ISO 10816-3: Όρια κραδασμών για βιομηχανικές μηχανές
Πρακτική σύνοψη του ISO 10816-3:2009 για επιτόπιους ελέγχους κραδασμών σε βιομηχανικά συγκροτήματα μηχανών άνω των 15 kW που λειτουργούν μεταξύ 120 και 15 000 r/min: ζώνες αξιολόγησης A έως D για την ταχύτητα και τη μετατόπιση RMS, δύο ομάδες μηχανών, δύο κατηγορίες στήριξης, το κριτήριο μεταβολής και οδηγίες για τις ρυθμίσεις ALARM και TRIP.
Ένα φορητό όργανο, όπως το Balanset-1A, μετρά την ευρυζωνική ταχύτητα κραδασμών RMS στα περιβλήματα των εδράνων· το προεπιλεγμένο εύρος συχνοτήτων του, από 10 Hz έως περίπου 1 kHz, αντιστοιχεί στο εύρος που χρησιμοποιείται εδώ για τις περισσότερες μηχανές. Τη σύγκριση της μέτρησης με τους παρακάτω πίνακες την κάνετε μόνοι σας, επειδή το λογισμικό Balanset δεν αποδίδει αυτόματα ζώνες κατά ISO 10816-3.
Γρήγορη αναφορά: όρια έντασης κραδασμών
Όρια ζωνών του ISO 10816-3:2009, Παράρτημα A: Πίνακας A.1 για την Ομάδα 1 και Πίνακας A.2 για την Ομάδα 2. Όλες οι τιμές είναι ευρυζωνικές τιμές RMS, μετρημένες σε ακτινική διεύθυνση σε περιβλήματα ή βάθρα εδράνων με τη μηχανή σε σταθερή λειτουργία.
Εύρος συχνοτήτων: 10–1000 Hz ή 2–1000 Hz για μηχανές με ταχύτητα περιστροφής κάτω από 600 r/min. Προσδιορίστε πρώτα την ομάδα μηχανών και την κατηγορία στήριξης και στη συνέχεια βρείτε τη ζώνη στον πίνακα.
Κριτήρια αξιολόγησης — Ταχύτητα RMS (mm/s)
Τιμές ορίων ζωνών κατά ISO 10816-3 για βιομηχανικές μηχανές
| Ομάδα μηχανών | Ζώνη A / B | Ζώνη B / C | Ζώνη C / D |
|---|---|---|---|
| Ομάδα 1 — άκαμπτη στήριξη Άνω των 300 kW (έως 50 MW) ή ηλεκτρική μηχανή με H ≥ 315 mm· άκαμπτη στήριξη | 2.3 | 4.5 | 7.1 |
| Ομάδα 2 — άκαμπτη στήριξη ★ Άνω των 15 kW έως 300 kW ή ηλεκτρική μηχανή με 160 ≤ H < 315 mm· άκαμπτη στήριξη | 1.4 | 2.8 | 4.5 |
| Ομάδα 1 — εύκαμπτη στήριξη Άνω των 300 kW (έως 50 MW) ή ηλεκτρική μηχανή με H ≥ 315 mm· εύκαμπτη στήριξη | 3.5 | 7.1 | 11.0 |
| Ομάδα 2 — εύκαμπτη στήριξη Άνω των 15 kW έως 300 kW ή ηλεκτρική μηχανή με 160 ≤ H < 315 mm· εύκαμπτη στήριξη | 2.3 | 4.5 | 7.1 |
Τα όρια ισχύουν για ακτινικές μετρήσεις σε οποιοδήποτε έδρανο, βάθρο ή περίβλημα και για αξονικές μετρήσεις μόνο σε ωστικά έδρανα. Η μηχανή πρέπει να βρίσκεται σε σταθερή λειτουργία, στην ονομαστική ταχύτητα περιστροφής ή εντός του επιτρεπόμενου εύρους ταχυτήτων της· οι μετρήσεις που λαμβάνονται ενώ μεταβάλλεται η ταχύτητα ή το φορτίο δεν αξιολογούνται με βάση αυτά τα όρια. Για μια συγκεκριμένη μηχανή ή για ασυνήθιστες στηρίξεις, ο κατασκευαστής και ο πελάτης μπορούν να συμφωνήσουν διαφορετικές τιμές.
Το επίπεδο που παρατηρείται συνήθως σε μηχανές που μόλις τέθηκαν σε λειτουργία.
Συνήθως θεωρείται αποδεκτό επίπεδο για μακροχρόνια λειτουργία χωρίς περιορισμούς.
Συνήθως κρίνεται μη ικανοποιητικό επίπεδο για συνεχή μακροχρόνια λειτουργία. Κατά κανόνα η μηχανή μπορεί να παραμείνει σε λειτουργία για περιορισμένο χρόνο, μέχρι να βρεθεί κατάλληλη ευκαιρία για διορθωτικές εργασίες.
Κραδασμοί σε αυτό το επίπεδο θεωρούνται συνήθως αρκετά έντονοι ώστε να προκαλέσουν βλάβη στη μηχανή.
Μετατόπιση RMS (µm)
Το Παράρτημα A δίνει τα όρια για τη μετατόπιση δίπλα σε εκείνα για την ταχύτητα. Αν μετράτε και τα δύο μεγέθη, ισχύει η αυστηρότερη ζώνη.
| Ομάδα μηχανών | Ζώνη A / B | Ζώνη B / C | Ζώνη C / D |
|---|---|---|---|
| Ομάδα 1 — άκαμπτη στήριξη | 29 | 57 | 90 |
| Ομάδα 2 — άκαμπτη στήριξη ★ | 22 | 45 | 71 |
| Ομάδα 1 — εύκαμπτη στήριξη | 45 | 90 | 140 |
| Ομάδα 2 — εύκαμπτη στήριξη | 37 | 71 | 113 |
Η μετατόπιση έχει τη μεγαλύτερη σημασία στις χαμηλόστροφες μηχανές: όταν κυριαρχεί η συνιστώσα στη συχνότητα περιστροφής, μια ταχύτητα που φαίνεται μέτρια μπορεί και πάλι να αντιστοιχεί σε υπερβολική μετατόπιση. Για τέτοιες μηχανές η αξιολόγηση πρέπει να βασίζεται τόσο στην ταχύτητα όσο και στη μετατόπιση.
Αγγλοσαξονικές μονάδες — Ταχύτητα RMS (in/s)
Ισοδύναμες τιμές για χώρες που χρησιμοποιούν το αγγλοσαξονικό σύστημα μονάδων (1 mm/s ≈ 0.03937 in/s)
| Ομάδα μηχανών | Ζώνη A / B | Ζώνη B / C | Ζώνη C / D |
|---|---|---|---|
| Ομάδα 1 — άκαμπτη στήριξη | 0.091 | 0.177 | 0.280 |
| Ομάδα 2 — άκαμπτη στήριξη ★ | 0.055 | 0.110 | 0.177 |
| Ομάδα 1 — εύκαμπτη στήριξη | 0.138 | 0.280 | 0.433 |
| Ομάδα 2 — εύκαμπτη στήριξη | 0.091 | 0.177 | 0.280 |
⚡ Υπολογιστής ζώνης κραδασμών
Επιλέξτε την ομάδα μηχανών και την κατηγορία στήριξης, εισαγάγετε τις μετρήσεις σας και δείτε τη ζώνη, τον έλεγχο μεταβολής και οδηγίες για ALARM/TRIP με βάση το ISO 10816-3:2009.
Άκαμπτη: η χαμηλότερη ιδιοσυχνότητα είναι τουλάχιστον ίση με 1.25 φορές τη συχνότητα διέγερσης. Εύκαμπτη: σε κάθε άλλη περίπτωση.
Δεν είστε βέβαιοι για την κατηγορία στήριξης; Ελέγξτε την
Οπτική σύγκριση των ορίων των ζωνών
Το αναλογικό μήκος κάθε ζώνης δείχνει πώς διευρύνονται τα όρια για μηχανές με εύκαμπτη στήριξη και για μεγαλύτερες μηχανές.
Σε κάθε τμήμα αναγράφεται το άνω όριό του σε mm/s RMS· η κλίμακα φτάνει έως τα 15 mm/s.
Τι είναι το ISO 10816-3;
Το ISO 10816-3 είναι το Μέρος 3 της σειράς ISO 10816, η οποία αφορά την αξιολόγηση των κραδασμών μηχανών με μετρήσεις σε μη περιστρεφόμενα μέρη. Το Μέρος 1 καθορίζει τη γενική προσέγγιση· το Μέρος 3 τη μετατρέπει σε συγκεκριμένα κριτήρια για βιομηχανικά συγκροτήματα μηχανών άνω των 15 kW με ονομαστικές ταχύτητες περιστροφής από 120 έως 15 000 r/min, όταν οι μετρήσεις γίνονται επί τόπου. Η σελίδα αυτή περιγράφει τη δεύτερη έκδοση, ISO 10816-3:2009, που εκπονήθηκε από την τεχνική επιτροπή TC 108 του ISO, υποεπιτροπή SC 2.
Η έκδοση του 2009 αντικατέστησε την πρώτη έκδοση του 1998. Η κύρια αλλαγή της ήταν η εξαίρεση των αντλιών από το πεδίο εφαρμογής, επειδή οι στροβιλοαντλίες έχουν πλέον δικό τους μέρος, το ISO 10816-7.
Οι κραδασμοί αξιολογούνται με δύο τρόπους: με βάση το μέγεθός τους (Κριτήριο I, ζώνες A έως D) και με βάση το πόσο έχουν μεταβληθεί σε σχέση με μια καθορισμένη τιμή αναφοράς (Κριτήριο II). Το Παράρτημα A δίνει τα όρια των ζωνών σε ευρυζωνική ταχύτητα και μετατόπιση RMS, χωριστά για δύο ομάδες μηχανών και για άκαμπτη και εύκαμπτη στήριξη.
Γενικές αρχές: ISO 10816-1
Πεδίο εφαρμογής και προϋποθέσεις χρήσης
Ελέγξτε το πεδίο εφαρμογής πριν χρησιμοποιήσετε τους πίνακες: τα όρια προορίζονται μόνο για τους τύπους μηχανών που αναφέρονται παρακάτω, με μετρήσεις επί τόπου σε σταθερές συνθήκες λειτουργίας.
Μηχανές που καλύπτονται
Συγκροτήματα μηχανών ονομαστικής ισχύος άνω των 15 kW που λειτουργούν μεταξύ 120 και 15 000 r/min, συγκεκριμένα:
- ατμοστρόβιλοι ισχύος έως 50 MW·
- μεγαλύτερα συγκροτήματα ατμοστροβίλων (άνω των 50 MW) με ταχύτητα περιστροφής κάτω από 1 500 ή πάνω από 3 600 r/min, ταχύτητες που δεν καλύπτει το ISO 10816-2·
- περιστροφικοί συμπιεστές·
- βιομηχανικοί αεριοστρόβιλοι ισχύος έως 3 MW·
- γεννήτριες·
- ηλεκτρικοί κινητήρες κάθε τύπου·
- φυσητήρες και ανεμιστήρες.
Για τους ανεμιστήρες, τα κριτήρια είναι γενικά κατάλληλα μόνο για μονάδες άνω των 300 kW ή για ανεμιστήρες που δεν έχουν εύκαμπτη στήριξη. Για τους υπόλοιπους ανεμιστήρες, για παράδειγμα ελαφριές κατασκευές από λαμαρίνα, απαιτούνται όρια που συμφωνούνται μεταξύ προμηθευτή και αγοραστή με βάση την προηγούμενη εμπειρία λειτουργίας.
Απαιτήσεις ζυγοστάθμισης και κραδασμών για ανεμιστήρες: ISO 14694
Μηχανές που εξαιρούνται
Το ISO 10816-3:2009 δεν εφαρμόζεται σε:
- μεγάλα χερσαία συγκροτήματα ατμοστροβίλου-γεννήτριας άνω των 50 MW, με ταχύτητα 1 500, 1 800, 3 000 ή 3 600 r/min (ISO 10816-2)·
- μονάδες αεριοστροβίλων ονομαστικής ισχύος άνω των 3 MW (ISO 10816-4)·
- συγκροτήματα υδραυλικών μηχανών σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και αντλιοστάσια (ISO 10816-5)·
- μηχανές συνδεδεμένες με παλινδρομικές μηχανές (ISO 10816-6)·
- στροβιλοαντλίες, συμπεριλαμβανομένων μονάδων με πτερωτή τοποθετημένη απευθείας ή στερεωμένη άκαμπτα στον άξονα του κινητήρα (ISO 10816-7)·
- περιστροφικούς ογκομετρικούς συμπιεστές, για παράδειγμα κοχλιοφόρους συμπιεστές·
- εμβολοφόρους (παλινδρομικούς) συμπιεστές και αντλίες·
- βυθιζόμενα συγκροτήματα κινητήρα-αντλίας·
- ανεμογεννήτριες.
Λαμβάνονται υπόψη μόνο οι κραδασμοί που προέρχονται από το ίδιο το συγκρότημα μηχανών και όχι όσοι μεταδίδονται σε αυτό από εξωτερικές πηγές. Οι μηχανές με κιβώτια οδοντωτών τροχών ή έδρανα κύλισης περιλαμβάνονται, αλλά η αξιολόγηση της κατάστασης αυτών των οδοντωτών τροχών ή εδράνων δεν αποτελεί αντικείμενο του προτύπου. Τα ίδια κριτήρια ισχύουν για τις δοκιμές αποδοχής και για την παρακολούθηση κατά τη λειτουργία, είτε οι μετρήσεις είναι συνεχείς είτε περιοδικές.
Εύρος ισχύος
Συγκροτήματα μηχανών άνω των 15 kW. Για τις ηλεκτρικές μηχανές η ομάδα προκύπτει από το ύψος άξονα· οι μικρότερες μηχανές δεν καλύπτονται από αυτό το μέρος.
Εύρος ταχυτήτων περιστροφής
Ονομαστικές ταχύτητες λειτουργίας από 120 έως 15 000 r/min. Οι μετρήσεις λαμβάνονται σε σταθερή λειτουργία εντός αυτού του εύρους.
Θέση μέτρησης
Έδρανα, βάθρα εδράνων ή περιβλήματα: ελεύθερα, κανονικά προσβάσιμα σημεία που αντικατοπτρίζουν τους κραδασμούς του περιβλήματος του εδράνου χωρίς τοπικό συντονισμό. Αν το περίβλημα δεν είναι προσβάσιμο, μετρήστε όσο το δυνατόν πιο κοντά σε αυτό.
Μετρούμενο μέγεθος
Κύριο μέγεθος είναι η ευρυζωνική ταχύτητα RMS σε mm/s· η μετατόπιση σε µm προστίθεται όταν αναμένονται χαμηλόσυχνες συνιστώσες. Το εύρος συχνοτήτων είναι 10–1000 Hz ή 2–1000 Hz κάτω από 600 r/min, και τα όργανα πρέπει να πληρούν το ISO 2954.
Τι σημαίνει RMS: ταχύτητα RMS
Κατάταξη μηχανών: δύο ομάδες και δύο τύποι στήριξης
Το ISO 10816-3 κατατάσσει τις μηχανές ανάλογα με τον τύπο, την ονομαστική ισχύ ή το ύψος άξονα και την ευκαμψία της στήριξής τους. Υπάρχουν δύο ομάδες μηχανών· και στις δύο ο άξονας μπορεί να είναι οριζόντιος, κατακόρυφος ή κεκλιμένος και η στήριξη άκαμπτη ή εύκαμπτη.
| Ομάδα | Ονομαστική ισχύς | Ηλεκτρικές μηχανές | Τυπική κατασκευή | Όρια |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Άνω των 300 kW (ο Πίνακας A.1 αναφέρει έως 50 MW) | Ύψος άξονα H ≥ 315 mm | Συνήθως έδρανα ολίσθησης· ταχύτητες περιστροφής σε όλο το εύρος 120–15 000 r/min | Πίνακας A.1 |
| 2 ★ | Άνω των 15 kW, έως και 300 kW | Ύψος άξονα 160 mm ≤ H < 315 mm | Συνήθως έδρανα κύλισης· ταχύτητες περιστροφής άνω των 600 r/min | Πίνακας A.2 |
Το ύψος άξονα H ορίζεται στο ISO 496 ως η απόσταση από την κεντρική γραμμή του άξονα έως το επίπεδο έδρασης της ίδιας της μηχανής, μετρημένη στη μηχανή στην κατάσταση παράδοσης. Για μηχανή χωρίς πόδια, με υπερυψωμένα πόδια ή σε κατακόρυφη τοποθέτηση, χρησιμοποιήστε το ύψος άξονα της οριζόντιας έκδοσης με πόδια και το ίδιο μέγεθος πλαισίου· αν το μέγεθος πλαισίου δεν είναι γνωστό, λάβετε το μισό της διαμέτρου της μηχανής.
Πώς προσδιορίζεται η κατηγορία στήριξης
Η κατηγορία στήριξης είναι δυναμική ιδιότητα και δεν καθορίζεται από το υλικό ή τη μάζα της θεμελίωσης. Σε μια δεδομένη διεύθυνση μέτρησης η στήριξη θεωρείται άκαμπτη όταν η πρώτη ιδιοσυχνότητα του συστήματος μηχανής και στήριξης είναι τουλάχιστον 25% υψηλότερη από την κύρια συχνότητα διέγερσης, η οποία στις περισσότερες περιπτώσεις είναι η συχνότητα περιστροφής. Σε κάθε άλλη περίπτωση θεωρείται εύκαμπτη.
Η ίδια εγκατάσταση μπορεί να είναι άκαμπτη σε μία διεύθυνση και εύκαμπτη σε άλλη. Τα αντικραδασμικά στηρίγματα από καουτσούκ ή με ελατήρια, μια βάση από σκυρόδεμα ή ένα χαλύβδινο πλαίσιο δεν καθορίζουν από μόνα τους την κατάταξη. Χρησιμοποιήστε μετρημένες ή υπολογισμένες ιδιοσυχνότητες και την αντίστοιχη διέγερση λειτουργίας.
Τυπικές περιπτώσεις: οι μεγάλοι και μεσαίοι ηλεκτρικοί κινητήρες, ιδίως οι χαμηλόστροφοι, έχουν συνήθως άκαμπτη στήριξη, ενώ οι στροβιλογεννήτριες και οι συμπιεστές άνω των 10 MW, καθώς και τα κατακόρυφα συγκροτήματα μηχανών, έχουν συνήθως εύκαμπτη στήριξη.
Αν τα σχέδια και οι υπολογισμοί δεν δίνουν σαφή απάντηση, το πρότυπο επιτρέπει τον προσδιορισμό της κατηγορίας στήριξης με δοκιμές. Στην πράξη πρόκειται συχνά για δοκιμή κρούσης ή για μέτρηση κατά την επιτάχυνση ή την ελεύθερη επιβράδυνση της μηχανής, που αποκαλύπτει τη χαμηλότερη ιδιοσυχνότητα.
Θεωρητικό υπόβαθρο: ιδιοσυχνότητα
Οδηγίες για την πρακτική εφαρμογή
Τα ίδια κριτήρια χρησιμοποιούνται στις δοκιμές αποδοχής νέων ή επισκευασμένων μηχανών και στην παρακολούθηση μηχανών σε λειτουργία· αυτό που διαφέρει είναι ο τρόπος αξιοποίησης των αποτελεσμάτων.
Δοκιμές αποδοχής νέου/επισκευασμένου εξοπλισμού
Τα όρια των ζωνών έχουν καθοδηγητικό χαρακτήρα και δεν αποτελούν έτοιμη προδιαγραφή αποδοχής: οι τιμές αποδοχής συμφωνούνται μεταξύ του προμηθευτή και του αγοραστή της μηχανής. Ως σημείο αναφοράς, τα όρια βοηθούν να αποκλειστούν τόσο τα προφανή ελαττώματα όσο και οι μη ρεαλιστικές απαιτήσεις. Για ορισμένες μηχανές δικαιολογούνται διαφορετικά όρια, υψηλότερα ή χαμηλότερα· στην περίπτωση αυτή ο κατασκευαστής πρέπει να εξηγήσει τους λόγους και, όταν επιτρέπονται εντονότεροι κραδασμοί, να αποδείξει ότι αυτοί δεν θέτουν σε κίνδυνο τη μηχανή.
Παρακολούθηση εξοπλισμού σε λειτουργία
Κατά τη λειτουργία τίθενται δύο ερωτήματα: σε ποια ζώνη εμπίπτει το τρέχον μέγεθος των κραδασμών (Κριτήριο I) και αν αυτό έχει μεταβληθεί σημαντικά (Κριτήριο II). Οι Ζώνες A και B δεν δίνουν λόγο ανησυχίας για τη μακροχρόνια λειτουργία, η Ζώνη C απαιτεί διορθωτικές εργασίες με την πρώτη κατάλληλη ευκαιρία και η Ζώνη D σημαίνει ότι οι κραδασμοί είναι αρκετά έντονοι ώστε να προκαλέσουν βλάβη στη μηχανή. Η ζώνη περιγράφει την ένταση των κραδασμών· δεν προσδιορίζει την αιτία τους.
Το Κριτήριο II συγκρίνει τη μέτρηση με μια τιμή αναφοράς που έχει καθοριστεί προηγουμένως στην ίδια θέση και διεύθυνση του αισθητήρα, υπό περίπου τις ίδιες συνθήκες λειτουργίας. Μια μεταβολή, προς τα πάνω ή προς τα κάτω, μεγαλύτερη από το 25% του άνω ορίου της Ζώνης B θεωρείται σημαντική, ιδίως αν συμβεί απότομα, και πρέπει να οδηγεί σε διαγνωστική διερεύνηση ακόμη κι αν οι κραδασμοί δεν έχουν φτάσει στη Ζώνη C. Η τιμή 25% είναι ενδεικτική· η εμπειρία από μια συγκεκριμένη μηχανή μπορεί να δικαιολογεί διαφορετική τιμή.
Παράδειγμα: για μηχανή της Ομάδας 2 με άκαμπτη στήριξη το άνω όριο της Ζώνης B είναι 2.8 mm/s, επομένως μια μεταβολή μεγαλύτερη από 0.7 mm/s είναι σημαντική. Ένας κινητήρας που λειτουργεί εδώ και χρόνια στα 1.0 mm/s και τώρα δίνει ένδειξη 2.2 mm/s βρίσκεται ακόμη στη Ζώνη B, όμως η αύξηση κατά 1.2 mm/s απαιτεί ήδη έλεγχο.
Διαδικασίες μέτρησης
Οι μετρήσεις λαμβάνονται κανονικά σε δύο ακτινικές διευθύνσεις, κάθετες μεταξύ τους, σε κάθε κάλυμμα ή βάθρο εδράνου. Στις μηχανές με οριζόντιο άξονα αυτές είναι συνήθως η κατακόρυφη και η οριζόντια διεύθυνση. Στις μηχανές με κατακόρυφο ή κεκλιμένο άξονα, η μία από τις δύο πρέπει να είναι η διεύθυνση με τη μεγαλύτερη ένδειξη, συνήθως κατά μήκος του ελαστικού άξονα. Οι αισθητήρες μπορούν να τοποθετηθούν σε οποιαδήποτε γωνία γύρω από το περίβλημα, ενώ οι θέσεις και οι διευθύνσεις που χρησιμοποιήθηκαν πρέπει να καταγράφονται.
Για την αξιολόγηση, λάβετε τη μεγαλύτερη από τις δύο μετρήσεις σε κάθε επίπεδο μέτρησης και συγκρίνετέ τη με τα όρια των ζωνών. Ένας μόνο αισθητήρας ανά επίπεδο είναι αποδεκτός μόνο αν είναι γνωστό ότι αποτυπώνει επαρκώς το μέγεθος των κραδασμών, επειδή μπορεί να μην είναι προσανατολισμένος στη διεύθυνση του μεγίστου.
Οι αξονικοί κραδασμοί συνήθως δεν παρακολουθούνται σε έδρανα που φέρουν ακτινικά φορτία. Μετρώνται κυρίως σε περιοδικούς ελέγχους ή για διαγνωστικούς σκοπούς, επειδή ορισμένες βλάβες εκδηλώνονται πιο καθαρά σε αυτή τη διεύθυνση, και τα όρια των ζωνών εφαρμόζονται στις αξονικές μετρήσεις μόνο σε ωστικά έδρανα.
Λάβετε τις μετρήσεις αφού ο ρότορας και τα κύρια έδρανα φτάσουν στη συνήθη θερμοκρασία σταθερής λειτουργίας, με τη μηχανή να λειτουργεί υπό καθορισμένες συνθήκες, όπως ονομαστική ταχύτητα περιστροφής και φορτίο, τάση, παροχή και πίεση. Αν η ταχύτητα περιστροφής ή το φορτίο μεταβάλλεται κατά τη λειτουργία, μετρήστε σε όλες τις καταστάσεις στις οποίες η μηχανή λειτουργεί για μεγάλα χρονικά διαστήματα και χρησιμοποιήστε την υψηλότερη τιμή.
Αν μια μέτρηση υπερβαίνει την τιμή αποδοχής και υπάρχει υπόνοια κραδασμών υποβάθρου, επαναλάβετε τη μέτρηση με τη μηχανή σταματημένη. Αν οι κραδασμοί με τη μηχανή σε στάση υπερβαίνουν το 25% της τιμής σε λειτουργία, μπορεί να χρειαστεί να περιοριστεί η εξωτερική επίδραση ή να διαχωριστεί, για παράδειγμα με φασματική ανάλυση.
Τα όργανα πρέπει να πληρούν το ISO 2954 και να μετρούν την ευρυζωνική τιμή RMS με επίπεδη απόκριση σε εύρος τουλάχιστον 10–1000 Hz, με επέκταση προς τα κάτω έως τα 2 Hz για μηχανές με ταχύτητα περιστροφής έως περίπου 600 r/min. Στερεώστε τους αισθητήρες έτσι ώστε η στερέωση να μην αλλοιώνει τη μέτρηση και προσέξτε τις μεταβολές θερμοκρασίας, τα μαγνητικά και ηχητικά πεδία, τις διακυμάνσεις της τροφοδοσίας, το μήκος του καλωδίου και τον προσανατολισμό του αισθητήρα.
Πρακτική από το πεδίο, εκτός του ISO 10816-3: η σύγκριση των διευθύνσεων βοηθά να περιοριστούν οι πιθανές αιτίες κατά τη διάγνωση.
| Διεύθυνση | Συντομογραφία | Συνήθη ελαττώματα που εντοπίζονται |
|---|---|---|
| Οριζόντια (κάθετα στον άξονα) | H | Αζυγοσταθμία, χαλαρώσεις, φθορά εδράνων |
| Κατακόρυφη | V | Αζυγοσταθμία, συντονισμός της κατασκευής |
| Αξονική (παράλληλα στον άξονα) | A | Κακή ευθυγράμμιση, λυγισμένος άξονας, βλάβες ωστικού εδράνου |
Το ISO 10816-3 αξιολογεί τους ευρυζωνικούς κραδασμούς χωρίς να εξετάζει μεμονωμένες συχνοτικές συνιστώσες ή τη φάση. Αυτό συνήθως αρκεί για δοκιμές αποδοχής και τακτική παρακολούθηση, όμως δείχνει ότι κάτι άλλαξε και όχι τι το προκάλεσε. Το πλάτος και η φάση των μεμονωμένων συνιστωσών είναι πολύτιμα για τη μακροχρόνια παρακολούθηση κατάστασης και τη διάγνωση, ωστόσο κριτήρια γι’ αυτά δεν περιλαμβάνονται στο πρότυπο αυτό.
Εντοπισμός της αιτίας: ανάλυση φάσματος συχνοτήτων
Πρακτικά παραδείγματα
Αξιολογήσεις βήμα προς βήμα με βάση τα κριτήρια ζωνών του ISO 10816-3.
Μηχανή: Ηλεκτρικός κινητήρας, 75 kW, ύψος άξονα 280 mm
Στήριξη: Θεμελίωση από σκυρόδεμα· στη διεύθυνση μέτρησης η χαμηλότερη ιδιοσυχνότητα είναι σαφώς υψηλότερη από 1.25 φορές τη συχνότητα περιστροφής, επομένως η στήριξη είναι άκαμπτη
Κατάταξη: Ομάδα 2 (ηλεκτρική μηχανή με 160 mm ≤ H < 315 mm), άκαμπτη στήριξη
Μετρημένοι κραδασμοί: 3.5 mm/s RMS στο περίβλημα του εδράνου της πλευράς κίνησης, οριζόντια διεύθυνση: η μεγαλύτερη από τις δύο ακτινικές μετρήσεις
Όρια Ομάδας 2: A/B = 1.4 mm/s · B/C = 2.8 mm/s · C/D = 4.5 mm/s
Η τιμή 3.5 mm/s βρίσκεται μεταξύ του ορίου B/C (2.8) και του ορίου C/D (4.5). Ο κινητήρας δεν πρέπει να παραμείνει σε συνεχή μακροχρόνια λειτουργία σε αυτό το επίπεδο, αν και συνήθως μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί για περιορισμένο χρόνο όσο προγραμματίζονται οι διορθωτικές εργασίες. Τυπικές αιτίες που πρέπει να ελεγχθούν με φασματική ανάλυση είναι η αζυγοσταθμία, η κακή ευθυγράμμιση και η φθορά εδράνων σε αρχικό στάδιο.
Μηχανή: Φυγοκεντρικός ανεμιστήρας με κινητήρα 500 kW, 1480 r/min· άνω των 300 kW, επομένως ισχύουν τα κριτήρια αυτού του μέρους για ανεμιστήρες
Στήριξη: Χαλύβδινο πλαίσιο σε ελατηριωτά αντικραδασμικά στηρίγματα· στη διεύθυνση μέτρησης η χαμηλότερη ιδιοσυχνότητα είναι μικρότερη από 1.25 φορές τη συχνότητα περιστροφής, επομένως η στήριξη είναι εύκαμπτη
Κατάταξη: Ομάδα 1 (άνω των 300 kW), εύκαμπτη στήριξη
Μετρημένοι κραδασμοί: 2.0 mm/s RMS, η μεγαλύτερη από τις δύο ακτινικές μετρήσεις στο έδρανο της πλευράς κίνησης
Όρια Ομάδας 1, εύκαμπτη στήριξη: A/B = 3.5 mm/s · B/C = 7.1 mm/s · C/D = 11.0 mm/s
Η τιμή 2.0 mm/s είναι κάτω από το όριο A/B των 3.5 mm/s, δηλαδή στο επίπεδο που είναι τυπικό για μηχανή που μόλις τέθηκε σε λειτουργία. Το αν ο ανεμιστήρας θα γίνει αποδεκτός εξαρτάται πάντως από τις τιμές που έχουν συμφωνήσει ο προμηθευτής και ο πελάτης.
Μηχανή: Ηλεκτρικός κινητήρας, 45 kW, ύψος άξονα 225 mm
Στήριξη: Αντικραδασμικά στηρίγματα από καουτσούκ· στη διεύθυνση μέτρησης η χαμηλότερη ιδιοσυχνότητα είναι μικρότερη από 1.25 φορές τη συχνότητα περιστροφής, επομένως η στήριξη είναι εύκαμπτη
Κατάταξη: Ομάδα 2, εύκαμπτη στήριξη
Τιμή βάσης κραδασμών: 3.0 mm/s RMS (καταγράφηκε πριν από 6 μήνες)
Τρέχουσα τιμή κραδασμών: 6.8 mm/s RMS
Όρια Ομάδας 2, εύκαμπτη στήριξη: A/B = 2.3 mm/s · B/C = 4.5 mm/s · C/D = 7.1 mm/s
Η τιμή 6.8 mm/s βρίσκεται μεταξύ 4.5 και 7.1 mm/s, επομένως το μέγεθος των κραδασμών είναι στη Ζώνη C. Η αύξηση κατά 3.8 mm/s είναι πολύ μεγαλύτερη από την ενδεικτική τιμή των 1.125 mm/s (25% του ορίου B/C των 4.5 mm/s), οπότε και το Κριτήριο II απαιτεί διαγνωστική διερεύνηση. Με τιμή βάσης 3.0 mm/s, το συνιστώμενο όριο ALARM θα ήταν 4.125 mm/s.
Βασικές έννοιες και βέλτιστες πρακτικές
Καθοδήγηση, όχι σύμβαση
Τα όρια των ζωνών είναι τιμές αναφοράς. Τα όρια αποδοχής προκύπτουν από συμφωνία μεταξύ προμηθευτή και πελάτη, ενώ οι ρυθμίσεις ALARM και TRIP προκύπτουν από την τιμή βάσης και την κατασκευή της μηχανής.
Η κατηγορία στήριξης έχει σημασία
Η ίδια μέτρηση μπορεί να αντιστοιχεί σε διαφορετικές ζώνες για την Ομάδα 1 και την Ομάδα 2, καθώς και για άκαμπτη και εύκαμπτη στήριξη. Κατατάξτε τη μηχανή και τη στήριξη σε κάθε διεύθυνση πριν συμβουλευτείτε τον πίνακα.
Προσοχή στη μεταβολή
Μια μηχανή που λειτουργεί σταθερά στα 2.5 mm/s είναι λιγότερο ανησυχητική από μια μηχανή της οποίας οι κραδασμοί αυξήθηκαν απότομα από 1.0 σε 2.5 mm/s. Για την Ομάδα 2 με άκαμπτη στήριξη, κάθε μεταβολή άνω των 0.7 mm/s θεωρείται σημαντική σύμφωνα με το Κριτήριο II.
Προκαταρκτικός έλεγχος, όχι διάγνωση
Το πρότυπο αξιολογεί τη συνολική ευρυζωνική στάθμη κραδασμών: δείχνει ότι υπάρχει πρόβλημα, όχι ποιο είναι. Για τον εντοπισμό της βασικής αιτίας χρησιμοποιήστε φασματική ανάλυση, ανάλυση κυματομορφής στο πεδίο του χρόνου και μετρήσεις φάσης με αναλυτή κραδασμών.
Λειτουργικά όρια: ALARM και TRIP
Για τη μακροχρόνια λειτουργία το ISO 10816-3 περιγράφει δύο είδη λειτουργικών ορίων. Το ALARM προειδοποιεί ότι οι κραδασμοί έφτασαν σε μια καθορισμένη τιμή ή μεταβλήθηκαν σημαντικά· η μηχανή συνήθως μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί όσο διερευνάται η αιτία. Το TRIP σηματοδοτεί το επίπεδο πέρα από το οποίο η περαιτέρω λειτουργία μπορεί να προκαλέσει βλάβη στη μηχανή· αν ξεπεραστεί, οι κραδασμοί πρέπει να μειωθούν αμέσως ή η μηχανή να τεθεί εκτός λειτουργίας. Τα όρια μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τη θέση και τη διεύθυνση μέτρησης.
Ρύθμιση του ALARM
Ρυθμίστε το ALARM σε σχέση με την τιμή βάσης σε σταθερή λειτουργία της συγκεκριμένης μηχανής στη συγκεκριμένη θέση και διεύθυνση: τιμή βάσης συν 25% του άνω ορίου της Ζώνης B. Το ALARM κανονικά δεν πρέπει να υπερβαίνει το 125% αυτού του ορίου και, όταν η τιμή βάσης είναι χαμηλή, μπορεί να βρίσκεται κάτω από τη Ζώνη C. Για νέα μηχανή χωρίς τιμή βάσης, η αρχική ρύθμιση βασίζεται στην εμπειρία από παρόμοιες μηχανές ή στις συμφωνημένες τιμές αποδοχής· η ρύθμιση προσαρμόζεται μόλις καθοριστεί σταθερή τιμή βάσης και ξανά κάθε φορά που η τιμή βάσης μετατοπίζεται, για παράδειγμα μετά από γενική επισκευή.
Ρύθμιση του TRIP
Τα όρια TRIP εξαρτώνται από τη μηχανική ακεραιότητα και την κατασκευή της μηχανής, επομένως είναι συνήθως ίδια για μηχανές παρόμοιας κατασκευής και δεν συνδέονται με την τιμή βάσης. Το πρότυπο δεν δίνει σταθερές τιμές TRIP. Το TRIP βρίσκεται κανονικά στη Ζώνη C ή D και δεν πρέπει να υπερβαίνει το 125% του άνω ορίου της Ζώνης C.
Ανώτατες τιμές ρυθμίσεων, mm/s RMS
Υπολογίζονται από τα όρια ζωνών της ταχύτητας κραδασμών: 25% και 125% του ορίου B/C, 125% του ορίου C/D
| Ομάδα μηχανών | Σημαντική μεταβολή | ALARM, μέγ. | TRIP, μέγ. |
|---|---|---|---|
| Ομάδα 1 — άκαμπτη στήριξη | 1.125 | 5.625 | 8.875 |
| Ομάδα 2 — άκαμπτη στήριξη ★ | 0.700 | 3.500 | 5.625 |
| Ομάδα 1 — εύκαμπτη στήριξη | 1.775 | 8.875 | 13.750 |
| Ομάδα 2 — εύκαμπτη στήριξη | 1.125 | 5.625 | 8.875 |
Παράδειγμα: μια μηχανή της Ομάδας 2 με άκαμπτη στήριξη και τιμή βάσης 1.2 mm/s λαμβάνει όριο ALARM 1.2 + 0.7 = 1.9 mm/s, αρκετά κάτω από το ανώτατο όριο των 3.5 mm/s, και όριο TRIP όχι υψηλότερο από 5.625 mm/s.
Καθορισμός της τιμής αναφοράς: τιμή βάσης κραδασμών
Σχέση με άλλα πρότυπα
Το ISO 10816-3 βασίζεται στο ISO 10816-1 για τις γενικές κατευθυντήριες γραμμές, στο ISO 2954 για τις απαιτήσεις των οργάνων μέτρησης της έντασης κραδασμών και στο ISO 496 για τα ύψη άξονα. Οι μηχανές που εξαιρούνται εδώ καλύπτονται από άλλα μέρη της σειράς: ISO 10816-2 (μεγάλοι ατμοστρόβιλοι και γεννήτριες σε χερσαίους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής), ISO 10816-4 (συγκροτήματα αεριοστροβίλων), ISO 10816-5 (υδροηλεκτρικοί σταθμοί και αντλιοστάσια), ISO 10816-6 (παλινδρομικές μηχανές) και ISO 10816-7 (στροβιλοαντλίες).
Τα κριτήρια για τα περιβλήματα εδράνων μπορούν να συμπληρωθούν με μετρήσεις κραδασμών άξονα σύμφωνα με το ISO 7919-3. Δεν υπάρχει απλή αναγωγή μεταξύ κραδασμών περιβλήματος και κραδασμών άξονα, επομένως πρέπει να μετρώνται ανεξάρτητα· αν τα δύο σύνολα κριτηρίων οδηγούν σε διαφορετικές αξιολογήσεις, ισχύει το πιο περιοριστικό. Ο ISO έχει στο μεταξύ αποσύρει την έκδοση του 2009, και η αναθεώρησή της είναι το ISO 20816-3:2022.
Σχετικές σελίδες: ISO 7919-1 · ISO 20816-3
Συχνές ερωτήσεις
Μια ηλεκτρική μηχανή με ύψος άξονα τουλάχιστον 160 mm αλλά μικρότερο από 315 mm ανήκει στην Ομάδα 2. Με άκαμπτη στήριξη τα όρια A/B, B/C και C/D είναι 1.4, 2.8 και 4.5 mm/s RMS (22, 45 και 71 µm)· με εύκαμπτη στήριξη είναι 2.3, 4.5 και 7.1 mm/s (37, 71 και 113 µm).
Η διάκριση είναι δυναμική και γίνεται χωριστά για κάθε διεύθυνση μέτρησης. Η στήριξη είναι άκαμπτη όταν η χαμηλότερη ιδιοσυχνότητα του συστήματος μηχανής και στήριξης είναι τουλάχιστον 25% υψηλότερη από την κύρια συχνότητα διέγερσης, και εύκαμπτη σε κάθε άλλη περίπτωση. Ούτε το υλικό της θεμελίωσης ούτε η ύπαρξη αντικραδασμικών στηριγμάτων την καθορίζουν από μόνα τους.
Ο ISO καταγράφει το ISO 10816-3:2009 ως αποσυρμένο· η αναθεώρησή του είναι το ISO 20816-3:2022. Η σελίδα αυτή περιγράφει την έκδοση του 2009.
Όχι. Το ISO 10816-3 καλύπτει συγκροτήματα μηχανών άνω των 15 kW, επομένως οι μικρότερες μηχανές είναι εκτός του πεδίου εφαρμογής του. Γι’ αυτές, βασιστείτε στα όρια του κατασκευαστή ή σε άλλα εφαρμοστέα κριτήρια και παρακολουθείτε τις μεταβολές σε σχέση με μια τιμή βάσης που καταγράφηκε μετά την εγκατάσταση.
Όχι. Η έκδοση του 2009 εξαίρεσε τις αντλίες από το πεδίο εφαρμογής. Οι στροβιλοαντλίες, συμπεριλαμβανομένων των κατασκευών με ενσωματωμένο κινητήρα, καλύπτονται από το ISO 10816-7, ενώ οι παλινδρομικές αντλίες και οι βυθιζόμενες ηλεκτραντλίες εξαιρούνται.
Ρυθμίστε το ALARM στην τιμή βάσης σε σταθερή λειτουργία συν 25% του άνω ορίου της Ζώνης B, κανονικά όχι υψηλότερα από το 125% αυτού του ορίου. Το TRIP εξαρτάται από την κατασκευή της μηχανής, συνήθως βρίσκεται στη Ζώνη C ή D και δεν πρέπει να υπερβαίνει το 125% του άνω ορίου της Ζώνης C.
Όχι στο πλαίσιο των τακτικών μετρήσεων. Η αξιολόγηση βασίζεται σε δύο ακτινικές διευθύνσεις ανά έδρανο. Οι αξονικές μετρήσεις χρησιμοποιούνται κυρίως σε περιοδικούς ελέγχους και στη διάγνωση, και τα όρια των ζωνών ισχύουν γι’ αυτές μόνο σε ωστικά έδρανα.
Επίσημο πρότυπο ISO
Καταχώριση στον κατάλογο για το έγγραφο που περιγράφεται σε αυτή τη σελίδα: ISO 10816-3:2009 στο iso.org
Η σελίδα αυτή είναι μια ανεξάρτητη περίληψη, γραμμένη με δικά μας λόγια για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Δεν αναπαράγει το κείμενο του προτύπου· για τις κανονιστικές απαιτήσεις, χρησιμοποιήστε το επίσημο έγγραφο.
← Επιστροφή στο κεντρικό ευρετήριο του γλωσσαρίου
