BS ISO 10816——机械振动非旋转部件测量评定标准系列

Mechanical Vibration — Evaluation of Machine Vibration by Measurements on Non-Rotating Parts(BSI 实施号 BS ISO 10816)

🔄 BS ISO 10816 系列(BSI 目录实施号 BS ISO 10816)是英国等同采用 ISO 10816 国际标准形成的机械振动评定标准系列,由 GME/21(机械振动、冲击与状态监测)下设 GME/21/5(机器振动)分委员会负责,ICS 分类为 17.160(振动、冲击与振动测量)。该系列规定了通过在机器的非旋转(且在适用时非往复)部件(主要是轴承座、轴承箱等)上测量振动来评定机器状态的方法与准则,适用于汽轮机、发电机、工业机器、燃气轮机、水电机组、往复式机器、泵与风机等各类旋转与往复机械设备,是状态监测与预测性维护领域应用最广泛的标准族之一。

💡 机器振动是运行状态的”晴雨表”。ISO 10816 通过把实测振动值与按机器类别划分的”区域”边界进行比较,将机器状态划分为良好(A)、合格(B)、不合格(C)、不允许(D)四类,从而指导维修决策。

一、系列概述 📌

Part 1 是基础性文件,规定了在非旋转部件上测量与评定机械振动的通用导则;后续各分部针对特定机器类型给出推荐测量方法与评定准则。其逻辑是:对大多数机器,非旋转部件(轴承座)上的测量已足以表征运行状态;但对柔性转子等机器,还需结合旋转轴振动(如 ISO 7919 系列),当两标准均适用时一般以更严格者为准。

  • 通用导则:Part 1 规定测量位置、仪器、频段、区域边界与评定准则的制定方法;
  • 分类准则:按机器类型、功率与安装方式划分区域边界,如 Part 3 工业机器、Part 7 泵等;
  • 特殊机器:Part 2 大功率汽轮机发电机、Part 4 燃气轮机、Part 5 水电机组、Part 6 往复式机器、Part 8 往复式压缩机。Part 21 则针对带齿轮箱的水平轴风力发电机。
⚠️ 本系列部分文件为扫描版本。文中对扫描部分依据公开领域知识进行概括说明,具体区域边界数值与判定条款以 BSI 官方发布版本为准。

二、系列构成与技术要点 🧩

分部主题主要内容
Part 1通用导则非旋转部件振动测量的一般要求、仪器、频段、评定准则与区域边界制定导则。
Part 250 MW 以上陆地汽轮机与发电机额定转速 1500/1800/3000/3600 r/min 的大功率机组振动评定。
Part 3额定功率 15 kW 以上工业机器转速 120~15000 r/min 的工业机器(含泵、风机等)振动评定。
Part 4燃气轮机机组含燃气轮机的机组振动测量与评定。
Part 5水力发电与泵站机组水轮发电机组与泵站的振动评定。
Part 6100 kW 以上往复式机器往复式发动机、压缩机等的非旋转部件振动评定。
Part 7工业旋转动力泵(含轴测量)泵组振动评定,必要时结合旋转轴振动测量。
Part 8往复式压缩机系统往复式压缩机及其系统的振动评定。
Part 21带齿轮箱水平轴风力发电机风电齿轮传动机组非旋转部件振动的测量与评定。

三、关键技术要求 🔧

测量位置与量值

振动通常在轴承座/轴承箱的径向与轴向(如适用)方向测量,对小型电机等也可在机壳上测量。标准给出了不同机型(基座轴承、箱式轴承、小型电机、立式机组等)的推荐测量点与测量方向。

评定区域

标准把振动幅值划分为四个区域(A 良好 / B 合格 / C 不合格 / D 不允许),区域边界按机器类型、功率、转速、安装方式(刚性/柔性基础)等确定。通用导则采用宽带振动速度(mm/s,rms)作为主要评定量,并给出频段与工况要求。

测量仪器与工况

规定测量仪器(传感器、前置放大器、指示仪器)的频率响应与精度要求,测量应在稳定运行工况(规定转速、负荷、温度)下进行,避免瞬态与非稳态工况的干扰。

🚨 振动评定必须”同机、同测点、同工况”纵向比较才有意义。单次测量的绝对值要与区域边界比较,同时要注意振动”变化量”——即使幅值未超区界,幅值的显著突变往往预示故障发展。

四、工程实践应用 🛠️

  • 🔍 建立基准:在新机或检修后建立各测点的振动基准值,为后续趋势监测提供基线。
  • 📈 状态监测:按 Part 1 及相应分部进行定期或连续振动测量,判读振动变化趋势。
  • 🧰 故障诊断:结合频谱分析(不平衡、不对中、松动、轴承缺陷等特征频率)定位故障,配合 ISO 7919 轴振动测量。
  • 🔧 验收与维修:新机验收、大修后复验时按区域边界判定是否达标,超限则分析原因并处理。

五、常见问题解答 ❓

❓ 问:ISO 10816 与 ISO 7919 有什么关系?
答:10816 在非旋转部件(轴承座)上测量,7919 在旋转轴上测量;对柔性转子等机器需两者结合,两标准均适用时以更严格者为准。
❓ 问:主要评定量是什么?
答:通常采用宽带振动速度的有效值(mm/s,rms),在不同频段(如 10 Hz~1 kHz)内测量,适用于大多数机器。
❓ 问:区域边界为什么按机器分类?
答:不同机器(汽轮机、泵、风机等)的结构刚度、基础形式与允许振动不同,按类别、功率、转速与安装方式分别规定边界才合理。
❓ 问:测量工况有什么要求?
答:应在稳定运行工况(规定转速与负荷)下测量,避免启停、瞬态与共振工况,并记录工况以便对比。
❓ 问:扫描版本部分如何处理?
答:对扫描文件依据公开领域知识概括说明,具体边界数值与条款以 BSI 官方发布版本为准。
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