GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018前言 II III 12規(guī)范性引用文件 23術(shù)語(yǔ)和定義 24機(jī)器布置 25測(cè)量方法和工況 65.1通則 65.2測(cè)量類(lèi)型 65.3測(cè)量位置和方向 75.4測(cè)量設(shè)備 105.5運(yùn)行工況 146振動(dòng)測(cè)量評(píng)價(jià) 6.1通則 146.2準(zhǔn)則I：振動(dòng)量值 6.3準(zhǔn)則II：振動(dòng)量值和相位的變化 176.4運(yùn)行限值 186.5轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和軸承座振動(dòng)結(jié)果比較 6.6基于振動(dòng)向量信息的評(píng)估 附錄A（規(guī)范性）評(píng)價(jià)區(qū)域邊界值 附錄B（資料性）振動(dòng)監(jiān)測(cè)——趨勢(shì)分析的先決條件 附錄C（資料性）水力機(jī)組軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的特點(diǎn) 附錄D（資料性）數(shù)據(jù)庫(kù)、分析方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)估 附錄E（資料性）振動(dòng)數(shù)據(jù)處理推薦規(guī)范 參考文獻(xiàn) 45GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起本文件是GB/T41850《機(jī)械振動(dòng)機(jī)器振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)價(jià)》的第5部分。GB/T41850已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：總則；——第8部分：往復(fù)式壓縮機(jī)系統(tǒng)；——第9部分：齒輪裝置。本文件代替GB/T11348.5—2008《旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)定第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機(jī)組》和GB/T6075.5—2002《在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量和評(píng)價(jià)機(jī)組機(jī)械振動(dòng)第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機(jī)組》，與GB/T11348.5—2008和GB/T6075.5—2002相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：——將振動(dòng)量評(píng)價(jià)區(qū)域劃分為A-B、C和D三個(gè)區(qū)域（見(jiàn)6.2，GB/T11348.5—2008和GB/T6075.5—2002）；——規(guī)定了各種類(lèi)型水力發(fā)電和抽水蓄能機(jī)組各自在給定運(yùn)行工況下軸承座和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)A-B/C和C/D區(qū)域邊界限值（見(jiàn)第6章，GB/T11348.5—2008）；——在振動(dòng)區(qū)域邊界評(píng)價(jià)中不僅考慮振動(dòng)幅值的大小，而且考慮不超過(guò)規(guī)定的軸承溫度限值和軸振動(dòng)位移值不大于軸承冷態(tài)徑向間隙的70%（見(jiàn)第6章，GB/T11348.5—2008和GB/T6075.5—2002）。本文件等同采用ISO20816-5：2018《機(jī)械振動(dòng)機(jī)器振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)價(jià)第5部分：水力發(fā)電和抽水蓄能電站機(jī)組》。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由全國(guó)機(jī)械振動(dòng)、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC53）提出并歸口。本文件起草單位：本部分主要起草人：本文件所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：——GB/T11348.5—2008和GB/T6075.5—2002。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018GB/T41850系列文件的第5部分給出了水力發(fā)電和抽水蓄能電站機(jī)組在正常運(yùn)行范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)在軸承、軸承支架或軸承座處振動(dòng)，以及相對(duì)軸振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)價(jià)指南。GB/T41850擬由以下部分構(gòu)成：——第1部分：總則。目的在于給出在非旋轉(zhuǎn)部件和旋轉(zhuǎn)軸上測(cè)量和評(píng)價(jià)各種類(lèi)型機(jī)器振動(dòng)的一般要求?！?部分：40MW以上，具有滑動(dòng)軸承且額定轉(zhuǎn)速為1500r/min、1800r/min、3000r/min和3600r/min，陸地安裝的燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。目的在于給出大型陸地安裝的燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的具體評(píng)價(jià)。——第4部分：3MW以上使用滑動(dòng)軸承的燃汽輪機(jī)。目的在于給出第2部分中未涉及的燃?xì)廨啓C(jī)軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的具體評(píng)價(jià)?！?部分：水力發(fā)電和抽水蓄能電站機(jī)組。目的在于給出水力發(fā)電和抽水蓄能電站機(jī)組軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量評(píng)價(jià)的指南。——第8部分：往復(fù)式壓縮機(jī)系統(tǒng)。目的在于為往復(fù)式壓縮機(jī)系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量及分級(jí)建立特殊的程序和指南?！?部分：齒輪裝置。目的在于給出測(cè)量和評(píng)價(jià)齒輪裝置振動(dòng)的具體規(guī)定。本文件是GB/T41850《機(jī)械振動(dòng)機(jī)器振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)價(jià)》的第5部分。本文件為安裝在水力發(fā)電和抽水蓄能電站的機(jī)組軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的測(cè)量與評(píng)價(jià)提供了具體指導(dǎo)。為評(píng)估機(jī)器振動(dòng)提供了兩個(gè)準(zhǔn)則：a）第一個(gè)準(zhǔn)則考慮被測(cè)振動(dòng)的幅值；b）第二個(gè)準(zhǔn)則考慮了被測(cè)振動(dòng)幅值和相位的變化。本文件涵蓋了轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和固定、非旋轉(zhuǎn)部件振動(dòng)的分析。本文件為水平軸和垂直軸機(jī)器建立了振動(dòng)準(zhǔn)則，并為每種類(lèi)型水輪機(jī)（燈泡式、混流式、水斗式、軸流轉(zhuǎn)槳式）在發(fā)電工況和抽水工況時(shí)（視情況而定）制定了振動(dòng)準(zhǔn)則。本文件提供的振動(dòng)幅值準(zhǔn)則以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，給出的幅值不應(yīng)用作擔(dān)保值，建議由經(jīng)各方共同商定選擇的振動(dòng)專(zhuān)家進(jìn)行振動(dòng)評(píng)估。為確定水力機(jī)械的良好性能，必須綜合考慮以下幾點(diǎn)：——相對(duì)軸振動(dòng)量值；GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018——軸承座振動(dòng)量值；——使用的導(dǎo)向軸承冷態(tài)徑向間隙的百分比；——導(dǎo)向軸承金屬部件的運(yùn)行溫度；——確保機(jī)器的運(yùn)行工況(水頭與流量或水頭與功率)在正常運(yùn)行范圍內(nèi)。對(duì)于振動(dòng)幅值高于附錄A表格中給出的動(dòng)作限值情況，給出了建議的措施，以確定機(jī)器是否適合不受限制地持續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行。本文件為機(jī)器運(yùn)行時(shí)存在的振動(dòng)以及振動(dòng)的幅值或相位可能發(fā)生的任何變化提供了評(píng)價(jià)指南。附錄A中給出的振動(dòng)數(shù)值旨在作為評(píng)估機(jī)器狀態(tài)的基礎(chǔ)，并在必要時(shí)進(jìn)行進(jìn)一步研究。本文件建議通過(guò)同時(shí)考慮軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)來(lái)評(píng)估機(jī)器狀態(tài)。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018機(jī)械振動(dòng)機(jī)器振動(dòng)的測(cè)量與評(píng)價(jià)第5部分：水力發(fā)電和抽水蓄能電站機(jī)組本文件提供了水力發(fā)電和抽水蓄能電站機(jī)組在正常運(yùn)行范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)在軸承、軸承支架或軸承座處的絕對(duì)振動(dòng)測(cè)量以及相對(duì)軸振動(dòng)測(cè)量的評(píng)價(jià)指南。本文件定義所涵蓋的每種類(lèi)型水輪機(jī)的正常運(yùn)行范圍見(jiàn)附錄A。本文件適用于水力發(fā)電和抽水蓄能電站機(jī)組，其典型轉(zhuǎn)速為60r/min～1000r/min，軸瓦類(lèi)型為筒式或分塊瓦式油潤(rùn)滑軸承。注：當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫(kù)包括的機(jī)組轉(zhuǎn)速范圍從60r/min～750r/min（僅有少量1000r本文件根據(jù)水輪機(jī)的類(lèi)型、轉(zhuǎn)軸的方向（即水平或垂直）以及每個(gè)軸承位置，定義了軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的不同限值。本文件基于統(tǒng)計(jì)分析，提供了最常見(jiàn)類(lèi)型水輪機(jī)、水泵水輪機(jī)和泵的振動(dòng)評(píng)判準(zhǔn)則。關(guān)于本文件所涵蓋的機(jī)組類(lèi)型的具體信息，見(jiàn)附錄A。本文件所涵蓋的機(jī)組可以具有以下配置：a）水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)；b）水泵水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)；c）水輪機(jī)或獨(dú)立泵驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)；d）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵。本文件不適用于以下機(jī)組配置、參數(shù)和運(yùn)行工況：——采用水潤(rùn)滑軸承的水力機(jī)器；——采用滾動(dòng)軸承的水力機(jī)器或機(jī)組（對(duì)于這些機(jī)器，見(jiàn)IEC62006和/或ISO10816-3）；——熱電廠或工業(yè)設(shè)備上的泵（對(duì)于這些機(jī)器，見(jiàn)ISO10816-7）；——作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的電機(jī)，在抽水蓄能應(yīng)用中使用的電機(jī)除外；——作為同步調(diào)相機(jī)運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)（水輪機(jī)中的水被壓縮空氣壓縮）；——軸承座絕對(duì)振動(dòng)位移的評(píng)估；——軸向振動(dòng)的評(píng)估；——瞬態(tài)工況的評(píng)估；——異步運(yùn)行；——發(fā)電機(jī)定子鐵心或定子機(jī)座振動(dòng)水平評(píng)估。水力發(fā)電和抽水蓄能電站機(jī)組軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量目的如下：1）目的A：防止因振動(dòng)幅值過(guò)大而造成損壞；GB/T××××.5—202×GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018診斷和/或預(yù)測(cè)。本準(zhǔn)則適用于機(jī)組自身產(chǎn)生的振動(dòng)。對(duì)于從外部振源傳遞到機(jī)組的振動(dòng)需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究，如通過(guò)電站基礎(chǔ)傳遞到機(jī)器的振動(dòng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。ISO20816-1機(jī)械振動(dòng)機(jī)器振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)價(jià)第1部分：總則（Mechanicalvibration—Measurementandevaluationofmachinevibration—Part1:General）guidelinesIEC60994水力機(jī)械（水輪機(jī)、蓄能泵和水泵水輪機(jī)）振動(dòng)和脈動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程[Guideforfieldmeasurementofvibrationsandpulsationsinhydraulicmachines（turbines,storagepumpsandpump-turbines）]注：GB/T17189—2017水力機(jī)械（水輪機(jī)、蓄能泵和水泵水輪機(jī)）振動(dòng)和脈動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程（IEC3術(shù)語(yǔ)和定義本文件沒(méi)有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。4機(jī)器布置水力機(jī)組布置種類(lèi)繁多，當(dāng)考慮軸承布置以及應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量的位置時(shí)，將其分為四大類(lèi)。四大類(lèi)如下：——第1類(lèi)：臥式機(jī)組，其發(fā)電機(jī)端蓋或座式軸承安裝在剛性基礎(chǔ)上。——第2類(lèi)：臥式機(jī)組，其軸承座固定在水力機(jī)械的外殼上?！?類(lèi)：立式機(jī)組，其軸承座全部支撐在電站基礎(chǔ)上。——第4類(lèi)：立式機(jī)組，其下導(dǎo)軸承座支撐在電站基礎(chǔ)上，上導(dǎo)軸承座支撐在發(fā)電機(jī)定子機(jī)座上。圖1～圖5給出了每一類(lèi)的例圖。每張圖中的數(shù)字指示了安裝振動(dòng)傳感器的合適位置以便于測(cè)量振動(dòng)。振動(dòng)傳感器宜安裝在圖6和圖7所示位置的軸承上。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018圖1第1類(lèi)：臥式機(jī)組（其座式軸承或端蓋軸承安裝在剛性基礎(chǔ)上）GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018圖2第2類(lèi)：臥式機(jī)組（其軸承座固定在水力機(jī)械的外殼上）圖3第3類(lèi)：立式機(jī)組[其軸承座全部固定在電站基礎(chǔ)上和/或發(fā)電機(jī)周?chē)幕炷粱由?垂直載荷由發(fā)電機(jī)定子機(jī)座支撐)]GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018圖4第3類(lèi)：立式機(jī)組的其它示例[其軸承座全部固定在電站基礎(chǔ)上和/或發(fā)電機(jī)周?chē)幕炷粱由希ù怪陛d荷由頂蓋支撐）]圖5第4類(lèi)：立式機(jī)組（其發(fā)電機(jī)下導(dǎo)軸承座固定在電站基礎(chǔ)上，發(fā)電機(jī)上導(dǎo)軸承座支撐在發(fā)電機(jī)定子機(jī)座上）GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:201865測(cè)量方法和工況5.1通則5.1.1軸承座振動(dòng)測(cè)量ISO20816-1給出了測(cè)量軸承座振動(dòng)時(shí)應(yīng)遵循的通用準(zhǔn)則，IEC60994提供了現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)量的指南，ISO2954規(guī)定了應(yīng)使用的測(cè)量?jī)x器，ISO5348提供了加速度計(jì)的安裝指南，5.2～5.5中給出了進(jìn)一步的建議。5.1.2轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量ISO20816-1和IEC60994中描述了應(yīng)遵循的測(cè)量方法，ISO10817-1規(guī)定了應(yīng)使用的測(cè)量?jī)x器，5.2～5.5中給出了進(jìn)一步的建議。5.2測(cè)量類(lèi)型5.2.1軸承座絕對(duì)振動(dòng)對(duì)水力機(jī)組軸承座絕對(duì)振動(dòng)的測(cè)量，通常使用慣性傳感器（電磁式速度傳感器或積分式壓電加速度計(jì)）測(cè)量振動(dòng)速度均方根值（RMS）vrms，單位為mm/s。5.2.2徑向轉(zhuǎn)軸振動(dòng)5.2.2.1通則對(duì)水力機(jī)組相對(duì)和絕對(duì)軸振動(dòng)的測(cè)量，采用非接觸式傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)軸位移峰峰值Sp-p，單位為μm。由于低轉(zhuǎn)速水力機(jī)器要求測(cè)量很低的頻段，所以騎軸式慣性傳感器通常不能使用。轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量不建議采用Smax，見(jiàn)5.4.4。5.2.2.2相對(duì)軸振動(dòng)測(cè)量對(duì)于相對(duì)振動(dòng)測(cè)量，通常將傳感器安裝在盡可能靠近導(dǎo)向軸承的軸承座上，它們可以直接在軸承軸頸上讀數(shù)，或者在為限制電氣和機(jī)械的總跳動(dòng)量而加工的特定轉(zhuǎn)軸區(qū)域（即機(jī)械加工的振動(dòng)測(cè)量軸段）上讀數(shù)。在分段導(dǎo)向軸承的情況下，傳感器可以使用導(dǎo)向軸承座作為支撐安裝在軸承瓦塊之間，或者直接安裝在瓦塊的頂部，但后兩種方法較少使用。應(yīng)始終注意確保軸振動(dòng)傳感器的固定支架具有足夠剛性。否則，測(cè)量的信號(hào)將不能代表轉(zhuǎn)軸和軸承座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這一要求可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的靜力分析或通過(guò)沖擊試驗(yàn)驗(yàn)證振動(dòng)傳感器支撐的固有頻率來(lái)評(píng)估。為消除安裝支撐中任何共振的可能性，傳感器安裝結(jié)構(gòu)的最低徑向固有頻率應(yīng)至少在轉(zhuǎn)速頻率的10倍以上。如果安裝軸振動(dòng)傳感器的支撐結(jié)構(gòu)中存在共振的跡象，則在進(jìn)行任何信號(hào)測(cè)量之前必須對(duì)此進(jìn)行處理。此外，安裝傳感器的結(jié)構(gòu)或軸承座最低徑向固有頻率應(yīng)至少10倍于轉(zhuǎn)速頻率。應(yīng)注意遵守傳感器制造商規(guī)定的任何規(guī)范，保持傳感器周?chē)淖杂煽臻g，避免磁場(chǎng)干擾。在設(shè)置傳感器和轉(zhuǎn)軸之間的間隙時(shí)也應(yīng)注意，確保其大于最大徑向軸承間隙的兩倍，以避免損壞傳感器。如果電纜在轉(zhuǎn)軸內(nèi)運(yùn)行并靠近表面，電感式傳感器可能會(huì)受到雜散磁場(chǎng)的影響。7GB/TGB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018劃痕、凹痕或任何其他表面缺陷很重要。通常為配合軸位移傳感器使用會(huì)專(zhuān)門(mén)加工振動(dòng)測(cè)量軸段，以便將電和機(jī)械的組合跳動(dòng)量限制在非常低的值。理想情況下，用于振動(dòng)測(cè)量的軸段應(yīng)與軸承軸頸同時(shí)加工。5.2.2.3絕對(duì)軸振動(dòng)測(cè)量絕對(duì)振動(dòng)位移Sp-p可以使用位移傳感器直接測(cè)量，其中傳感器安裝在剛性支撐上，例如，安裝在水輪機(jī)或發(fā)電機(jī)坑壁上的剛性鋼支撐結(jié)構(gòu)上。絕對(duì)軸振動(dòng)測(cè)量并不常見(jiàn)，原因在于提供剛性支撐結(jié)構(gòu)來(lái)安裝傳感器的要求很難實(shí)現(xiàn)。另一種可選擇的方法是對(duì)使用非接觸式傳感器測(cè)量的相對(duì)軸振動(dòng)和使用慣性傳感器測(cè)量的支撐結(jié)構(gòu)絕對(duì)振動(dòng)進(jìn)行矢量求和。如果這樣做，慣性傳感器應(yīng)安裝在盡可能靠近軸振傳感器的支撐結(jié)構(gòu)上，以便兩個(gè)傳感器在相同的徑向方向上進(jìn)行測(cè)量。然后進(jìn)行積分計(jì)算并考慮振動(dòng)信號(hào)的幅值和相位，得出轉(zhuǎn)軸絕對(duì)振動(dòng)的量值。在非常低的頻率下（低于60r/min），復(fù)合傳感器的穩(wěn)定性值得擔(dān)憂(yōu)。5.2.3軸向軸承振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)為了診斷或監(jiān)測(cè)振動(dòng)的變化以及進(jìn)行機(jī)械評(píng)估，進(jìn)行軸向振動(dòng)測(cè)量是有用的，有時(shí)是必要的。這些測(cè)量值既可以是相對(duì)軸位移，也可以是推力軸承座軸向振動(dòng)，或兩者皆可以。推力軸承軸向振動(dòng)通常與水輪機(jī)水壓脈動(dòng)的軸向效應(yīng)相關(guān)，可能會(huì)對(duì)推力軸承承載面造成損壞。然而，在連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)期間測(cè)量主徑向承載軸承的軸向振動(dòng)并不常見(jiàn)。此類(lèi)測(cè)量目的主要用于定期振動(dòng)測(cè)量或診斷。由于缺乏可用的測(cè)量數(shù)據(jù)，本文件沒(méi)有給出轉(zhuǎn)軸軸向振動(dòng)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。5.2.4不利影響轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和軸承座振動(dòng)均會(huì)受到軸承支撐結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響。立式機(jī)組發(fā)電機(jī)下導(dǎo)軸承座可能會(huì)受到采用錐形支撐或柱形支撐的水輪機(jī)頂蓋傳遞的振動(dòng)影響。在極少數(shù)情況下，支撐在嵌入混凝土基礎(chǔ)底板上的發(fā)電機(jī)軸承會(huì)受到由基礎(chǔ)傳遞的水輪機(jī)力的影響。當(dāng)存在尾水管激振（如渦流、空穴、漩渦、流動(dòng)不穩(wěn)定、流動(dòng)分離）時(shí)，采用混流式水輪機(jī)（在極少數(shù)情況下也包括軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)）的機(jī)組在軸承座處的振動(dòng)值可能較高。經(jīng)驗(yàn)表明，即使在正常運(yùn)行工況下，這些激振也可能發(fā)生。如果認(rèn)為存在尾水管激振，則應(yīng)由振動(dòng)專(zhuān)家進(jìn)行另外的研究。5.3測(cè)量位置和方向5.3.1通則水力機(jī)組振動(dòng)測(cè)量的典型位置如圖1～圖5所示，更詳細(xì)的信息如圖6和圖7所示。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018圖6軸振動(dòng)測(cè)量建議位置GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:201895.3.2相對(duì)軸振動(dòng)測(cè)量對(duì)于所有機(jī)器，轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量應(yīng)在間隔90°角位置進(jìn)行。振動(dòng)傳感器位置和方向的選擇，應(yīng)能采集到最大的振動(dòng)讀數(shù)。對(duì)于臥式機(jī)組，振動(dòng)傳感器應(yīng)水平和垂直布置，因?yàn)槿绻麄鞲衅靼惭b在軸承座支撐的兩個(gè)主剛度方向上，即水平和垂直方向上，可以獲得重要信息?；蛘撸瑐鞲衅骺梢圆贾迷谂c垂直方向成±45°的位置，如圖6a）所示，其中兩傳感器位置仍然間隔90°角。對(duì)于立式機(jī)組，在每個(gè)導(dǎo)向軸承處，傳感器的布置位置應(yīng)如下：第一個(gè)傳感器布置在上游位置，第二個(gè)傳感器與上游位置成90°（從上方看，順時(shí)針?lè)较?，與旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān)）布置，見(jiàn)圖6b）。安裝在上導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承上的傳感器應(yīng)彼此垂直排列。5.3.3軸承座絕對(duì)振動(dòng)測(cè)量對(duì)于臥式機(jī)組，理想情況下，應(yīng)在垂直和水平方向上進(jìn)行徑向測(cè)量，如圖7a）所示。如果可能，還應(yīng)在承受推力載荷的軸承上沿平行于軸線(xiàn)的軸向進(jìn)行測(cè)量。如果采用主剛度方向，則可以從軸承座振動(dòng)的測(cè)量中評(píng)估重要信息。如果軸承振動(dòng)測(cè)量是在±45°方向上進(jìn)行的，則不可能獲得上面的重要信息。對(duì)于具有水平轉(zhuǎn)軸軸線(xiàn)的低速機(jī)器，如圖2所示的燈泡貫流式水輪機(jī)，因?yàn)橹谓Y(jié)構(gòu)為撓性，應(yīng)非常小心地確定測(cè)量位置和方向。對(duì)于立式機(jī)組，在每個(gè)導(dǎo)向軸承處，傳感器的布置位置應(yīng)如下：第一個(gè)傳感器布置在上游位置，第二個(gè)傳感器與上游位置成90°（從上方看，順時(shí)針?lè)较?，與旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān)）布置，見(jiàn)圖7b）。如果可能，每個(gè)導(dǎo)向軸承處的傳感器應(yīng)安裝在軸承座上或盡可能靠近軸承座，并彼此垂直布置，即在同一垂直平面內(nèi)。如果同時(shí)使用機(jī)殼振動(dòng)傳感器和軸振動(dòng)傳感器，則應(yīng)盡可能靠近安裝，以簡(jiǎn)化機(jī)器振動(dòng)特性的分析。圖7更詳細(xì)地展示了軸承座振動(dòng)傳感器的位置。圖7軸承座振動(dòng)測(cè)量建議位置GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:20185.4測(cè)量設(shè)備5.4.1通則測(cè)量設(shè)備應(yīng)至少能夠測(cè)量機(jī)器10倍旋轉(zhuǎn)周期的振幅，這樣有足夠時(shí)間來(lái)采集在部分負(fù)荷下發(fā)生的尾水管渦流振動(dòng)，這種振動(dòng)頻率通常介于轉(zhuǎn)速頻率的0.25到0.33倍之間（萊茵頻率）。水力機(jī)械評(píng)價(jià)關(guān)注的最高頻率通常是與機(jī)器相關(guān)的最高頻率，如公式（1）所示。max[3ZRfrot,3zcfrot].......................................................（1）式中：zR——轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)量（對(duì)于水斗式水輪機(jī)，zR是水斗的數(shù)量）；frot——機(jī)器的旋轉(zhuǎn)頻率，單位為赫茲（Hz）；zG——導(dǎo)葉數(shù)量（混流式、水泵水輪機(jī)、軸流式和燈泡貫流式），或者如果沒(méi)有動(dòng)導(dǎo)葉，則是固定導(dǎo)葉數(shù)量（對(duì)于水斗式水輪機(jī)，zG是噴嘴數(shù)量）。注：轉(zhuǎn)速頻率frot（單位為Hz）與機(jī)器轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）的關(guān)系為frot=n/60。有兩個(gè)不同的概念不能混淆：——關(guān)注的給定機(jī)器最高頻率取決于機(jī)器的特性（轉(zhuǎn)速頻率、導(dǎo)葉數(shù)量等）；——信號(hào)采樣頻率與振動(dòng)采集系統(tǒng)有關(guān)，采樣頻率應(yīng)該足夠大，以保證信號(hào)良好的清晰度?？焖俑道锶~變換（FFT）的分析頻率應(yīng)至少為關(guān)注機(jī)器最高頻率的2.1倍。采樣頻率應(yīng)根據(jù)奈奎斯特-香農(nóng)（Nyquist-Shannon）定理、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特性和抗混疊濾波器的使用進(jìn)行選擇，采樣頻率應(yīng)至少為最大分析頻率的2.56倍。推薦的采樣頻率為最大分析頻率的4倍，即zRfrot或zGfrot最大值的8.4倍。5.4.2絕對(duì)軸承座振動(dòng)測(cè)量測(cè)量設(shè)備的性能應(yīng)符合ISO2954和IEC60994中給出的要求。GB/T×××GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018頻率范圍。表1軸承座絕對(duì)振動(dòng)測(cè)量頻率范圍水輪機(jī)型式最低頻率fmin最高頻率fmax混流式水輪機(jī)0.1frot3zRfrot水泵-水輪機(jī)0.1frot3zRfrot軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)0.1frot3zRfrota燈泡貫流式水輪機(jī)0.1frot3zRfrota水斗式水輪機(jī)0.1frot3zRfrotafmax，以與疑似電氣現(xiàn)象相符。a對(duì)于低轉(zhuǎn)速水輪機(jī)（軸流轉(zhuǎn)槳式和燈泡貫流式fmax有時(shí)需要增加到3zGfrot。對(duì)于水泵水輪機(jī)和高水頭混流式水輪機(jī)，水輪機(jī)軸承振動(dòng)與水頭和/或轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。由于作用在頂蓋和蝸殼中無(wú)葉片區(qū)域的壓力脈動(dòng)，檢測(cè)到具有高頻分量（通常為70Hz～500Hz）的轉(zhuǎn)子-定子相互作用效應(yīng)是相當(dāng)常見(jiàn)的。此外，在某些運(yùn)行工況下，水輪機(jī)會(huì)受到尾水管激振（湍流、漩渦或空穴現(xiàn)象）的影響，會(huì)產(chǎn)生寬帶振動(dòng)頻率分量，并傳遞到支撐結(jié)構(gòu)。為了診斷水輪機(jī)的主要部件（轉(zhuǎn)輪、聯(lián)軸器螺栓、導(dǎo)葉、頂蓋、迷宮式密封及帶相關(guān)螺栓的軸封），往往需要對(duì)完整的未濾波信號(hào)進(jìn)行分析。當(dāng)高頻振動(dòng)的幅值證實(shí)不會(huì)引起水輪機(jī)部件顯著的應(yīng)力水平時(shí)，通過(guò)協(xié)商，這些高頻分量可以從整個(gè)信號(hào)中濾除。對(duì)于低于2Hz的頻率，在選擇要使用的傳感器時(shí)應(yīng)格外注意。應(yīng)特別注意確保測(cè)量?jī)x器配備電子補(bǔ)償，以在指定的頻率范圍內(nèi)獲得平坦的響應(yīng)。在低轉(zhuǎn)速頻率（<2Hz）的設(shè)備上進(jìn)行測(cè)量時(shí)，傳感器的最小采樣頻率可以高于0.10frot，但不應(yīng)高于0.25frot。應(yīng)該了解任何可能影響測(cè)量設(shè)備特性和精度的環(huán)境因素，包括：——溫度變化；——磁場(chǎng)；——聲場(chǎng)；——電源電壓變化；——傳感器線(xiàn)纜長(zhǎng)度；——傳感器方位；——任何電源線(xiàn)或電源的靠近程度。無(wú)論使用何種類(lèi)型的傳感器，都可以對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行積分或微分，以獲得振動(dòng)速度，以便對(duì)照動(dòng)作限值進(jìn)行檢查，因?yàn)檎駝?dòng)速度通常是對(duì)疲勞失效影響最大的參數(shù)。如果測(cè)量設(shè)備用于診斷目的或檢測(cè)馮·卡門(mén)漩渦引起的振動(dòng)，則可能需要頻率上限高于上述規(guī)定的傳感器。高于表格中給出頻率的測(cè)量?jī)H適用于專(zhuān)門(mén)研究。數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的振動(dòng)速度值以及與機(jī)器受損相關(guān)的信息已被用于確定附錄A中關(guān)于軸承座振GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018動(dòng)的動(dòng)作限值。5.4.3轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量測(cè)量設(shè)備的性能應(yīng)符合ISO10817-1和IEC60994中給出的要求。測(cè)量設(shè)備應(yīng)能夠測(cè)量靜態(tài)（DC直流）和動(dòng)態(tài)（AC交流）信號(hào)，以確定平均軸心位置和圍繞該平均位置的動(dòng)態(tài)位移。數(shù)據(jù)采集的頻率范圍如表2所示。表2相對(duì)軸振動(dòng)測(cè)量的頻率范圍水輪機(jī)型式最低頻率fmin最高頻率fmax混流式水輪機(jī)0.1frot3zRfrot水泵-水輪機(jī)0.1frot3zRfrot軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)0.1frot3zRfrota燈泡貫流式水輪機(jī)0.1frot3zRfrota水斗式水輪機(jī)0.1frot3zRfrotafmax，以與疑似電氣現(xiàn)象相符。測(cè)量系統(tǒng)的幅值范圍應(yīng)該至少是附錄A中規(guī)定的動(dòng)作限值1的4倍。傳感器和機(jī)加工的振動(dòng)測(cè)量軸段表面的距離應(yīng)至少設(shè)置為徑向軸承間隙的1.5倍，以防止意外接觸。理想情況下，傳感器與振動(dòng)測(cè)量軸段表面的距離應(yīng)設(shè)置在其線(xiàn)性工作范圍的中間。轉(zhuǎn)軸振動(dòng)值Sp-p是通過(guò)對(duì)至少10個(gè)測(cè)量值進(jìn)行平均來(lái)計(jì)算的，每個(gè)測(cè)量值至少包含10個(gè)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)周期。傳感器A和B的各自的Sp-p值優(yōu)先用于轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的測(cè)量，而不是用于Smax（見(jiàn)圖8）。其原因是，如果轉(zhuǎn)軸振動(dòng)中包含次同步分量，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)軌跡為非閉合狀態(tài)，Smax可能得出錯(cuò)誤結(jié)論。附錄A表格中給出的Sp–p值適用于相隔90°布置的兩個(gè)軸位移傳感器。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:20182——傳感器A；3——傳感器B波形；4——傳感器B；x,y——固定參考軸；0——軌跡的時(shí)間積分平均位置；K——軸心瞬時(shí)位置；S1——軸位移瞬時(shí)值；Smax——距離時(shí)間積分平均位置0的軸位移最大S(p-p)max位移峰峰值的最大值；SA(p一p)SSA(p一p)S(p一p)=maxSA(p一p),SB(p一p)。注1：在本示例說(shuō)明圖中，當(dāng)SA(p一p)＞SB(p一p)，SA(p一p)=S(p一p)。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:20185.5運(yùn)行工況當(dāng)機(jī)器在穩(wěn)態(tài)工況下運(yùn)行，同時(shí)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、軸瓦（或外殼）和油盆均達(dá)到其正常穩(wěn)態(tài)工作溫度時(shí)，才能進(jìn)行測(cè)量。注：就本文件而言，術(shù)語(yǔ)“穩(wěn)態(tài)”是指預(yù)計(jì)流量、水頭、轉(zhuǎn)速和凈正吸力和/或?qū)~位置6振動(dòng)測(cè)量評(píng)價(jià)6.1通則6.1.1振動(dòng)值的基礎(chǔ)ISO20816-1提供了用于評(píng)估振動(dòng)烈度的兩個(gè)評(píng)定準(zhǔn)則的一般描述。一個(gè)評(píng)定準(zhǔn)則考慮了寬帶測(cè)量的振動(dòng)幅值，另一個(gè)評(píng)定準(zhǔn)則考慮了幅值和相位的變化，不管振動(dòng)幅值是增加還是減少。當(dāng)前的文件是基于國(guó)際振動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)分析得到的。該數(shù)據(jù)庫(kù)有7000多組數(shù)據(jù)，包含著世界各地機(jī)器的長(zhǎng)期運(yùn)行記錄。數(shù)據(jù)庫(kù)包含所有類(lèi)型的水力發(fā)電和抽水蓄能機(jī)器的測(cè)量值，正常情況下每臺(tái)機(jī)器至少有一組以上的測(cè)量值。該數(shù)據(jù)庫(kù)的主要目的是確定可接受的振動(dòng)限值，以確保機(jī)器的持續(xù)完整性和機(jī)組的無(wú)故障運(yùn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的振動(dòng)值和所有其他可用參數(shù)進(jìn)行了分析，以確定振動(dòng)測(cè)量與機(jī)器損壞的報(bào)道之間是否存在相關(guān)性分析的目的是確定區(qū)域邊界值，用于給出后續(xù)的措施建議，例如進(jìn)一步研究或立即停機(jī)避免設(shè)備損壞。這些區(qū)域邊界值也可以用于評(píng)估機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)，并識(shí)別因機(jī)器零部件疲勞導(dǎo)致機(jī)器損壞的可能性。曲線(xiàn)擬合過(guò)程由軟件程序完成，最佳擬合由Burr分布產(chǎn)生。分析步驟的簡(jiǎn)要描述及應(yīng)用的回歸技術(shù)在附錄D中給出。從數(shù)據(jù)庫(kù)中包含的數(shù)據(jù)可以清楚地看出，隨著機(jī)殼和轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)水平增大，被確定為有振動(dòng)問(wèn)題的機(jī)器的百分比也在增加。在中位值的1.6倍和2.5倍附近，出現(xiàn)問(wèn)題的概率顯著增加。由于這個(gè)原因，這些斷點(diǎn)可以用于表征潛在問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)增加，因此在附件A中用于定義區(qū)域邊界的劃分。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)分析得出的結(jié)論是，振動(dòng)與轉(zhuǎn)速、水頭、功率、轉(zhuǎn)輪直徑和徑向軸承間隙等設(shè)計(jì)參數(shù)之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性。現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)很大的分散性。然而，中位值是穩(wěn)定的，這表明振動(dòng)值取決于以下因素：——導(dǎo)向軸承的位置；——水輪機(jī)的類(lèi)型；——轉(zhuǎn)軸的方向。表A.1～A.4給出了本文件所涵蓋的不同機(jī)器類(lèi)型、軸承位置和轉(zhuǎn)軸方向的各種組合的區(qū)域GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018值。這些標(biāo)準(zhǔn)適用于機(jī)器在附件A規(guī)定的正常工作范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，在機(jī)器軸承支架或軸承座的徑向方向上進(jìn)行的測(cè)量量值。當(dāng)超過(guò)附錄A表格中給出的動(dòng)作限值時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。如果機(jī)器沒(méi)有歷史問(wèn)題，并且自機(jī)組首次投運(yùn)以來(lái)振動(dòng)量值沒(méi)有變化，則可以允許機(jī)器在這些振動(dòng)水平下連續(xù)運(yùn)行。但是，如果轉(zhuǎn)軸振動(dòng)量值變化大于25%和/或軸承座振動(dòng)量值變化大于25%，或者在機(jī)組首次投運(yùn)時(shí)振動(dòng)值較高，建議進(jìn)行進(jìn)一步研究。附件C給出了振動(dòng)高的可能原因。計(jì)算和分析可以適用于確定振動(dòng)水平增加對(duì)機(jī)器部件疲勞的可能影響，以及對(duì)機(jī)器預(yù)期壽命的不利影響。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器的振動(dòng)狀態(tài)的總體評(píng)價(jià)要基于轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量和非旋轉(zhuǎn)部件測(cè)量的兩個(gè)方面，尤其是軸承座的振動(dòng)測(cè)量結(jié)果。6.1.2水輪機(jī)運(yùn)行工況對(duì)軸承座振動(dòng)測(cè)量的影響軸承座振動(dòng)測(cè)量可能會(huì)受到以下因素的影響：——對(duì)于低轉(zhuǎn)速機(jī)器(≤60r/min），由于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的徑向力引起的振動(dòng)分量很難準(zhǔn)確測(cè)量。例如，尾水管中水的渦流激發(fā)的振動(dòng)頻率可能低于機(jī)器旋轉(zhuǎn)頻率的0.3倍，因而難以捕捉?！獙?duì)于高水頭機(jī)器，水輪機(jī)軸承處的徑向振動(dòng)速度與頂蓋下方的壓力脈動(dòng)密切相關(guān)，與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的徑向力無(wú)關(guān)。其具有高頻和大振速的特征，且通常振動(dòng)位移值較低，從而在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的應(yīng)力也較低。對(duì)于水泵-水輪機(jī)，可能會(huì)產(chǎn)生較大的軸承座振動(dòng)幅值，這是由于轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)中要兼顧水輪機(jī)和水泵的最佳設(shè)計(jì)。這在附錄A中給出的水泵-水輪機(jī)組的限值中有所體現(xiàn)。6.1.3水輪機(jī)運(yùn)行工況對(duì)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的影響當(dāng)水輪機(jī)在低于或高于附件A中定義的正常運(yùn)行流量范圍運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)輪下游渦流產(chǎn)生的徑向力，具有不可調(diào)轉(zhuǎn)輪葉片的水輪機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)。6.1.4泵的運(yùn)行工況目前還沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)可以用來(lái)制定機(jī)組在泵運(yùn)行工況下的準(zhǔn)則。因此，應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待附件A中給出的限值，并始終結(jié)合軸承直徑間隙百分比（以及數(shù)據(jù)可信時(shí)的軸承溫度）進(jìn)行考慮。6.1.5特殊運(yùn)行工況應(yīng)注意以下可能引起大幅振動(dòng)的運(yùn)行工況：——部分負(fù)荷和超負(fù)荷的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況，以及啟機(jī)和停機(jī)過(guò)程中的瞬態(tài)運(yùn)行工況?！币?jiàn)的運(yùn)行工況，例如緊急停機(jī)工況、無(wú)流量工況、泵工況下失電時(shí)泵和水泵-水輪機(jī)在投入機(jī)械制動(dòng)時(shí)的運(yùn)行。這些工況下振動(dòng)測(cè)量的評(píng)價(jià)比在正常運(yùn)行范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)的評(píng)價(jià)要困難得多?，F(xiàn)在還沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)來(lái)建立這些特殊的運(yùn)行工況的限值。距額定工況越遠(yuǎn)的運(yùn)行工況，水力機(jī)械內(nèi)的流體受到的擾動(dòng)越大，像渦動(dòng)和脫流那樣的擾動(dòng)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的隨機(jī)振動(dòng)。由于水的密度大，水輪機(jī)隨機(jī)激GB/TGB/T××××.5─202×/ISO20816-5:2018因此，水輪機(jī)在額定負(fù)荷范圍以外區(qū)域運(yùn)行時(shí)，通常質(zhì)量不平衡或不平衡磁拉力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)完全被隨機(jī)振動(dòng)分量掩蓋。特殊運(yùn)行工況下，由于存在這些很大的隨機(jī)振動(dòng)分量，所以應(yīng)該較少地依賴(lài)于軸承座瞬時(shí)振動(dòng)值，而更多地依賴(lài)具有代表性測(cè)量周期內(nèi)的平均值。不建議采用瞬時(shí)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)最大值Smax或峰峰值Sp-p，而應(yīng)使用平均值，即在至少10次測(cè)量中平均，每次測(cè)量包括轉(zhuǎn)軸的10個(gè)旋轉(zhuǎn)周期。但是，對(duì)于低轉(zhuǎn)速的機(jī)器，測(cè)量周期不應(yīng)小于40s。振動(dòng)數(shù)據(jù)處理的推薦方法見(jiàn)附錄E。6.2準(zhǔn)則I：振動(dòng)量值機(jī)器可靠安全的運(yùn)行要求振動(dòng)量值應(yīng)該控制在一定的限值內(nèi)，這一限值與傳遞到支撐結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的可接受振動(dòng)水平保持一致。該準(zhǔn)則通常用于評(píng)估新機(jī)器或檢修后的機(jī)器。對(duì)于需要檢修或改造的機(jī)器，強(qiáng)烈建議在拆卸開(kāi)始前進(jìn)行振動(dòng)“基線(xiàn)測(cè)試”，其可以作為未來(lái)的參考。為了準(zhǔn)確評(píng)估機(jī)器的狀況和故障的可能性，必須同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和軸承座振動(dòng)測(cè)量。根據(jù)動(dòng)作限值對(duì)從每個(gè)軸承支架或軸承座及相對(duì)軸振測(cè)量中得到的最大振動(dòng)幅值進(jìn)行評(píng)價(jià)。這是為了評(píng)估被測(cè)機(jī)器在穩(wěn)態(tài)條件下以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，其振動(dòng)可能會(huì)產(chǎn)生的有害影響。A.3中給出了可能采取的補(bǔ)救措施。為了與ISO20816系列的其他部分標(biāo)準(zhǔn)保持一致，保留了區(qū)域A、區(qū)域B、區(qū)域C和區(qū)域D的概念。然而，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，不可能對(duì)區(qū)域A（通常用于新交付的機(jī)器）和區(qū)域B（通常被認(rèn)為可以無(wú)限制的長(zhǎng)期運(yùn)行）進(jìn)行可靠的區(qū)分。因此，區(qū)域A和區(qū)域B被分組為區(qū)域A-B。對(duì)于本文件中定義的所有區(qū)域，適用于以下條件：——使用傳統(tǒng)巴氏合金軸承的導(dǎo)向軸承金屬的穩(wěn)定工作溫度應(yīng)保持在65℃以下；大多數(shù)機(jī)器的導(dǎo)向軸承金屬溫度穩(wěn)定在50℃左右?！褂脗鹘y(tǒng)巴氏合金軸承的推力軸承金屬的穩(wěn)定溫度應(yīng)保持在85℃以下；大多數(shù)機(jī)器的推力軸承金屬溫度穩(wěn)定在70℃左右。——高于上述溫度可能是可以接受的，但需要供應(yīng)商提供理由或進(jìn)行研究。區(qū)域A-B：振動(dòng)值不超過(guò)附錄A中給出的動(dòng)作限值1的機(jī)器，被認(rèn)為可以不受限制地長(zhǎng)期運(yùn)行；假設(shè)沒(méi)有其他問(wèn)題，如軸承溫度過(guò)高超過(guò)上述限值或軸振動(dòng)位移值大于軸承冷態(tài)徑向間隙的70%。軸承冷態(tài)間隙可以通過(guò)在軸承軸頸和軸瓦之間進(jìn)行直接測(cè)量來(lái)確定（這是測(cè)量圓錐面固定瓦軸承的推薦方法），也可以通過(guò)將轉(zhuǎn)軸在至少四個(gè)彼此相距為90°的方向頂起的方法來(lái)確定。轉(zhuǎn)軸振動(dòng)大于軸承冷態(tài)徑向間隙的70%表明機(jī)器有可能損壞，應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步研究。區(qū)域C：振動(dòng)值處于該區(qū)域表明機(jī)器需要進(jìn)一步研究或采取一些補(bǔ)救措施來(lái)降低振動(dòng)幅值。首先要研究的參數(shù)應(yīng)該是軸承溫度以及轉(zhuǎn)軸振動(dòng)是否大于軸承冷態(tài)徑向間隙的70%。區(qū)域D：振動(dòng)值處于該區(qū)域表明機(jī)器有損壞的可能。因此，需要立即采取行動(dòng)，找出振動(dòng)幅值大的原因。附錄A給出了最常見(jiàn)水輪機(jī)類(lèi)型的動(dòng)作限值。當(dāng)機(jī)器在附錄A的表內(nèi)規(guī)定的正常工況范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，給出的限值與水頭和流量無(wú)關(guān)。GB/T××××.5─202×/ISO20816-5:2018措施。圖9流程圖6.3準(zhǔn)則II：振動(dòng)量值和相位的變化6.3.1評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)這個(gè)準(zhǔn)則考慮了振動(dòng)量值相對(duì)于先前已建立的基線(xiàn)值發(fā)生變化時(shí)的評(píng)價(jià)方法。該分析建立在穩(wěn)態(tài)工況下運(yùn)行時(shí)測(cè)量的寬頻帶振動(dòng)值。這種振動(dòng)變化可能是瞬時(shí)的，或者是隨時(shí)間而漸進(jìn)的。應(yīng)對(duì)振動(dòng)變化情況進(jìn)行研究，此時(shí)表明機(jī)器已發(fā)生損壞或危險(xiǎn)情況正在發(fā)展。與先前測(cè)試的基線(xiàn)值（在振動(dòng)變化前3個(gè)月內(nèi)的測(cè)試）相比，振動(dòng)量值變化超過(guò)25%或振動(dòng)相位變化超過(guò)30°被認(rèn)為是發(fā)生了顯著變化，尤其振動(dòng)變化是突然發(fā)生的情況。振動(dòng)發(fā)生顯著變化時(shí)，即使未達(dá)到報(bào)警限值（見(jiàn)6.4），也需要采取措施。應(yīng)啟動(dòng)診斷研究，以明確變化的原因，并確定適當(dāng)?shù)倪M(jìn)一步處理措施。無(wú)論振動(dòng)量值是增加還是減少，上述給定的振動(dòng)測(cè)量值25%的變化都應(yīng)被視為顯著變化。振動(dòng)測(cè)量值25%的變化只作為一個(gè)指導(dǎo)，但是對(duì)于特定機(jī)器或電站，也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用其他值。為了應(yīng)用準(zhǔn)則II，應(yīng)了解機(jī)器在所有可能的工況下的歷史振動(dòng)狀況。關(guān)于這一要求的更多信GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018息見(jiàn)附錄B。6.3.2測(cè)量的先決條件以下是確定振動(dòng)量值或相位是否發(fā)生變化所必需的先決條件：——應(yīng)在相同的傳感器位置和方向上，并在近似相同的水力工況下，使用相同的振動(dòng)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量?！褂玫谋O(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)能夠識(shí)別單一頻率分量的振動(dòng)幅值或相位是否發(fā)生了變化?！C(jī)械的振動(dòng)可能會(huì)由流體力、電磁力、機(jī)械力或其他力引起。但是，振動(dòng)通常主要是由流體力引起。當(dāng)機(jī)器在水輪機(jī)特性曲線(xiàn)上不同的工況點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，流體力可能會(huì)發(fā)生顯著的變化。因此，監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)能夠記錄至少水輪機(jī)運(yùn)行的兩個(gè)特征參數(shù)，如水頭和流量（或?qū)~開(kāi)度）或水頭和輸出功率；不同時(shí)間振動(dòng)的比較應(yīng)在類(lèi)似的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下進(jìn)行。6.3.3與發(fā)電機(jī)相關(guān)的特殊建議在某些情況下，運(yùn)行中的定子或轉(zhuǎn)子幾何形狀不規(guī)則或變形，會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)氣隙的變化，從而引起發(fā)電機(jī)磁拉力的不平衡。建議將振動(dòng)測(cè)量與氣隙的測(cè)量相結(jié)合，有助于識(shí)別振動(dòng)源，并可能揭示隨著時(shí)間推移影響機(jī)器完整性的情況。6.4運(yùn)行限值6.4.1報(bào)警和停機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行中，通常的做法是確定振動(dòng)限值，以設(shè)置報(bào)警值和跳機(jī)值。報(bào)警值：警示振動(dòng)已經(jīng)達(dá)到規(guī)定值，或者發(fā)生了重大的變化，這時(shí)可能需要采取補(bǔ)救措施。通常出現(xiàn)報(bào)警情況后，機(jī)組還可以繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，以便查明振動(dòng)變化的原因。停機(jī)值：超過(guò)這個(gè)規(guī)定振動(dòng)值繼續(xù)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致機(jī)器損壞。如果振動(dòng)超過(guò)停機(jī)值，應(yīng)該立刻采取措施以降低振動(dòng)，如降低負(fù)載或立刻停機(jī)以限制或防止機(jī)器損壞。同時(shí)，應(yīng)立即研究分析振動(dòng)達(dá)到跳機(jī)值的原因。針對(duì)不同運(yùn)行模式（水輪機(jī)、泵），由于動(dòng)載荷的差異，報(bào)警值和停機(jī)值的設(shè)置值通常也不相同。對(duì)不同的測(cè)量位置和方向也可以采用不同的報(bào)警值和停機(jī)值。如6.4.4所述，在啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程中，特別是在部分負(fù)載下工況下運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)高振動(dòng)值，因此有時(shí)會(huì)解除報(bào)警和停機(jī)信號(hào)。6.4.2報(bào)警值的設(shè)定對(duì)于同一電站的不同機(jī)器，報(bào)警值可以不同。為特定機(jī)器的每個(gè)測(cè)量位置和方向選擇的報(bào)警值通常是相對(duì)于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)中得到的基線(xiàn)值來(lái)設(shè)定的。建議在沒(méi)有任何其他基線(xiàn)值的情況下，將報(bào)警值初始設(shè)置為區(qū)域（A-B/C）邊界限值1。如果已知基線(xiàn)值，則報(bào)警值的初始值應(yīng)設(shè)置為基線(xiàn)值之上的20%。如果基線(xiàn)發(fā)生變化（如機(jī)器大修或檢修后），應(yīng)重新建立適當(dāng)?shù)膱?bào)警值設(shè)置。GB/TGB/T××××.5─202×/ISO20816-5:2018動(dòng)和軸承座振動(dòng)，建議將這兩種信號(hào)都設(shè)置報(bào)警功能。6.4.3停機(jī)值的設(shè)定應(yīng)設(shè)置停機(jī)值以保護(hù)機(jī)器的機(jī)械完整性。合適的停機(jī)值選擇取決于某些特定的設(shè)計(jì)性能，這個(gè)性能是指機(jī)器能夠經(jīng)受非常規(guī)或大的動(dòng)載荷作用的能力。通常停機(jī)值高于區(qū)域邊界（C/D）限值2。建議按如下方式選擇停機(jī)值：——軸承座振動(dòng)的停機(jī)值取附錄A中給出的區(qū)域邊界（C/D）限值2的1.25倍。——轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的停機(jī)值取附錄A中給出的區(qū)域邊界（C/D）限值2的1.25倍或70%軸承冷態(tài)徑向間隙中的較小值。但只要軸承金屬溫度保持在正常范圍內(nèi)，軸承座振動(dòng)保持在限值1以下，停機(jī)值高于70%軸承冷態(tài)徑向間隙也是可以接受的。如果機(jī)器上同時(shí)測(cè)量了轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和軸承座振動(dòng)，建議將這兩種信號(hào)都設(shè)置停機(jī)保護(hù)。6.4.4特殊運(yùn)行工況附錄A表格中給出的值適用于給定水輪機(jī)正常運(yùn)行工況內(nèi)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。當(dāng)機(jī)組在正常負(fù)荷范圍以外運(yùn)行或在瞬態(tài)工況運(yùn)行時(shí)，可以暫時(shí)解除報(bào)警和停機(jī)功能，例如使用定時(shí)器。如果在這些工況運(yùn)行期間機(jī)器也要監(jiān)測(cè)，必須按照機(jī)器試運(yùn)時(shí)可接受的最大振動(dòng)值選擇第二組報(bào)警值和停機(jī)值。6.5轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和軸承座振動(dòng)結(jié)果比較重要的是要認(rèn)識(shí)到，沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法把軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，反之亦然。因此，當(dāng)同時(shí)使用軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)來(lái)評(píng)估振動(dòng)嚴(yán)重程度時(shí)，應(yīng)使用兩個(gè)獨(dú)立的振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，一個(gè)用于轉(zhuǎn)軸，另一個(gè)用于軸承支架或軸承座。轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和軸承座振動(dòng)的同時(shí)測(cè)量可以建立兩種振動(dòng)測(cè)量值之間的關(guān)系，也有助于得出作用在被測(cè)機(jī)器上的力的大小。6.6基于振動(dòng)向量信息的評(píng)估本文件給出的準(zhǔn)則僅限于寬頻帶振動(dòng)測(cè)量，并未涉及到測(cè)量信號(hào)中各頻率振動(dòng)分量以及單一頻率振動(dòng)信號(hào)的相位。大多數(shù)情況下，這對(duì)驗(yàn)收試驗(yàn)和運(yùn)行監(jiān)測(cè)是足夠的。然而對(duì)長(zhǎng)期狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷，振動(dòng)矢量信息，即幅值和相位的使用對(duì)于檢測(cè)和確定機(jī)器動(dòng)態(tài)變化是特別有用的。某些情況下如僅用寬頻帶振動(dòng)測(cè)量，不能檢測(cè)到這些變化。氣隙變化可能會(huì)導(dǎo)致磁拉力的顯著不平衡，如果安裝了氣隙監(jiān)測(cè)設(shè)備，則應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和發(fā)電機(jī)氣隙變化之間的相關(guān)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018（規(guī)范性）評(píng)價(jià)區(qū)域邊界值A(chǔ).1振動(dòng)限值“限值”的概念只是簡(jiǎn)單意味著，在某些統(tǒng)計(jì)值之外，供應(yīng)商需要完成驗(yàn)證該限值是機(jī)器可接受的，如A.3.1和A.3.2。這就避免了振動(dòng)統(tǒng)計(jì)數(shù)值的僵化的解釋/應(yīng)用。振動(dòng)大于統(tǒng)計(jì)值可能是完全可接受的（前提是滿(mǎn)足軸承的工作溫度可接受等條件但這需要得到證實(shí)，從而產(chǎn)生了“限值”的概念。表A.1～表A.4給出了評(píng)價(jià)區(qū)域邊界的振動(dòng)限值。限值僅適用于每個(gè)表中定義的正常運(yùn)行范圍內(nèi)運(yùn)行的水輪機(jī)。表A.1、表A.3和表A.4中提供的泵振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)適用于在額定容量下工作的泵。任何擴(kuò)大限值以覆蓋更大運(yùn)行工況范圍的要求都應(yīng)得到供應(yīng)商和客戶(hù)的同意。限值1對(duì)應(yīng)于振動(dòng)統(tǒng)計(jì)分布中位數(shù)的1.6倍，限值2對(duì)應(yīng)于中位數(shù)的2.5倍。根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的分析，考慮到如果機(jī)器在此軸承座振動(dòng)和/或轉(zhuǎn)軸振動(dòng)水平或以上連續(xù)運(yùn)行，可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器損壞的統(tǒng)計(jì)概率，確定了各種類(lèi)型臥式和立式水輪機(jī)適用的中位值。達(dá)到或超過(guò)表A.1～表A.4中給出的值，則應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步研究或采取A.3中給出的緩解措施，以避免造成損害。限值適用于表1中給出的頻率范圍內(nèi)的軸承振動(dòng)速度值，以及表2中給出的頻率區(qū)域內(nèi)的軸位移峰峰值。5.4中給出了關(guān)于振動(dòng)測(cè)量持續(xù)時(shí)間的建議。對(duì)于給定的機(jī)器，如果限值2的統(tǒng)計(jì)值超過(guò)軸承冷態(tài)徑向間隙的70%，二者的取值則需要供應(yīng)商和客戶(hù)雙方協(xié)商調(diào)整。表A.1～表A.4中使用的縮寫(xiě)為：TorP——水輪機(jī)或泵導(dǎo)向軸承；GE-DE——發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承；GE-NDE——發(fā)電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端軸承。在表A.1～表A.4中，列標(biāo)題首先是相對(duì)軸振動(dòng)位移峰峰值Sp–p，單位為μm，其次是絕對(duì)軸承座振動(dòng)速度有效值vrms，單位為mm/s。A.2規(guī)定限值的應(yīng)用和措施對(duì)于新機(jī)器或檢修后的機(jī)器，根據(jù)供應(yīng)商和客戶(hù)之間的協(xié)議，轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和軸承座振動(dòng)可以使用不同的限值。某些機(jī)器可能已被指定和設(shè)計(jì)為在區(qū)域C和區(qū)域D內(nèi)可以安全連續(xù)運(yùn)行。如果是這樣，則附GB/T×××GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018應(yīng)確認(rèn)此類(lèi)機(jī)器在區(qū)域C或區(qū)域D連續(xù)運(yùn)行是安全的。撓度是準(zhǔn)靜態(tài)情況下導(dǎo)致應(yīng)變和應(yīng)力的主要原因（即時(shí)間衰減現(xiàn)象，但由于速度足夠慢，慣性效應(yīng)可以忽略不計(jì)）。振動(dòng)速度值（機(jī)殼）在某種程度上是一種“歸一化”的撓度。一般來(lái)說(shuō)，很大振動(dòng)速度的過(guò)諧波分量不一定是有害的，并且可以對(duì)應(yīng)于可接受的撓度，因此不需要過(guò)于擔(dān)故障的發(fā)生）的評(píng)估中得出的。收集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)超過(guò)這些限值表A.1第1組機(jī)器的區(qū)域邊界限值：安裝有座式軸承或端蓋軸承的臥式機(jī)組相對(duì)軸振峰峰值Sp-p/μm軸承座振動(dòng)有效值vrms/（mm/s）TT相對(duì)軸振峰峰值Sp-p/μm軸承座振動(dòng)有效值vrms/（mm/s）TT相對(duì)軸振峰峰值Sp-p/μm軸承座振動(dòng)有效值vrms/（mm/s）PPa表A.1中關(guān)于臥式水斗式機(jī)組的備注：——表A.1中所示的限值通常是機(jī)組在100%額定功率下的限值。在這種運(yùn)行工況下，對(duì)于振動(dòng)速度有效值（mm/s），主頻應(yīng)為旋轉(zhuǎn)頻率或水斗通過(guò)頻率。如果不是這樣，則需要根據(jù)A.3.2中給出的區(qū)域C/D限值和/或其他可選的額外措施進(jìn)行進(jìn)一步研究。——已經(jīng)給出了T和GE-DE軸承座絕對(duì)振動(dòng)的限值，覆蓋具有懸臂水輪的兩軸承組和三軸承組結(jié)構(gòu)。對(duì)于三軸承組，T和GE-DE軸承都應(yīng)符合組合欄中給出的限值。在四軸承布置中，兩個(gè)水輪機(jī)軸承應(yīng)使用T軸承欄中給出的限值。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018表表A.2第2組機(jī)器相對(duì)軸振峰峰值Sp-p/μmTT臥式燈泡貫流式的正常運(yùn)行范圍：額定功率的30%～100%。表A.3第3組機(jī)器的區(qū)域邊界限值：頂部軸承座支撐在電站基礎(chǔ)和/或發(fā)電機(jī)周?chē)幕炷辽系牧⑹綑C(jī)器TT立式混流式的正常運(yùn)行范圍：額定功率的70%～100%。TT立式水泵-水輪機(jī)正常運(yùn)行范圍：額定功率的70%～100%。PP立式軸流轉(zhuǎn)槳式正常運(yùn)行范圍：額定功率的30%～100%。TTPPbb行（例如，六噴嘴機(jī)器上有兩個(gè)或三個(gè)活動(dòng)噴嘴，四噴嘴機(jī)b由于缺乏統(tǒng)計(jì)信息，對(duì)于這些單元，立式泵每個(gè)軸承處的限值，可以通過(guò)立式水泵-水輪機(jī)軸承的限值的等比率計(jì)算得到，比率為立式泵軸振限值/立式水泵-水輪機(jī)軸振限值，例如，立式泵GE-DE軸承的限值1），GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018表A.4第4表A.相對(duì)軸振峰峰值Sp-p/μmTTb相對(duì)軸振峰峰值Sp-p/μmTTbb相對(duì)軸振峰峰值Sp-p/μmPPbb相對(duì)軸振峰峰值Sp-p/μmTTb相對(duì)軸振峰峰值Sp-p/μmPPbaA.3超出限值時(shí)應(yīng)采取的措施A.3.1限值1如果軸承座振動(dòng)或轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的測(cè)量值超過(guò)限值1，則應(yīng)考慮采取以下研究措施。a）建議采取的措施：——如果軸承座振動(dòng)速度值超過(guò)限值1，則應(yīng)對(duì)軸承座振動(dòng)進(jìn)行FFT分析。如果FFT后任意頻率的振動(dòng)峰值大于速度值限值1×（fpeak/frot），則應(yīng)確定其根本原因。——如果轉(zhuǎn)軸振動(dòng)峰峰值Sp-p超過(guò)限值1，則應(yīng)進(jìn)行FFT分析，以確定問(wèn)題是否與不平衡、不對(duì)中、油膜不穩(wěn)定等有關(guān)。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018——如果超過(guò)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)限值，則測(cè)量機(jī)器所使用軸承的間隙值?！藱z查平衡狀態(tài)或旋轉(zhuǎn)部件?！诉M(jìn)行軸心軌跡分析?！嗽u(píng)估軸承中的轉(zhuǎn)軸中心線(xiàn)偏移?！藱z查支點(diǎn)和軸瓦的接觸區(qū)域是否存在微振磨損、過(guò)度磨損或損壞。——宜檢查瓦塊和軸頸的磨損情況?！藢?duì)基礎(chǔ)和支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行目視檢查?！藱z查連接機(jī)器到基礎(chǔ)上的緊固件的松緊度。——宜檢查軸瓦溫度?！藱z查軸承油盆溫度?！藱z查測(cè)量?jī)x器的安裝情況?！藱z查轉(zhuǎn)軸上振動(dòng)測(cè)量軸段的狀況——宜測(cè)量流道中的壓力脈動(dòng)。——宜檢查空氣噴射閥（如已安裝）的工作是否正常。——宜檢查導(dǎo)葉開(kāi)度的一致性。b）促進(jìn)分析振動(dòng)原因可能采取的其他措施：——可對(duì)軸承潤(rùn)滑油進(jìn)行分析——可在發(fā)電機(jī)或發(fā)電電動(dòng)機(jī)上進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)氣隙測(cè)量?！蛇M(jìn)行軸對(duì)中檢查，即檢查同心度、垂直度和軸跳動(dòng)?！稍诎l(fā)電機(jī)或發(fā)電電動(dòng)機(jī)未加勵(lì)磁和勵(lì)磁的情況下進(jìn)行測(cè)量?！赏ㄟ^(guò)在不同工況下進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量來(lái)查看功率的影響?！?dāng)機(jī)器未進(jìn)行制動(dòng)，自由惰走到靜止的過(guò)程中可進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量?！蓹z查測(cè)量?jī)x器受到電氣干擾的可能性?！墒褂镁哂蓄l譜分析能力的積分聲級(jí)計(jì)進(jìn)行噪聲測(cè)量。——可檢查軸承座固定螺栓的緊固性?！蓹z查軸承座的剛度。A.3.2限值2如果軸承座或轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的測(cè)量值超過(guò)限值2，則可能會(huì)采取以下額外的研究措施（相比超出限值1時(shí)的額外措施）。a）建議采取的措施：——對(duì)水力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行全面的目視檢查，宜查看：——脫水后的流道；——發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)機(jī)械部件是否有裂紋；——部件移動(dòng)的證據(jù)，如磨損后的粉塵?！藱z查轉(zhuǎn)輪與聯(lián)軸器螺栓的緊固性。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018——宜檢查水輪機(jī)轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器螺栓的緊固性?！藱z查轉(zhuǎn)子星形聯(lián)軸器螺栓的緊固性?！藢?duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。——宜對(duì)軸承載荷進(jìn)行測(cè)量。——在軸承內(nèi)安裝壓力傳感器；——在軸承結(jié)構(gòu)上進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量?！舜_定部件是否承受高應(yīng)力。b）降低機(jī)器部件過(guò)早失效風(fēng)險(xiǎn)的可能其他措施：——可對(duì)每個(gè)軸承座進(jìn)行模態(tài)分析（實(shí)驗(yàn)法和分析法）。——可研究動(dòng)態(tài)載荷和應(yīng)力對(duì)部件疲勞壽命的影響?！筛鶕?jù)6.3進(jìn)行趨勢(shì)分析。對(duì)于其他相關(guān)評(píng)估，可以根據(jù)ISO13373-7中給出的診斷流程進(jìn)行。A.4振動(dòng)測(cè)量評(píng)價(jià)示例本文件根據(jù)水力機(jī)械制造商和用戶(hù)的經(jīng)驗(yàn)，給出了軸承座絕對(duì)振動(dòng)和相對(duì)軸振動(dòng)推薦的限值。限值是基于對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)分析得到的。由于一系列運(yùn)行參數(shù)對(duì)振動(dòng)水平的影響，確定水力機(jī)組振動(dòng)限值并不容易。運(yùn)行工況對(duì)振動(dòng)的強(qiáng)烈影響如圖A.1所示，該圖顯示了轉(zhuǎn)軸振動(dòng)長(zhǎng)期測(cè)量的結(jié)果。從圖A.1可以看出，即使在固定的功率輸出下運(yùn)行，轉(zhuǎn)軸振動(dòng)數(shù)據(jù)也會(huì)有很大的變化。這是因?yàn)樗^和流量的變化導(dǎo)致了水力狀態(tài)的變化。X——有功功率，單位為兆瓦（MW）；Y——最大軸振動(dòng)位移值，Smax，單位為微米（um）；SSUM——整體取值；Sln——一倍頻分量；SRW——?dú)埐罘至俊DA.1某220MW混流式水輪機(jī)導(dǎo)向軸承兩個(gè)月內(nèi)測(cè)量的最大軸振動(dòng)位移Smax與有功功率的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中可用的大多數(shù)值都是通過(guò)在機(jī)器的額定工況或附近運(yùn)行時(shí)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量得到的。因GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018不可能在機(jī)器的整個(gè)運(yùn)行工況范圍內(nèi)提出振動(dòng)限值的推薦值。本附錄中提供的限值僅適用于不可能在機(jī)器的整個(gè)運(yùn)行工況范圍內(nèi)提出振動(dòng)限值的推薦值。本附錄中提供的限值僅適用于表A.1～表A.4中給出的正常運(yùn)行范圍?？梢允褂帽鞟.1～表A.4中給定的限值來(lái)判斷機(jī)器在正常工況范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)的性能是否令人滿(mǎn)意。圖A.2顯示了當(dāng)前振動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有混流式水輪機(jī)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。從中看出，轉(zhuǎn)軸振動(dòng)Sp-p和轉(zhuǎn)速之間沒(méi)有相關(guān)性。人們也進(jìn)行了類(lèi)似的嘗試，試圖找到振動(dòng)與機(jī)器的外形尺寸或水輪機(jī)水頭的相關(guān)性，但沒(méi)有成功。X——同步轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分鐘（r/min）；）；——發(fā)電機(jī)導(dǎo)向軸承NDE（非驅(qū)動(dòng)端）；——發(fā)電機(jī)導(dǎo)向軸承DE（驅(qū)動(dòng)端水輪機(jī)導(dǎo)向軸承；圖A.2混流式水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)軸振動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018（資料性）振動(dòng)監(jiān)測(cè)——趨勢(shì)分析的先決條件B.1通用信息和建議標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于長(zhǎng)期測(cè)量和存儲(chǔ)水力發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)數(shù)據(jù)。這些測(cè)量結(jié)果表明，所收集的數(shù)據(jù)存在較大的分散度。這是由于許多不同的運(yùn)行工況，包括不同的水頭和流量、功率（有功和無(wú)功）的變化以及不同的軸承和發(fā)電機(jī)運(yùn)行溫度導(dǎo)致的。從這些分散的數(shù)據(jù)中無(wú)法得出可重復(fù)的、有代表性的參考曲線(xiàn)，因此也無(wú)法對(duì)正常振動(dòng)量值進(jìn)行可靠的評(píng)價(jià)。圖B.1顯示了從長(zhǎng)期測(cè)量中獲得的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)數(shù)據(jù)與水泵-水輪機(jī)功率典型的散射圖。）；fn——旋轉(zhuǎn)頻率（基頻）；b——總和。圖B.1某水泵-水輪機(jī)各轉(zhuǎn)軸振動(dòng)分量的示例，殘差和總和圖B.2顯示了某不同的水泵-水輪機(jī)以水輪機(jī)方式運(yùn)行時(shí)軸承座絕對(duì)振動(dòng)與水頭的關(guān)系圖（與圖B.1的測(cè)量結(jié)果相比）。從中看出，測(cè)量結(jié)果也顯示出廣泛的分散性。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018Y——軸承絕對(duì)振動(dòng)有效值，單位為毫米每秒）；——發(fā)電機(jī)上導(dǎo)軸承振動(dòng)有效值；——發(fā)電機(jī)下導(dǎo)軸承振動(dòng)有效值。圖B.2某水泵-水輪機(jī)以水輪機(jī)方式運(yùn)行中軸承座振動(dòng)示例數(shù)據(jù)分散的一個(gè)原因是水頭和流量運(yùn)行參數(shù)的變化。機(jī)器在水輪機(jī)性能曲線(xiàn)（見(jiàn)圖B.3）上的不同工況點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生不同的流體力。機(jī)組的振動(dòng)特性也可能是由電磁力、機(jī)械力以及軸承或發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的溫度變化引起的。但是，流體力是水力機(jī)械振動(dòng)的主要來(lái)源。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018——效率/最佳效率；——可視化空穴；圖B.3某水泵水輪機(jī)典型的性能曲線(xiàn)這種大的數(shù)據(jù)分散性對(duì)診斷沒(méi)有幫助。為了進(jìn)行趨勢(shì)分析，有必要在測(cè)量振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)搜集和存儲(chǔ)機(jī)器的運(yùn)行工況。通過(guò)適當(dāng)選擇兩個(gè)或多個(gè)參數(shù)（特別是有功功率和無(wú)功功率、水頭和流量可以獲得更清晰的典型振動(dòng)數(shù)值。圖B.4中給出了一個(gè)例子，其中圖B.2中的軸承座振動(dòng)數(shù)據(jù)與恒定水頭和轉(zhuǎn)速下的輸出功率有關(guān)。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018）；Y——軸承絕對(duì)振動(dòng)有效值，單位為毫米每秒）；——發(fā)電機(jī)上導(dǎo)軸承振動(dòng)有效值；——發(fā)電機(jī)下導(dǎo)軸承振動(dòng)有效值。圖B.4如何通過(guò)參數(shù)組合產(chǎn)生可用數(shù)據(jù)的示例B.2軸承振動(dòng)的基本物理定律本文件是基于導(dǎo)向軸承支撐結(jié)構(gòu)中振動(dòng)水平和應(yīng)力水平之間的物理相關(guān)性進(jìn)行分析。同時(shí)假設(shè)水輪機(jī)的圓周速度對(duì)于所有類(lèi)型的反擊式水輪機(jī)都是恒定的。這些假設(shè)的結(jié)論如圖B.5所示。）；）；3——軸承座振動(dòng)速度有效值，單位為毫米圖B.5轉(zhuǎn)輪尺寸、振動(dòng)位移和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系分析表明，數(shù)據(jù)庫(kù)中軸振動(dòng)位移值和軸承座振動(dòng)速度值與任何記錄的參數(shù)都不相關(guān)。然而，GB/TGB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018應(yīng)力之間存在關(guān)系。其他可以識(shí)別的相關(guān)性如下：——水輪機(jī)導(dǎo)向軸承的支撐結(jié)構(gòu)尺寸與轉(zhuǎn)輪直徑成正比；——發(fā)電機(jī)導(dǎo)向軸承的軸承座尺寸與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑成正比；——如果所有軸承座具有相似的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和材料特性，胡克定律意味著其允許應(yīng)變是恒定的。然而，由于應(yīng)變和位移與尺寸相關(guān)，因此增加尺寸可以產(chǎn)生更大的位移。所以，允許的位移值與水輪機(jī)或發(fā)電機(jī)的直徑成正比；——先前的研究表明，對(duì)于所有類(lèi)型的反擊式水輪機(jī)，水輪機(jī)的圓周速度近似恒定。這意味著轉(zhuǎn)速與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的直徑成反比；——主振動(dòng)頻率僅與旋轉(zhuǎn)頻率分量有關(guān)。此外，水輪機(jī)在特定轉(zhuǎn)速下可能會(huì)受到重大影響（相同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)輪尺寸，但功率和運(yùn)行水頭相差很大）。如果主振動(dòng)分量頻率與旋轉(zhuǎn)頻率不一致，則不存在上述相關(guān)性。綜合結(jié)論是，大型機(jī)器會(huì)經(jīng)歷低轉(zhuǎn)速頻率下的高偏轉(zhuǎn)，而小型機(jī)器則會(huì)經(jīng)歷高轉(zhuǎn)速頻率下的小偏轉(zhuǎn)。然而，支撐結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力水平對(duì)于所有機(jī)器尺寸都是相等的，因此振動(dòng)速度是恒定的。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018（資料性）水力機(jī)組軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的特點(diǎn)C.1引言ISO20816-1中闡述了軸承座和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的力學(xué)原理。其中提供的信息主要來(lái)自于對(duì)臥式機(jī)器廣泛頻譜的理論和實(shí)驗(yàn)研究成果。但使用立式機(jī)器在水力機(jī)械中更為常見(jiàn)。對(duì)于水力機(jī)械，軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)可以在很寬的頻率范圍內(nèi)發(fā)生。C.2～C.6中描述了振動(dòng)產(chǎn)生的可能原因。C.2源于機(jī)械和電氣的振動(dòng)頻率在進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量時(shí)，可能出現(xiàn)的頻率是與機(jī)組轉(zhuǎn)速同步的頻率及其諧波頻率。C.3機(jī)械原因機(jī)械振動(dòng)的典型原因有：——軸線(xiàn)不對(duì)中；——軸承不對(duì)中；——機(jī)器各聯(lián)接面緊固螺栓松動(dòng)；——軸瓦調(diào)節(jié)頂升螺絲松動(dòng)——混凝土基礎(chǔ)損壞或開(kāi)裂；——不同方向軸承座剛度存在差異——油膜失穩(wěn)；——摩擦力；——水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪或葉輪的殘余不平衡；——發(fā)電機(jī)和/或勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子的殘余不平衡。C.4電氣原因電氣振動(dòng)的典型原因有：——不平衡磁拉力；——電機(jī)氣隙不均勻，可能引起軸承座呈現(xiàn)倍數(shù)轉(zhuǎn)速頻率的振動(dòng)；——由于磁致伸縮力的作用，定子鐵芯會(huì)出現(xiàn)兩倍電網(wǎng)頻率的振動(dòng)。這些力很少傳遞到轉(zhuǎn)動(dòng)GB/TGB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018由定子支撐時(shí)（第4組機(jī)器），振動(dòng)可以傳遞到發(fā)電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端軸承座；——凸極發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路；——不平衡電氣負(fù)載；——多匝定子繞組匝間故障；——?jiǎng)?lì)磁線(xiàn)圈匝間故障。C.5水力原因C.5.1流經(jīng)流道的水流的顯著頻率可能出現(xiàn)的頻率包括轉(zhuǎn)速頻率、葉片或水斗通過(guò)頻率以及這些頻率的各種組合。C.5.2尾水管流動(dòng)不穩(wěn)定當(dāng)機(jī)組在最佳工況范圍之外運(yùn)行時(shí)，單調(diào)節(jié)水輪機(jī)中會(huì)出現(xiàn)尾水管流動(dòng)不穩(wěn)定。例如混流式水輪機(jī)或軸流定槳式水輪機(jī)。在部分負(fù)載下可能出現(xiàn)的脈動(dòng)頻率低于轉(zhuǎn)速頻率，通常為轉(zhuǎn)速頻率的三分之一或四分之一。過(guò)載條件下（“過(guò)門(mén)控”）可能出現(xiàn)的脈動(dòng)頻率取決于轉(zhuǎn)輪下方高負(fù)載渦流與流道固有頻率的相互作用。在部分負(fù)載和過(guò)載時(shí)，都會(huì)發(fā)生與水力結(jié)構(gòu)（管道）或管網(wǎng)固有頻率的共振，從而增加振動(dòng)幅值。C.5.3空穴當(dāng)轉(zhuǎn)輪或葉輪葉片周?chē)嬖诓缓侠淼牧鲬B(tài)時(shí)會(huì)引發(fā)空穴，且大多發(fā)生在較低和較高的負(fù)載和/或較低和較高的水頭工況。在發(fā)生空穴的地方，可以預(yù)期會(huì)出現(xiàn)多個(gè)高頻振動(dòng)，以及高頻時(shí)域中的強(qiáng)烈加速度尖峰，其脈沖寬度在10μs～100μs的量級(jí)。C.5.4自激振動(dòng)自激振動(dòng)發(fā)生在機(jī)械部件（如密封件或?qū)~）的移動(dòng)能影響周?chē)蛄鹘?jīng)它的水流的地方，例如存在較大密封間隙的地方。可能出現(xiàn)的頻率接近轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的彎曲固有頻率。C.5.5水力激勵(lì)振動(dòng)在部分負(fù)載或過(guò)載運(yùn)行的立式機(jī)器中存在液壓渦流，可能會(huì)導(dǎo)致很大的振動(dòng)。如果機(jī)器的設(shè)計(jì)符合這些特定的運(yùn)行工況，那么在高振幅下持續(xù)運(yùn)行是可以接受的。或者說(shuō)，這些高振動(dòng)值在有限的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)是可以接受的。C.6附加激勵(lì)與大多數(shù)其他發(fā)電設(shè)備相比，水電機(jī)組可以經(jīng)常啟、停機(jī)，功率可以迅速頻繁地改變。因此，通常用于電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻和控制功率。這些頻繁的啟、停機(jī)和載荷變化意味著水力機(jī)械會(huì)受到更強(qiáng)的振動(dòng)、應(yīng)力和疲勞的影響。對(duì)于調(diào)峰或抽水蓄能機(jī)組，瞬態(tài)運(yùn)行工況出現(xiàn)得更頻繁，以至于振動(dòng)增大的運(yùn)行時(shí)間大于整個(gè)運(yùn)行時(shí)間的10%。這些頻繁的瞬態(tài)工況需要根據(jù)廠家和運(yùn)行人員憑GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018關(guān)部件的附加應(yīng)力和疲勞問(wèn)題進(jìn)行分別評(píng)估。借經(jīng)驗(yàn)，對(duì)機(jī)組軸承和其他有關(guān)部件的附加應(yīng)力和疲勞問(wèn)題進(jìn)行分別評(píng)估。在啟機(jī)和停機(jī)這些瞬態(tài)運(yùn)行工況下，附加激振力與轉(zhuǎn)輪相互作用，產(chǎn)生了寬頻譜和高振幅的振動(dòng)。在這些瞬態(tài)條件下，徑向力增大導(dǎo)致軸位移增加。在導(dǎo)葉操作機(jī)構(gòu)故障或進(jìn)水口閘門(mén)緊急關(guān)閉故障導(dǎo)致失控等極端情況下，這種寬帶激勵(lì)的強(qiáng)度會(huì)進(jìn)一步增加。甩負(fù)荷期間，軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)可能會(huì)受到尾水管不穩(wěn)定的影響，而產(chǎn)生相當(dāng)大的次同步軸承振動(dòng)。此工況下（特別是機(jī)組僅有兩個(gè)徑向軸承時(shí)），在停機(jī)惰走時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子固有頻率下的轉(zhuǎn)子振動(dòng)。水力機(jī)組的各種激振產(chǎn)生的軸心軌跡曲線(xiàn)通常是不封閉的。甚至在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況，徑向水力作用可以導(dǎo)致螺旋形或多邊形軌跡，其形狀和大小各不相同。流道中的固有水力頻率可能會(huì)被負(fù)載變化或湍流激發(fā)，并可能因壓力脈動(dòng)而導(dǎo)致過(guò)大振動(dòng)。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018（資料性）數(shù)據(jù)庫(kù)、分析方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)估D.1轉(zhuǎn)軸和軸承座振動(dòng)測(cè)量值的收集本文件對(duì)所獲得振動(dòng)數(shù)據(jù)的評(píng)估是基于將振動(dòng)數(shù)據(jù)和機(jī)器狀態(tài)或?qū)ζ趬勖赡苡绊懙木C合考慮。在開(kāi)始進(jìn)行本文件的工作時(shí)，啟動(dòng)了一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)，作為評(píng)估振動(dòng)及其對(duì)機(jī)器完整性和壽命影響的基礎(chǔ)。這個(gè)振動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)包含世界各地目前運(yùn)行機(jī)器的7000多個(gè)數(shù)據(jù)集以及其他信息，包含不同功率和轉(zhuǎn)速的機(jī)組、不同類(lèi)型的水輪機(jī)和所有機(jī)器布置的數(shù)據(jù)。開(kāi)發(fā)了一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)估程序來(lái)得出相關(guān)性和結(jié)論。圖D.1顯示了為軸承座振動(dòng)評(píng)價(jià)收集的這些數(shù)值。圖D.2顯示了轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的數(shù)值。這兩組數(shù)據(jù)都顯示為機(jī)器功率的函數(shù)。Y——軸承座振動(dòng)速度有效值，單位為毫米每秒）；——發(fā)電機(jī)自由端軸承；——發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承；——水輪機(jī)；——泵；----平均值：0.88mm/s；92.5%概率：2.60mm/s；————98%概率：3.34mm/s。圖D.1軸承座振動(dòng)速度有效值GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018）；——發(fā)電機(jī)自由端軸承；——發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承；——水輪機(jī)；——泵；————平均值：156.04μm；——92.5%概率：355.17μm；————98%概率：440.14μm。圖D.2轉(zhuǎn)軸振動(dòng)位移峰峰值D.2統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)估統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)估的目的是找到一個(gè)可以擬合測(cè)量數(shù)據(jù)集的概率函數(shù)。即使數(shù)據(jù)量不足，良好的概率分布也能使用數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)測(cè)量的振動(dòng)值都被假設(shè)為隨機(jī)變量，因此形成一個(gè)連續(xù)分布的樣本。然后通過(guò)將頻率值分配給相等距離的間隔來(lái)離散樣本，以形成直方圖。很明顯，所有樣本都有正偏態(tài)，因此右側(cè)的尾部比左側(cè)長(zhǎng)，大部分值位于平均值的左側(cè)。通過(guò)軟件程序進(jìn)行曲線(xiàn)擬合過(guò)程，發(fā)現(xiàn)最佳擬合由伯爾（Burr）分布產(chǎn)生。Burr分布用于各種領(lǐng)域，如可靠性研究和故障時(shí)間建模。與Weibull和Rayleigh等其他故障時(shí)間分布不同，Burr分布包含兩個(gè)形狀參數(shù)。這使得Burr分布在擬合數(shù)據(jù)樣本時(shí)更加通用。圖D.3是振動(dòng)速度擬合的Burr分布，還顯示了眾數(shù)、平均值和中位數(shù)。中位數(shù)是一個(gè)測(cè)量值，將數(shù)據(jù)集中的大半部分和小半部分分開(kāi)。平均值是根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)集計(jì)算得到的。眾數(shù)和中位數(shù)取自概率密度函數(shù)，即Burr分布。由于該分布具有正偏態(tài)，眾數(shù)（分布的峰值）位于中位數(shù)的左側(cè)。數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)記為有振動(dòng)問(wèn)題的機(jī)器的百分比隨著軸承座振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸振動(dòng)的增大而增加。在中位數(shù)2.5倍左右的取值下，據(jù)報(bào)道存在振動(dòng)問(wèn)題的機(jī)器數(shù)量顯著增加。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018）；圖D.3振動(dòng)速度擬合的伯爾分布圖D.4至圖D.6給出了中位數(shù)（參考值）的1.6倍和2.5倍邊界。中位數(shù)，也就是50%的概率值，轉(zhuǎn)軸振動(dòng)和振動(dòng)速度的中位數(shù)可計(jì)算得到。振動(dòng)限值可以從中位數(shù)的1.6倍和2.5倍中選取，其合理對(duì)應(yīng)于75%和90%概率。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018X——位移峰峰值，單位為微米(μm圖D.4Sp-p值的中位數(shù)1.6倍和2.5倍邊界分析表明，中位數(shù)的2.5倍限值約對(duì)應(yīng)20%的故障機(jī)組。該方法對(duì)伯爾分布的精度高于90%。為了保證機(jī)器在正常運(yùn)行工況下安全可靠運(yùn)行，振動(dòng)值應(yīng)保持在一定的限值以下。根據(jù)ISO7919-5:2005和ISO10816-5:2000，限值由區(qū)域邊界值定義。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)域邊界之間的比例是通過(guò)專(zhuān)家之間的討論得出的。參考值的1.6倍對(duì)應(yīng)于水輪機(jī)振動(dòng)幅值的增加，會(huì)導(dǎo)致機(jī)器振動(dòng)狀態(tài)發(fā)生本質(zhì)變化。參考值的2.5倍對(duì)應(yīng)于機(jī)器振動(dòng)狀態(tài)的顯著變化，可能會(huì)對(duì)機(jī)器造成損壞。為便于進(jìn)行有意義的統(tǒng)計(jì)分析，將混流式和軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)器相結(jié)合，圖D.5和圖D.6顯示了使用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析的結(jié)果。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018）；——正常；——故障；——中位數(shù)；——故障百分比。圖D.5立式混流式和軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的水輪機(jī)導(dǎo)向軸承Sp-p中位數(shù)1.6倍和2.5倍邊界）；——正常；——故障；——中位數(shù)；——故障百分比。圖D.6立式混流式和軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)的發(fā)電機(jī)導(dǎo)向軸承Sp-p中位數(shù)1.6倍和2.5倍邊界GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018（資料性）振動(dòng)數(shù)據(jù)處理推薦規(guī)范E.1通則對(duì)于軸承座振動(dòng)測(cè)量，建議使用一個(gè)具有代表性測(cè)量周期的均方根值，而不是任何瞬時(shí)值。對(duì)于轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量，通常通過(guò)對(duì)至少10個(gè)觀測(cè)值進(jìn)行平均來(lái)確定Sp-p值，每個(gè)觀測(cè)值至少包含10個(gè)軸旋轉(zhuǎn)周期。但是，如果Sp-p平均值高于附錄A中提供的統(tǒng)計(jì)值，則建議使用百分位數(shù)分析而不是瞬時(shí)振動(dòng)Smax或Sp-p值，以消除可能的孤立尖峰影響(詳見(jiàn)本附錄)。應(yīng)根據(jù)相對(duì)軸振動(dòng)和絕對(duì)軸承座振動(dòng)對(duì)機(jī)器的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行總體判斷。E.2時(shí)域數(shù)據(jù)合理濾波時(shí)域數(shù)據(jù)濾波將獲得的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的特征值以識(shí)別長(zhǎng)期趨勢(shì)，然后可以輕松地在不同機(jī)組、不同運(yùn)行工況和日期之間進(jìn)行比較。a）峰峰值常用于軸位移測(cè)量。原則上，特征值為記錄時(shí)間內(nèi)的最高值減去最低值，建議進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來(lái)消除尖峰，如果不這樣做，在測(cè)量期間發(fā)生的單個(gè)事件和干擾將導(dǎo)致對(duì)軸位移值的高估。b）Smax是軌跡的最大振幅，它是通過(guò)兩個(gè)正交傳感器的輸出生成一個(gè)特征值而導(dǎo)出的。與峰峰值一樣，建議進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來(lái)消除尖峰，否則，在測(cè)量期間發(fā)生的單個(gè)事件和干擾將導(dǎo)致對(duì)軸位移值產(chǎn)生過(guò)高估計(jì)。c）均方根值通常用于軸承座絕對(duì)振動(dòng)，而不用于軸位移。從處理前的信號(hào)中去除直流分量后，均方根值由公式（E.1）給出：式中x1、x2、…，xn——單個(gè)信號(hào)分量；n——信號(hào)分量數(shù)量。E.3頻域數(shù)據(jù)合理濾波轉(zhuǎn)換為頻域的測(cè)量信號(hào)通常用于診斷目的。FFT用于識(shí)別離散頻帶信號(hào)的振幅和相位。合理的頻率分辨率取決于測(cè)量的持續(xù)時(shí)間。每一個(gè)離散頻帶中都可能包含不同的事件，由于一個(gè)事件可能影響相鄰的頻帶，因此必須仔細(xì)解讀振幅和相位。通過(guò)一種更復(fù)雜的算法（瓦特計(jì)法[19]），可以找到關(guān)于單個(gè)頻率信號(hào)真實(shí)振GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018幅和相位的精確信息。E.4峰峰值評(píng)價(jià)詳細(xì)信息E.4.1評(píng)價(jià)方法均方根（RMS）法、快速傅里葉變換（FFT）法和瓦特計(jì)（Wattmeter）法均為對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行平均的方法。然而，峰峰值對(duì)尖峰很敏感，并且隨著測(cè)量持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)和數(shù)據(jù)采集頻率的提高而增加。一種常見(jiàn)的方法是使用95%置信區(qū)間，這對(duì)定?，F(xiàn)象和隨機(jī)現(xiàn)象的測(cè)量都很有效。理想情況下，如果只有不平衡存在，轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量應(yīng)該給出正弦信號(hào)，由于其它影響，信號(hào)中有高階正弦分量。然而，由于測(cè)量軸段中的電氣干擾或機(jī)械缺陷，總是會(huì)有噪聲影響測(cè)量結(jié)果。為了研究這種噪聲對(duì)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)測(cè)量的影響，將不同機(jī)組的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。使用一組包含65536個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間序列，涵蓋130至160轉(zhuǎn)/分的機(jī)器。進(jìn)行了以下分析：——95%置信區(qū)間（假設(shè)為高斯（Gauss）分布）；——所有65536個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的峰峰值；——16個(gè)子集的平均峰峰值，每個(gè)子集包含4096個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（測(cè)量至少10個(gè)軸旋轉(zhuǎn)周期——97.5%（全部65536個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)按升序排列，去除1.25%的最高值和最低值，然后計(jì)算剩余數(shù)據(jù)集的峰峰值）；——將數(shù)據(jù)進(jìn)行巴特沃斯（Butterworth）8階低通濾波至轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速頻率的10倍，然后計(jì)算濾波后數(shù)據(jù)集的峰峰值。已考慮的六個(gè)測(cè)試案例：1）白噪聲模擬（高斯（Gauss）分布，σ=10μm）。2）完美的1n轉(zhuǎn)軸振動(dòng)模擬（振幅為1.0μm的正弦信號(hào)）。3）只有輕微噪聲的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)信號(hào)。4）在部分負(fù)荷下，伴隨著大量尾水管激振的軸振動(dòng)，頻率約為0.2n。5）測(cè)量軸段有刮痕的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)。6）帶有信號(hào)噪聲的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)。研究結(jié)果如表E.1所示。表E.1分析結(jié)果案例峰峰值95%置信區(qū)間子集的平均峰峰值97.5%巴特沃斯8階低通濾波μm峰峰值%83.5488654正弦信號(hào)2.0輕微噪聲65.6938488尾水管振動(dòng)224.3898296振動(dòng)測(cè)量軸段有刮痕，深度約20μm90.092977373噪聲166.374907071GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018E.4.2主要結(jié)果E.4.2.1通則主要結(jié)果如下：——當(dāng)與轉(zhuǎn)軸振動(dòng)相比只有少量噪聲存在時(shí)，95%置信區(qū)間給出的值高于整個(gè)數(shù)據(jù)序列的峰峰值。——當(dāng)存在噪聲時(shí)，峰峰值分析給出的特征值過(guò)高?！獢?shù)據(jù)的97.5%和低通濾波均將噪聲影響降至最低。百分位數(shù)分析對(duì)用戶(hù)錯(cuò)誤不靈敏，可能是被測(cè)試的測(cè)量值中使用的最穩(wěn)健的算法，以此作為軸振峰峰值評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。E.4.2.2標(biāo)準(zhǔn)差評(píng)價(jià)只有當(dāng)高噪聲覆蓋振動(dòng)信號(hào)時(shí)，才應(yīng)使用這種方法。根據(jù)公式（E.2）計(jì)算記錄信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差σ:式中：n——記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)量；xi——記錄的第i次測(cè)量值；x-——記錄測(cè)量值的算術(shù)平均值。置信區(qū)間取決于標(biāo)準(zhǔn)差乘以因子，例如，±2σ的因子給出了95%置信區(qū)間，如圖E.1所示?！?5%；——99.7%。圖E.1標(biāo)準(zhǔn)差σ的倍數(shù)與置信區(qū)間關(guān)系E.4.2.3子集（平均）峰峰值記錄被分成（重疊的）子集或子窗口，每個(gè)子窗口的長(zhǎng)度應(yīng)至少覆蓋10個(gè)軸旋轉(zhuǎn)周期。在每個(gè)子窗口計(jì)算絕對(duì)峰峰值。代表值見(jiàn)圖E.2。GB/T××××.5—202×/ISO每個(gè)子窗口計(jì)算絕對(duì)峰峰值。代表值見(jiàn)圖E.2。重疊子窗口；——子窗口最大值：270μm；——子窗口97.5%置信區(qū)間：266μm；——子窗口平均值：252μm。圖E.2子窗口峰峰值計(jì)算結(jié)果（按升序排列）E.4.2.4百分位數(shù)記錄被轉(zhuǎn)換為直方圖并添加到百分位數(shù)曲線(xiàn)中，然后根據(jù)所選的置信區(qū)間刪除百分位數(shù)的高值和低值，見(jiàn)圖E.3。GB/T××××.5—202×/ISO20816-5:2018X——位移峰峰值，單位為微米(μm）；）；）；注：記錄數(shù)據(jù)（上部藍(lán)色）已被轉(zhuǎn)換為直方圖（下部綠色），圖E.3濾波后結(jié)果（刪除高值和低值）GB/T××××.5—202×/ISO20816-5: