RUNG CƠ HỌC - ĐÁNH GIÁ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY BẰNG CÁCH ĐO TRÊN CÁC BỘ PHẬN KHÔNG QUAY - PHẦN 1: HƯỚNG DẪN CHUNG

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9229-1:2012 ISO 10816-1:1995 RUNG CƠ HỌC - ĐÁNH GIÁ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY BẰNG CÁCH ĐO TRÊN CÁC BỘ PHẬN KHÔNG QUAY - PHẦN 1: HƯỚNG DẪN CHUNG Mechanical vibration - Evaluation of machinie vibration by measurements on non-rotating parts - Part 1: General guidelines Lời nói đầu TCVN 9229-1 : 2012 hồn tồn tương đương với ISO 10816-1 : 1995 Amendment 1:2009 TCVN 9229-1 : 2012 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Cơ điện - Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn biên soạn Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Bộ tiêu chuẩn TCVN 9229, Rung học - Đánh giá rung động máy cách đo phận khơng quay gồn có năm phần: - Phần 1: Hướng dẫn chung; - Phần 2: Nhóm máy phát tuốc bin nước đất công suất lớn 50 MW; - Phần 3: Máy công nghiệp công suất danh nghĩa 15 kW tốc độ danh nghĩa 120 r/min 15000 r/min đo trường; - Phần 4: Nhóm máy tuốc bin động lực khí ga, ngoại trừ có nguồn gốc hàng khơng; - Phần 5: Nhóm máy phát cơng suất thủy lực nhà máy bơm RUNG CƠ HỌC - ĐÁNH GIÁ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY BẰNG CÁCH ĐO TRÊN CÁC BỘ PHẬN KHÔNG QUAY - PHẦN 1: HƯỚNG DẪN CHUNG Mechanical vibration - Evaluation of machinie vibration by measurements on non-rotating parts - Part 1: General guidelines Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn TCVN 9229-1 : 2012 thiết lập điều kiện chung quy trình đo đánh giá độ rung động cách đo phận không quay, nơi thích hợp, phận khơng chuyển động qua lại tịnh tiến máy hoàn chỉnh Chuẩn mực đánh giá chung, thể thông qua độ lớn thay đổi rung động, liên quan đến giám sát vận hành thử nghiệm nghiệm thu Các đánh giá tiến hành trước tiên nhằm mục đích đảm bảo độ tin cậy, an toàn, vận hành dài hạn đồng thời giảm thiểu hiệu ứng tác động có hại máy/thiết bị liên quan Các hướng dẫn đưa dạng cài đặt giới hạn vận hành trước Chuẩn mực đánh giá tiêu chuẩn liên quan đến rung động thân máy sinh mà khơng tính đến rung động truyền dẫn từ bên vào Phần Tiêu chuẩn TCVN 9229: 2012 (ISO 10816) không đề cập đến rung động quay xoắn Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố, áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố, áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi bổ sung (nếu có) ISO 7919-1, Rung học máy không chuyển động tịnh tiến qua lại - Phần 1: Hướng dẫn chung (mechanical vibration of non-reciprocating machines-Measurements on rotaring shafts and avaluatin criteria - Part 1: General guidelines) Đo lường Trong điều khoản mô tả cách đo, thủ tục điều kiện vận hành thử nghiệm khuyến cáo để đánh giá rung động máy Theo đó, cho phép đánh giá rung động phù hợp với chuẩn mực nguyên tác định điều 3.1 Thông số đo 3.1.1 Dải tần số Phép đo rung động phải thực dải tần rộng, cho bao trùm phổ tần số rung động máy Dải tần số phụ thuộc vào kiểu máy quan tâm (ví dụ: dải tần số cần thiết để đánh giá toàn ổ lăn phải bao phủ tần số cao tần số rung thân máy với ổ lăn màng lỏng) Hướng dẫn dải tần số đo loại máy riêng biệt phải tuân thử theo phần tương ứng tiêu chuẩn TCVN 9229/ISO 10816 CHÚ THÍCH: Trong khứ, rung động khắc nghiệt thường liên quan tới vận tốc rung dải rộng (mm/s, giá trị hiệu dụng) dải tần số từ 10 Hz đến 1000 Hz Tuy nhiên, áp dụng dải tần số đại lượng đo khác kiểu máy khác 3.1.2 Đại lượng đo Cho mục đích phần tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816), đại lượng sau sử dụng: a) độ chuyển dịch rung động, biểu thị m; b) vận tốc rung, biểu thị mm/s; c) gia tốc rung, biểu thị m/s2 Cách sử dụng, ứng dụng giá trị giới hạn đại lượng đề cập điều Nhìn chung, khơng có mối quan hệ đơn giản gia tốc, vận tốc độ dịch chuyển giá trị đỉnh (o-p), đỉnh - đỉnh (p-p), giá trị hiệu dụng (r.m.s) rung động trung bình dải tần rộng Lý đề cập vắn tắt Phụ lục A, xác định rõ ràng số mối quan hệ đại lượng biết thành phần sóng hài rung động Để tránh nhầm lẫn đảm bảo suy diễn chuẩn xác, suốt trình cần phải phân biệt rõ đơn vị đo (ví dụ: m (p-p), mm/s (r.m.s.) 3.1.3 Độ lớn rung động Kết đo đại lượng rung động thiết bị đo phù hợp với quy định điều gọi độ lớn rung động vị trí hướng đo xác định Thơng thường, dựa kinh nghiệm, đánh giá rung động dải tần rộng máy quay cần quan tâm trị số vận tốc rung động hiệu dụng, liên quan tới lượng rung động Tuy nhiên, đại lượng khác độ dịch chuyển hay gia tốc giá trị đỉnh thay giá trị hiệu dụng thích hợp Khi đó, cần có chuẩn mực khác, khơng cần có mối quan hệ đơn giản với chuẩn mực dựa giá trị hiệu dụng 3.1.4 Rung động khắc nghiệt Thông thường, phép đo thực số vị trí khác theo hai đến ba hướng, cho số liệu gồm giá trị đo độ lớn rung động khác Giá trị độ lớn dải tần rộng lớn đo bệ/giá đỡ máy điều kiện vận hành thỏa thuận, xem rung động khắc nghiệt Đối với hầu hết loại máy, giá trị rung động khắc nghiệt đặc trưng trạng thái rung động máy Tuy nhiên, số máy cách tiếp cận khơng thích hợp rung động khắc nghiệt cần đánh giá độc lập vị trí đo số vùng 3.2 Vị trí đo Vị trí đo phải chọn ổ lăn, vỏ gối ổ lăn, hay phận kết cấu khác phản ánh rõ rệt lực động học đặc trưng rung động tổng thể máy Các vị trí đo điển hình cho Hình đến Hình Để xác định tác động rung vị trí đo, nhìn chung cần phải đo theo ba hướng vng góc tương hỗ (xem Hình đến Hình 5) Thơng thường, địi hỏi đo theo ba hướng vng góc thử nghiệm nghiệm thu Đối với yêu cầu giám sát rung động, cần đo hai phép đo theo chiều hướng tâm (ví dụ: phương mặt cắt nằm ngang và/hoặc phương thẳng đứng) Các phép đo bổ sung thêm phép đo rung động theo chiều dọc trục, đáng kể vị trí ổ lăn chịu áp lực, nơi lan truyền trực tiếp lực động đẩy dọc trục Quy định chi tiết kiểu máy riêng biệt cho phần bổ sung tương ứng tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) 3.3 Cấu trúc giá đỡ máy thử nghiệm nghiệm thu 3.3.1 Thử nghiệm trường Hình - Các điểm đo giá đỡ ổ lăn Hình - Các điểm đo vành gối đỡ ổ lăn Hình - Các điểm đo máy điện công suất bé Hình - Các điểm đo động chuyển động qua lại tịnh tiến Hình - Các điểm đo tổ hợp máy đứng Khi thử nghiệm nghiệm thu tiến hành trường (tại nơi lắp đặt làm việc máy) phải đảm bảo kết cấu giá/bệ đỡ cung cấp đồng với máy, thành phần cấu thành máy kết cấu phải lắp đặt hoàn chỉnh trước tiến hành thử nghiệm Phải lưu ý so sánh độ rung động máy kiểu, chúng lắp hay bệ giá đỡ khác có đặc tính động tương tự 3.3.2 Phương tiện thử nghiệm Có nhiều loại máy, lý kinh tế hay lý khác, chúng thử nghiệm nghiệm thu tiến hành bệ thử (bệ/giá đỡ) chuyên dụng có đặc tính khác so với bệ giá đỡ máy trường Kết cấu bệ giá đỡ tác động đáng kể lên kết đo rung động, nỗ lực để đảm bảo tần số tự nhiên toàn dàn máy thử nghiệm không trùng lặp với tần số quay máy hài bậc cao có độ lớn đáng kể Bố trí thử nghiệm thơng thường thỏa mãn yêu cầu độ lớn rung động đo theo phương nằm ngang chân máy, hay bệ khung gần giá đỡ ổ lăn hay chân stator, không vượt 50 % độ lớn rung động nhận theo chiều đo ổ lăn Ngồi ra, sơ đồ bố trí thử nghiệm phải khơng gây thay đổi đáng kể tần số cộng hưởng Nếu cộng hưởng bệ/giá đỡ xuất q trình thử nghiệm nghiệm thu có độ lớn đáng kể, loại bỏ được, thử nghiệm nghiệm thu phải tiến hành máy lắp đặt toàn trường Đối với số cấp máy (ví dụ: máy điện nhỏ), thử nghiệm nghiệm thu tiến hành điều kiện máy gắn hệ thống giá đỡ đàn hồi Khi đó, tần số rung động tất phần cứng vững máy hệ thống bệ giá đỡ phải nhỏ hai lần so với tần số kích thích đáng kể thấp Điều kiện bệ giá đỡ thích hợp tạo thỏa mãn lắp máy đỡ đàn hồi hay hệ treo tự lò xo mềm 3.4 Kết cấu bệ/giá đỡ máy giám sát vận hành Giám sát vận hành tiến hành máy lắp đặt tồn trường (ví dụ: kết cấu bệ/giá đỡ lắp đặt cố định trường) 3.5 Điều kiện vận hành máy Các phép đo rung động phải thực sau đạt điều kiện vận hành chuẩn theo quy định Các phép đo rung động bổ sung điều kiện khác nói khơng áp dụng để đánh giá rung động theo điều 3.6 Đánh giá rung động môi trường Nếu độ lớn rung động đo vượt giá trị giới hạn quy định, cần thiết phải đo rung động mục tiêu ngừng máy thử nghiệm, để đảm bảo khơng có thành phần rung động đáng kể kết đo quan sát độ rung môi trường Ở nơi cho phép, cần thực bước để giảm thiểu độ lớn rung động mơi trường lớn 1/3 giá trị giới hạn cho phép Thiết bị đo Thiết bị đo phải lựa chọn lắp đặt cho hoạt động thỏa mãn môi trường dự kiến sử dụng, ví dụ: chịu nhiệt độ, ẩm độ khơng khí mơi trường làm việc v.v Đặc biệt phải đảm bảo đầu đo rung (chuyển đổi đo gia tốc) lắp đặt cách, cho diện đầu đo không làm thay đổi đặc tính đáp ứng rung động máy thử nghiệm Hai hệ thống chấp nhận sử dụng rộng rãi để hiển thị rung động dải tần rộng, gọi là: a) Thiết bị đo, tổ hợp gồm mạch đầu đo hiển thị giá trị đo hiệu dụng (r.m.s.); b) Thiết bị đo, tổ hợp mạch đầu đo hiệu dụng hay đầu đo giá trị trung bình, có thang đo để đọc giá trị đỉnh-đỉnh (p-p) hay giá trị đỉnh (0-p) Thang đo dựa giả thiết tồn mối quan hệ hàm điều hòa (hàm sin) giá trị hiệu dụng, giá trị trung bình, giá trị đỉnh-đỉnh (p-p) đỉnh (0-p) Nếu kết đo rung động dựa hai đại lượng đo trở lên (ví dụ: độ dịch chuyển, vận tốc, gia tốc), thiết bị đo sử dụng phải có đủ khả biểu thị đại lượng đo tương ứng Khuyến cáo sử dụng hệ thống thiết bị đo có khả hiệu chuẩn trực tuyến thiết bị đo, có cửa độc lập để thu thập lưu trữ xử lý liệu thuận lợi theo yêu cầu Chuẩn mực đánh giá 5.1 Khái quát chung Trong điều quy định chuẩn mực chung nguyên tắc đánh giá độ rung động máy Các chuẩn mực đánh giá đề cập đến hai vấn đề: Giám sát vận hành thử nghiệm nghiệm thu, áp dụng rung động phát từ thân máy, không áp dụng rung động truyền dẫn từ bên vào Đối với số loại máy, hướng dẫn giới thiệu phần tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) bổ sung vấn đề rung động trục truyền động TCVN 9229-1 (ISO 7919-1) Nếu quy trình hai tiêu chuẩn nói áp dụng được, quy trình chặt chẽ ưu tiên lựa chọn Chuẩn mực riêng biệt điều khoản kiểu máy khác đưa phần tương ứng tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) 5.2 Chuẩn mực Trong tiêu chuẩn đưa hai chuẩn mực đánh giá "rung động khắc nghiệt" loại máy khác Một chuẩn mực xem xét độ lớn rung động dải tần rộng đo được, chuẩn mực thứ hai xem xét thay đổi độ lớn mà không quan tâm đến chiều tăng hay giảm 5.3 Chuẩn mực I: Độ lớn rung động Chuẩn mực quan tâm đến việc xác định vùng giới hạn độ lớn rung động tuyệt đối quán với tải động đặt lên ổ lăn truyền dẫn rung động tới kết cấu bệ/giá đỡ, móng Độ lớn rung động cực đại đo ổ lăn hay giá đỡ đánh giá theo vùng ước lượng, thiết lập sở kinh nghiệm quốc tế Độ lớn rung động cực đại đo xác định "rung động khắc nghiệt" (xem điều 3.1.4) 5.3.1 Vùng ước lượng Các vùng ước lượng điển hình xác định nhằm đánh giá chất lượng rung động máy cụ thể để đưa hướng dẫn hành động cần thiết Sự phân chia vùng số lượng vùng áp dụng cho loại máy riêng biệt Vùng số lượng vùng quy định bổ sung phần khác tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) Đối với loại máy khơng có phần tiêu chuẩn cụ thể, xem Phụ lục B - Vùng A: Rung động máy sau cấp phép sử dụng (bên vùng); - Vùng B: Rung động máy phép làm việc dài hạn (bên vùng); - Vùng C: Rung động máy không thỏa mãn điều kiện vận hành dài hạn Tuy nhiên, vận hành máy khoảng thời gian định tình trạng xuất tình phải tiến hành biện pháp cứu chữa; - Vùng D: Các giá trị rung động vùng xem đủ "khắc nghiệt" để làm hỏng máy Trị số gán cho vùng, quy định đặc trưng kỹ thuật, mà đối tượng thỏa thuận nhà chế tạo/cung cấp khách hàng/sử dụng máy Tuy nhiên, giá trị giới hạn đưa gợi ý chung tình trạng yếu để tránh yêu cầu không thực tế Trong trường hợp xác định, máy cụ thể có yêu cầu giá trị vùng bao khác biệt (cao thấp hơn) Khi đó, cần thiết phải giải thích lý đảm bảo máy không bị nguy hiểm vận hành trị số rung cao 5.3.2 Giới hạn vùng ước lượng Rung động máy cụ thể phụ thuộc vào kích thước, tính chất vật thể rung hệ thống lắp đặt, mục đích thiết kế Bởi cần thiết phải lưu ý đến mục đích hồn cảnh quan tâm xác định dải đo rung động loại máy khác Đối với hầu hết loại máy, tùy theo kiểu ổ lăn sử dụng, phép đo giá trị hiệu dụng dải tần rộng phận kết cấu vành gối đỡ, nhìn chung phản ánh đầy đủ điều kiện vận hành thành phần trục quay hoạt động tin cậy Trong nhiều trường hợp, hiển nhiên vận tốc rung động đặc trưng đầy đủ độ rung động khắc nghiệt dải vận tốc vận hành rộng Tuy nhiên, biết dựa vào giá trị vận tốc, theo tần số, đưa đến độ dịch chuyển lớn không chấp nhận Đặc biệt máy vận hành với tốc độ thấp mà thành phần rung động "một lần-mỗi vòng quay" trội Tương tự, chuẩn số vận tốc không đổi máy chạy tốc độ cao, hay với tần số rung động phát phận máy dẫn đến gia tốc lớn khơng chấp nhận Bởi vậy, chuẩn mực chấp nhận dựa vận tốc quay có dạng cho Hình Điều định giới hạn f u giới hạn fl cho thấy bên tần số fx bên tần số fy vận tốc rung động cho phép hàm số tần số rung (xem Phụ lục C) Tuy vậy, tần số rung nằm f x fy chuẩn số vận tốc không đổi áp dụng Trị số hiệu dụng vận tốc cho Bảng B liên quan đến vùng vận tốc không đổi Bản chất nghiêm ngặt chuẩn số chấp nhận giá trị f l, fu, fx fy loại máy cụ thể cho phần khác TCVN 9229 (ISO 10816) Đối với máy, rung động dải tần rộng có chứa chủ yếu thành phần rung động đơn, thường tần số trục quay Trong trường hợp đó, rung động cho phép tra Hình vận tốc rung phụ thuộc tần số quay tương ứng Đối với số máy khơng phổ biến, lượng rung đủ lớn vượt điểm giới hạn f x fy Hình 6, có cách tiếp cận khác, ví dụ: a) Ngồi vận tốc dải tần rộng, cần đo thêm độ dịch chuyển dải tần rộng lượng đủ lớn fx Tương tự, cần phải đo gia tốc dải tần rộng lượng đủ lớn tần số f y Độ dịch chuyển gia tốc cho phép phải phù hợp với đoạn dốc Hình Hình - Hình dạng chung chuẩn mực chấp nhận vận tốc rung b) Vận tốc, độ dịch chuyển hay gia tốc thành phần đáng kể suốt phổ tần cần xác định thơng qua phép phân tích tần số Giá trị vận tốc dải tần rộng tương đương thu nhận từ biểu thức (A2) sau đưa vào trọng số thích hợp, phù hợp với Hình 6, thành phần tần số chúng thấp fx cao fy Trị số phải đánh giá liên quan đến vận tốc không đổi fx fy Cũng cần phải lưu ý rằng, ngoại trừ trường hợp rung động dải tần rộng chứa chủ yếu thành phần đơn tần số, so sánh trực tiếp thành phần phổ tần với đường cong hình dẫn đến kết luận sai lầm c) Có thể phải tiến hành đo dải tần rộng hỗn hợp bao trùm toàn phổ tần hệ thống thiết bị đo lấy trọng số thích hợp với hình dáng đường cong Hình Giá trị phải đánh giá liên quan với vận tốc không đổi khoảng fx fy Chuẩn mực đánh giá kiểu máy đặc biệt đề cập phần bổ sung tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) Phụ lục C đưa hướng dẫn bổ sung Đối với loại máy xác định, cần thiết phải xác định chuẩn mực khác ngồi phạm vi mơ tả Hình (xem ví dụ điều 5.6.3) 5.4 Chuẩn mực II: Sự thay đổi độ lớn rung động Chuẩn mực đưa đánh giá thay đổi độ lớn rung động từ giá trị chuẩn thiết lập trước Sự xuất thay đổi đáng kể độ rung dải tần rộng, đòi hỏi số đánh vùng C chuẩn mực I không đáp ứng Những thay đổi xảy đột ngột hay tăng dần theo thời gian, qua kịp thời trước xảy cố hỏng hóc hay số biểu khơng bình thường khác Chuẩn mực II quy định sở thay đổi lớn rung động xuất điều kiện vận hành xác lập ổn định Khi áp dụng chuẩn mực II, kết đo rung động đem so sánh phải đo vị trí đầu đo, hướng đo điều kiện vận hành Các thay đổi rõ rệt độ rung động cần kiểm tra để tránh tình nguy hiểm Chuẩn mực để đánh giá thay đổi rung động dải tần rộng cho mục đích giám sát đề cập phần khác tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) Tuy nhiên, cần phải số thay đổi không phát ngoại trừ thành phần tần số rời rạc giám sát (xem điều 5.6.1) 5.5 Giới hạn vận hành Đối với chế độ vận hành dài hạn, thực tế số kiểu máy cần thiết phải lập giới hạn rung động Các giới hạn có dạng cảnh báo ngắt an toàn CẢNH BÁO Để đưa cảnh báo giá trị rung động cho trước đạt tới hay xuất thay đổi đáng kể, cần thiết có hành động khẩn cấp Nhìn chung, trạng thái cảnh báo xảy ra, tiếp tục vận hành khoảng thời gian tiến hành kiểm tra xác định nguyên nhân dẫn đến thay đổi rung động xác định hành động cứu chữa NGẮT AN TOÀN Định rõ độ lớn rung động, mà vượt qua tiếp tục vận hành máy dẫn đến hỏng hóc Nếu "giá trị ngắt" bị vượt quá, cần phải có hành động khẩn cấp để giảm bớt rung động phải dừng máy Giới hạn vận hành khác nhau, phản ánh khác độ cứng vững bệ/giá đỡ tải động, phải quy định rõ vị trí hướng đo khác Khi cần, xem hướng dẫn quy định chuẩn mực "Cảnh báo" "Ngắt an toàn" loại máy cụ thể cho phần khác TCVN 9229 (ISO 10816) 5.5.1 Cài đặt "Cảnh báo" Giá trị cảnh báo khác đáng kể, tăng giảm máy khác Các trị số chọn, thông thường đặt liên quan đến giá trị đường sở, xác định theo kinh nghiệm vị trí hay hướng đo cho loại máy riêng biệt Trị số "Cảnh báo" phải đặt cao giá trị đường sở lượng tỷ lệ giới hạn vùng B Nếu đường sở thấp, trị số "Cảnh báo" phải nằm vùng C Các hướng dẫn loại máy cụ thể cho phần khác TCVN 9229 (ISO 10816) Đối với máy chưa có đường sở, chọn đặt chế độ cảnh báo ban đầu sở kinh nghiệm từ máy tương tự liên quan, phù hợp với giá trị chấp nhận thỏa thuận Sau thời gian vận hành, giá trị "đường sở trạng thái xác lập" cần thiết lập điều chỉnh lại theo giá trị cảnh báo tương ứng Nếu đường sở trạng thái xác lập thay đổi (ví dụ: sau máy đại tu), Trị số cảnh báo tương ứng phải xem xét lại Các trị số đặt cảnh báo vận hành khác tương ứng với ổ lăn khác máy, phản ánh khác tải động độ cứng vững bệ/giá đỡ 5.5.2 Cài đặt "Ngắt an toàn" Giá trị ngắt an tồn thường phụ thuộc vào mức độ tích hợp khí máy phụ thuộc vào đặc điểm thiết kế riêng biệt đưa vào để máy chịu đựng lực động bất thường Các trị số ngắt an toàn áp dụng cho tất máy có thiết kế giống không liên quan đến giá trị đường sở trạng thái xác lập sử dụng để đặt cảnh báo Vì giá trị cảnh báo khác máy có thiết kế khác nhau, đưa dẫn cụ thể giá trị ngắt an tồn tuyệt đối Thơng thường, giá trị ngắt an toàn nằm vùng C D 5.6 Các yếu tố phụ 5.6.1 Vector tần số rung động Việc đánh giá rung động tài liệu hạn chế cho rung động dải tần rộng không xem xét đến thành phần tần số pha Điều tương thích nhiều trường hợp thử nghiệm nghiệm thu mục đích giám sát vận hành Tuy nhiên, số trường hợp sử dụng thông tin vector để đánh giá rung động kiểu máy xác định bổ ích Thông tin thay đổi vector đặc biệt bổ ích phát phân tích thay đổi trạng thái động lực máy Trong số trường hợp, thay đổi khơng phát phép đo rung động dải tần rộng Điều minh họa Phụ lục D Quy định chuẩn mực thay đổi vectơ không nằm khuôn khổ phần tiêu chuẩn TCVN 9229-1 (ISO 10816-1) 5.6.2 Rung động khắc nghiệt máy Rung động đo máy cụ thể dễ bị thay đổi điều kiện vận hành xác lập ổn định Trong nhiều trường hợp thay đổi không đáng kể Trong số trường hợp khác, rung động khắc nghiệt xem thỏa mãn đo điều kiện xác lập ổn định không thỏa mãn điều kiện bị thay đổi Khuyến cáo, trường hợp có số hướng nhạy cảm rung động máy bị nghi ngờ, cần phải đạt thỏa thuận khách hàng nhà chế tạo/cung cấp cần thiết phải mở rộng đánh giá thử nghiệm hay đánh giá lý thuyết 5.6.3 Kỹ thuật đặc biệt phần tử lăn ổ lăn Các cách tiếp cận khác so với đo rung động dải tần rộng thường xuyên xem xét đánh giá điều kiện làm việc phần tử lăn ổ lăn Vấn đề xem xét Phụ lục E Định nghĩa chuẩn mực đánh giá phương pháp không đề cập phần tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) Phụ lục A (Tham khảo) Hệ thức dạng sóng rung động Nhiều năm qua, phép đo vận tốc rung hiệu dụng thừa nhận rộng rãi để đặc trưng đáp ứng loại máy thành công tiếp tục thừa nhận Đối với dạng sóng khác tổ hợp từ số sóng hài rời rạc thành phần có độ lớn pha, không chứa thành phần rung động sốc ngẫu nhiên đáng kể, sử dụng phân tích Furie để liên kết đại lượng khác (ví dụ độ dịch chuyển, vận tốc, gia tốc, đỉnh, trị hiệu dụng, giá trị trung bình v.v.) biểu thức tốn học xác xác định Vấn đề đối tượng Phụ lục Tuy nhiên, số phương trình bổ ích tóm tắt đây: Từ vận tốc rung đo theo thời gian ghi được, trị hiệu dụng vận tốc tính sau: (A.1) đó: v(t) vận tốc rung phụ thuộc thời gian, m/s; vrms vận tốc hiệu dụng, m/s; T thời gian lấy mẫu (đo) dài thời gian chu kỳ tần số thành phần tạo nên v(t) Gia tốc, vận tốc và/hoặc độ lớn chuyển dịch (aj, vj, sj; j = 1, 2, …, n) xác định cho tần số khác (f1, f2, …, fn) từ phân tích phổ ghi nhận Nếu giá trị độ dịch chuyển rung động đỉnh-đỉnh s1, s2, …, sn tính m hay giá trị vận tốc rung v1, v2, …, tính mm/s, a1, a2, …, an tính m/s2 tần số f1, f2, …, fn tính Hz biết trước, vận tốc hiệu dụng liên quan mô tả chuyển động biểu thị bằng: v rms  .10   v12  v 22   (s1.f1 )2  (s2 f2 )2   (sn fn )2  10  2   v n2 2  a1   a  a          n   f1   f2   fn  (A.2) CHÚ THÍCH: Theo ISO 2041, tần số f gọi tần số chu kỳ f Trong trường hợp rung động chứa hai thành phần tần số đáng kể tạo nhịp rung trị số hiệu dụng: vmin, vmax vrms xác định gần theo biểu thức: v rms  2 v max  v   (A.3) Thay giá trị gia tốc rung, vận tốc hay chuyển dịch rung hoàn toàn thu nhận thành phần đơn hài tần số riêng rẽ, sử dụng ví dụ Hình A1 Nếu vận tốc rung thành phần tần số đơn biết, độ chuyển dịch đỉnh-đỉnh đánh giá thông qua công thức: si  450.v i fi (A.4) đó: si giá trị độ chuyển dịch, m; vi giá trị vận tốc rung hiệu dụng, mm/s thành phần với tần số f i, Hz Hình A.1 - Quan hệ gia tốc (acceleration), vận tốc (velocity) độ dịch chuyển (displacement) với thành phần tần số (frequency) đơn hài Phụ lục B (Tham khảo) Hướng dẫn xác định giới hạn vùng bao Phần TCVN 9229 (ISO 10816) tài liệu thiết lập quy trình chung để đo đánh giá rung động học máy cách đo phận không quay, không đề cập đến chuẩn mực riêng biệt Các quy định riêng biệt nhiều kiểu máy thông dụng đề cập phần khác tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) Chuẩn mực đánh giá kiểu máy loại máy cụ thể khơng có phần tiêu chuẩn riêng thông thường dựa kinh nghiệm vận hành tốt kiểu máy tương tự thỏa thuận nhà cung cấp người mua Các yếu tố cần quan tâm xem xét bao gồm vị trí, chiều đo, dải tần số, độ linh hoạt bên giá đỡ điều kiện vận hành Trong trường hợp khơng có kinh nghiệm cần thiết khơng có phần riêng tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816), áp dụng phạm vi giá trị vùng bao ước lượng A/B, B/C C/D tương ứng (xem điều 5.3.2) cho Bảng B.1 Nhìn chung giới hạn vùng bao ước lượng a) máy nhỏ (ví dụ: động điện cơng suất đến 15 kW), có xu nhận giá trị nhỏ, phía dải, b) máy lớn (ví dụ: máy động lực sơ cấp với giá/bệ đỡ theo chiều đo rung), có xu nhận giá trị lớn, phía dải Các giá trị cung cấp sở để thảo luận đánh giá thỏa thuận nhà cung cấp người mua phải đảm bảo cho tránh thiên lệch yêu cầu không thực tế Phải thận trọng cân nhắc áp dụng trị số cho Bảng B.1 liệu có phải đặc điểm liên quan đến kiểu máy cụ thể, cần áp dụng giá trị khác Bảng B.1 - Dải giá trị điển hình vùng bao A/B, B/C C/D Dải giá trị vận tốc rung hiệu dụng vùng bao điển hình, mm/s 0,28 0,28 0,45 0,45 0,71 0,71 1,12 1,12 Vùng bao A/B 1,8 1,8 Từ 0,71 đến 4,5 2,8 2,8 Vùng bao B/C 4,5 4,5 Từ 1,8 đến 9,3 7,1 7,1 Vùng bao C/D 9,3 Từ 4,5 đến 14,7 9,3 11,2 11,2 14,7 14,7 18 18 28 28 45 45 CHÚ THÍCH 1: Bảng số áp dụng cho kiểu máy không đề cập phần riêng tiêu chuẩn TCVN 9229-1 (ISO 10816) máy chưa có đủ kinh nghiệm thích hợp khứ CHÚ THÍCH 2: Chuẩn mực chấp nhận đối tượng thỏa thuận nhà cung cấp khách hàng CHÚ THÍCH 3: Giá trị chọn phải vào vị trí đo kiểu bệ giá đỡ linh hoạt/đàn hồi CHÚ THÍCH 4: Máy nhỏ (ví dụ: động điện cơng suất đến 15 kW) nghiêng phía giá trị thấp dải máy lớn (ví dụ: Máy động lực sơ cấp với bệ giá đỡ theo chiều đo rung) nghiêng giá trị cao dải Phụ lục C (Tham khảo) Hướng dẫn chung phân loại chuẩn mực Chuẩn mực vận tốc cho Hình biểu diễn dạng biểu thức tổng quát sau:  v rms  v A G.( fz / fx )k fy / fw m (C.1) đó: vrms vận tốc hiệu dụng cho phép, mm/s; vA vận tốc hiệu dụng không đổi áp dụng cho vùng A f x fy, mm/s; G yếu tố xác định đường bao giới hạn (ví dụ: giới hạn vùng A nhận đặt G = 1, giới hạn vùng B đặt G = 2,56 giới hạn vùng C - đặt G = 6,4); yếu tố hàm số tốc độ đại lượng vận hành máy (ví dụ: tải, áp suất, lưu lượng dòng chảy…); fx fy tần số xác định, chuẩn mức vận tốc không đổi áp dụng giả định nằm trong, Hz fw = fy f  fy fw = f f > fy fz = f f < fx fz = fx f  fy đó: f tần số xác định vrms, mm/s; k m số mũ ứng với kiểu máy xác định Đối với nhóm máy đặc biệt, giá trị đơn trị vận tốc hiệu dụng phân loại thay đường cong kiểu cho Hình CHÚ THÍCH: Các tần số fu fi cho Hình giới hạn giới hạn phép đo dải tần rộng Phụ lục D (Tham khảo) Phân tích Vector thay đổi rung động Mở đầu Chuẩn mực đánh giá xác định thông qua trị số rung động dải tần rộng chế độ xác lập ổn định chuẩn thay đổi độ lớn rung động xuất xung quanh giá trị ổn định Chuẩn mực sau có yếu điểm, số thay đổi nhận dạng phân tích vector riêng rẽ thành phần tần số Sự phát triển kĩ thuật cho mục đích khác ngồi thành phần rung động đồng cịn chưa hồn thiện chưa thể xác định tiêu chuẩn D.1 Khái quát chung Tín hiệu rung động dải tần rộng xác lập ổn định đo máy chất giá trị phức hợp hợp thành từ thành phần tần số khác Mỗi thành phần tần số xác định tần số, biên độ pha liên quan đến số liệu biết trước Thông thường, thiết bị giám sát rung động đo độ lớn tồn dải tín hiệu phức hợp mà không nhận biết khác tần số thành phần Tuy nhiên, thiết bị chuẩn đốn đại có khả phân tích tín hiệu phức hợp biên độ nhận dạng pha thành phần tần số Thơng tin có ý nghĩa đặc biệt quan trọng kĩ sư rung động, cho phép chuẩn đoán nguyên nhân động thái rung động khơng bình thường Các thay đổi thành phần tần số riêng rẽ, lớn, chưa phản ánh đủ phép đo rung động dải tần rộng chuẩn mực dựa thay đổi độ rung động dải tần rộng địi hỏi phải có phép đo pha bổ sung D.2 Bản chất thay đổi vectơ rung động Hình D.1 biểu đồ cực dùng để hình dáng vectơ biên độ pha thành phần tần số tín hiệu rung động phức hợp Vectơ A1 mô điều kiện trạng thái xác lập ban đầu, ví dụ: độ rung động hiệu dụng mm/s với góc pha 40o Vectơ A mô điều kiện rung động trạng thái xác lập sau số thay đổi xuất máy, ví dụ: độ rung động hiệu dụng lúc 2,5 mm/s với góc pha 180 o Mặc dù độ rung động hiệu dụng giảm 0,5 mm/s (từ 3,0 mm/s xuống 2,5 mm/s), thay đổi rung động thực tế thể vectơ A  A1 có độ lớn hiệu dụng 5,2 mm/s, lớn mười lần so với số suy giảm độ rung động riêng rẽ D.3 Giám sát thay đổi vectơ rung động Ví dụ đưa điều D.2 minh họa tầm quan trọng việc nhận diện thay đổi vectơ tín hiệu rung động Tuy nhiên, cần thiết phải nhấn mạnh tín hiệu rung động dải tần rộng, nhìn chung hợp thành từ nhiều tần số thành phần riêng rẽ, tần số ghi nhận thay đổi vectơ Hơn nữa, thay đổi chấp nhận số thành phần tần số riêng rẽ lại nằm giới hạn chấp nhận thành phần khác Hình D.1 - So sánh thay đổi vectơ thay đổi độ lớn thành phần tần số rời rạc Vectơ trạng thái xác lập ban đầu A = mm/s (giá trị hiệu dụng),  = 400o Vectơ trạng thái xác lập sau thay đổi A = 2,5 mm/s (giá trị hiệu dụng),  = 180o Thay đổi độ lớn rung động A - A1 = 0,5 mm/s (giá trị hiệu dụng) Vectơ thay đổi A  A = 5,2 mm/s (giá trị hiệu dụng) Do vậy, xác định điều kiện chuẩn cho thay đổi vectơ thành phần tần số riêng rẽ tương thích với luận điểm tiêu chuẩn này, mà trước tiên áp dụng cho mục đích giám sát vận hành chuẩn rung động dải tần rộng chuyên gia "Không rung động" Phụ lục E (Tham khảo) Đo lường chuyên nghiệp kỹ thuật phân tích để phát vấn đề thành phần đo kiểu lăn - ổ lăn Mở đầu Sử dụng kỹ thuật đo dải tần rộng liệu đo gia tốc thô từ bệ/gối đỡ ổ lăn, mô tả nội dung phần tiêu chuẩn ISO 10816, thông thường đưa thông tin đầy đủ hướng dẫn điều kiện vận hành bệ/gói đỡ ổ lăn cụ thể Thực tế, kỹ thuật không thành công trường hợp Cụ thể đánh giá nảy sinh hiệu ứng cộng hưởng đáng kể bệ/gối đỡ ổ lăn dải tần số đo, tín hiệu rung đáng kể truyền đẫn đến bệ/gối đỡ từ nguồn khác rung động từ bánh hộp số Để khắc phục yếu điểm trên, cần sử dụng thiết bị kỹ thuật phân tích thích hợp để nhận dạng vấn đề từ bệ/gối đỡ ổ lăn Khơng có thiết bị hay kỹ thuật đáp ứng u cầu tình Ví dụ: khơng phải tất loại hỏng hóc ổ lăn nhận dạng kỹ thuật, trái lại kỹ thuật cụ thể thỏa mãn nhận dạng vấn đề bệ/gối đỡ ổ lăn loại máy, hồn tồn khơng phù hợp cho hệ thống khác Trong trường hợp đặc tính rung động chung mẫu hoàn toàn phụ thuộc vào kiểu ổ lăn cụ thể, kết cấu tích hợp, thiết bị đo chí cách gia công số liệu Tất tượng cần có hiểu biết tốt, khơng khơng có phương pháp đánh giá khách quan bệ/giá đỡ ổ lăn áp dụng Lựa chọn kỹ thuật thích hợp cho đối tượng áp dụng cụ thể địi hỏi chun gia phải có kiến thức kỹ thuật máy đối tượng áp dụng Các điều E1 đến điều E4 gợi ý vắn tắt số thiết bị đo có kỹ thuật phân tích giới thiệu có số kết ứng dụng chọn Tuy nhiên, chưa có đủ thơng tin giá trị chuẩn mực đánh giá phù hợp phép hợp tất kỹ thuật tiêu chuẩn quốc tế giai đoạn E.1 Phân tích liệu thơ (Đo tồn dải rung động) Một số công bố đưa để hậu thuẫn giải pháp đo gia tốc hiệu dụng dải tần rộng khác tín hiệu rung động thơ để phát khuyết tật bệ/giá đỡ ổ lăn, là: a) Đo giá trị đỉnh gia tốc; b) Đo tỷ số "đỉnh - hiệu dụng" (hệ số méo dạng) gia tốc; c) Tính tốn tích giá trị hiệu dụng đỉnh giá trị đo gia tốc E.2 Phân tích tần số Thành phần tần số riêng biệt tín hiệu gia tốc phức hợp nhận dạng nhờ lọc phân tích phổ Nếu có liệu đầy đủ ổ lăn cụ thể, đặc tính tần số số khuyết tật tính tốn so sánh với thành phần tần số tín hiệu đo gia tốc Như vậy, đưa không nhận dạng ổ lăn quan tâm mà nhận dạng chất hỏng hóc Để đưa định nghĩa quan trọng tần số liên quan đến ổ lăn trường hợp tồn rung cao, kỹ thuật gia công số liệu lấy giá trị trung bình số liệu qn, loại trừ nhiễu thích nghi hay kỹ thuật bù trừ phổ áp dụng kết Một kỹ thuật khác phân tích phổ tần hình bao dạng sóng tạo nhờ tách lọc thơng cao tín hiệu gia tốc (hay lọc dải thông dải tần số cao) Như rung động tần số thấp bị nén độ nhạy tín hiệu xung nhỏ tăng lên rõ rệt Phương án bổ ích cách tiếp cận phân tích phổ tần quan tâm đến dải biên (tổng hiệu tần số) tần số đặc trưng đỡ thân Mặc dù chủ yếu sử dụng để phát khuyết tật bánh hộp số, phân tích Furie (xác định tần số phổ lượng logarit phổ lượng) áp dụng để nhận dạng hiệu ứng biên E.3 Kỹ thuật Sốc-xung Một số thiết bị đo thương mại hóa có thị trường dựa yếu tố "khuyết tật" bệ đỡ ổ lăn phát xung ngắn hạn, thường gọi sốc-xung Vì độ nhọn đỉnh sốc-xung chứa thành phần tần số cao Thiết bị đo phát tín hiệu tần số cao gia cơng xử lý kỹ thuật thích hợp đưa dạng giá trị liên quan tới điều kiện ổ lăn Kỹ thuật khác phân tích phổ tín hiệu thơ hình bao sốc-xung E.4 Kỹ thuật khác Hiện có số kỹ thuật cho phép phát vấn đề ổ lăn mà không liên quan đến phép đo rung động Các phương pháp bao gồm phân tích âm ồn, đo nhiệt xạ bề mặt phân tích mãnh vỡ vụn (ferography), chưa có kỹ thuật công bố thành công trường hợp áp dụng số trường hợp MỤC LỤC Lời nói dầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Đo lường 3.1 Thông số đo 3.2 Vị trí đo 3.3 Cấu trúc giá đỡ máy thử nghiệm nghiệm thu 3.4 Kết cấu bệ/giá đỡ máy giám sát vận hành 3.5 Điều kiện vận hành máy 3.6 Đánh giá rung động môi trường Thiết bị đo Chuẩn mực đánh giá 5.1 Khái quát chung 5.2 Chuẩn mực 5.3 Chuẩn mực I: Độ lớn rung động 5.4 Chuẩn mực II: Sự thay đổi độ lớn rung động 5.5 Giới hạn vận hành 5.6 Các yếu tố phụ Phụ lục A (Tham khảo) Hệ thức dạng sóng rung động Phụ lục B (Tham khảo) Hướng dẫn xác định giới hạn vùng bao Phụ lục C (Tham khảo) Hướng dẫn chung phân loại chuẩn mực Phụ lục D (Tham khảo) Phân tích Vector thay đổi rung động Phụ lục E (Tham khảo) Đo lường chuyên nghiệp kỹ thuật phân tích