.2 Установка уровня ОСТАНОВ

Уровень ОСТАНОВ обычно связывают с необходимостью сохранения механической целостности машины; он может зависеть от различных конструктивных особенностей машины, применяемых для того, чтобы машина могла противостоять воздействию аномальных динамических сил. Таким образом, уровень ОСТАНОВ, как правило, будет одним и тем же для машин аналогичных конструкций и не будет связан с базовой линией.

Вследствие многообразия машин различных конструкций не представляется возможным дать четкое руководство по точному установлению уровня ОСТАНОВ. Обычно уровень ОСТАНОВ устанавливают в пределах зон С или D.