ISO 10816-3: Pramoninių mašinų vibracijos ribos
Praktinis standartas, kuriame pateikiamos konkrečios siurblių, variklių, ventiliatorių, kompresorių ir kitų 15 kW ir didesnės galios pramoninių mašinų vidutinio kvadratinio greičio ribos ir vertinimo zonos.
Greita nuoroda: Vibracijos stiprumo ribos
Išmatuokite plačiajuostį vidutinį kvadratinį greitį (mm/s) ant guolio korpuso. Suklasifikuokite savo mašiną, tada toliau raskite savo zoną.
Vertinimo kriterijai - vidutinis kvadratinis greitis (mm/s)
ISO 10816-3 pramoninių mašinų zonų ribinės vertės
| Mašinų grupė | A / B zona | B / C zona | C / D zona |
|---|---|---|---|
| 1 grupė Dideli, standūs pamatai, >300 kW | 0.71 | 1.8 | 4.5 |
| 2 grupė ★ Vidutinis, standus pagrindas, 15-300 kW | 1.12 | 2.8 | 7.1 |
| 3 grupė Dideli, lankstūs pamatai, >300 kW | 1.8 | 4.5 | 11.2 |
| 4 grupė Vidutinis, lankstus pagrindas, 15-300 kW | 2.8 | 7.1 | 18.0 |
Naujai pradėtos eksploatuoti mašinos. Būdinga puikios būklės nauja arba neseniai suremontuota įranga.
Priimtina neribotam ilgalaikiam naudojimui. Čia veikia dauguma gerai prižiūrimų mašinų.
Netinka naudoti nepertraukiamai. Ištirkite pagrindinę priežastį ir suplanuokite taisomąją techninę priežiūrą.
Žalos pavojus. Reikia nedelsiant išjungti ir imtis taisomųjų veiksmų, kad būtų išvengta gedimo.
Imperiniai vienetai - vidutinis kvadratinis greitis (in/s)
Ekvivalentinės vertės regionuose, kuriuose naudojama imperinė matavimo sistema (1 mm/s ≈ 0,03937 in/s)
| Mašinų grupė | A / B zona | B / C zona | C / D zona |
|---|---|---|---|
| 1 grupė | 0.028 | 0.071 | 0.177 |
| 2 grupė ★ | 0.044 | 0.110 | 0.280 |
| 3 grupė | 0.071 | 0.177 | 0.441 |
| 4 grupė | 0.110 | 0.280 | 0.709 |
⚡ Vibracijos zonos skaičiuoklė
Įveskite savo mašinos parametrus ir išmatuotą vibraciją, kad iš karto nustatytumėte ISO 10816-3 zoną.
Vizualus zonų ribų palyginimas
Proporcingas kiekvienos zonos plotis rodo, kaip galima išplėsti ribas lanksčiai montuojamoms ir didesnėms mašinoms.
Kas yra ISO 10816-3?
ISO 10816-3 yra vienas plačiausiai taikomų pramoninės vibracijos standartų pasaulyje. Tarptautinės standartizacijos organizacijos išleistame standarte pateikiamos konkrečios skaitmeninės įprastų besisukančių pramoninių mašinų vibracijos stiprumo ribos. Jis yra tiesioginis praktinis bendrosios sistemos, nustatytos ISO 10816-1: 1 dalyje paaiškinami bendrieji mašinos vibracijos matavimo ir vertinimo principai, o 3 dalyje pateikiami konkretūs skaičiai - vidutinio kvadratinio greičio vertės mm/s, pagal kuriuos galima nustatyti, ar mašinos vibracija yra priimtina, ar pavojinga.
Pagal standartą vibracijos stiprumas skirstomas į keturias vertinimo zonas (A-D) keturioms skirtingoms mašinų grupėms, atsižvelgiant į vardinę galią ir pagrindo tipą. Ši paprasta matrica techninės priežiūros inžinieriams, įrenginių operatoriams ir būklės stebėsenos specialistams suteikia aiškią, tarptautiniu mastu suderintą sistemą, pagal kurią jie gali priimti sprendimus dėl įrangos būklės.
ISO 10816-3 oficialiai pakeistas ISO 20816-3 (paskelbtas 2022 m.), kuriame atnaujinta matavimo metodika ir įtraukti veleno vibracijos kriterijai. Tačiau pagrindinės zonų ribinės vertės išlieka labai svarbios, o didžioji dauguma pramoninių stebėsenos sistemų, gamyklų procedūrų ir techninės priežiūros programų visame pasaulyje ir toliau remiasi ISO 10816-3 ribinėmis vertėmis. Pereinamuoju laikotarpiu abu standartai gali būti naudojami lygiagrečiai.
Taikymo sritis ir taikymas
ISO 10816-3 taikomas įvairioms pramoninėms besisukančioms mašinoms. Prieš taikant zonų ribines vertes būtina suprasti, ar jūsų įrangai taikomas šis standartas.
Mašinos, kurioms taikoma ši direktyva
Standartas skirtas labiausiai paplitusiems pramoninės besisukančios įrangos tipams, veikiantiems įprastomis pastovios būsenos sąlygomis. Tai išcentriniai siurbliai, elektros varikliai ir generatoriai (indukciniai ir sinchroniniai), orapūtės ir ventiliatoriai (išcentriniai ir ašiniai), išcentriniai kompresoriai ir pavarų dėžės, įmontuotos į mašinų sąrankas. Mašinų išėjimo galia (arba vardinė galia) turi būti didesnė kaip 15 kW, o jų sukimosi dažnis turi būti nuo 120 iki 15 000 aps/min. Matavimai atliekami tik nesisukančiose mašinos dalyse, t. y. guolių korpusuose, guolių postamentuose arba konstrukcinėse dalyse, kurios tiesiogiai reaguoja į guoliais perduodamas dinamines jėgas.
Mašinos neįtrauktos
Keletas mašinų kategorijų nepatenka į ISO 10816-3 taikymo sritį ir joms taikomi atskiri standartai. Stūmoklinėms mašinoms, pavyzdžiui, dyzeliniams varikliams ir stūmokliniams kompresoriams, taikomas ISO 10816-6 standartas. Staklėms, pasižyminčioms unikaliomis vibracijos savybėmis, taikomas ISO 10816-8 standartas. Hidrauliniai jėgainių generatoriai ir siurbliai elektrinėse atitinka ISO 10816-5 standartą. Didesnės kaip 50 MW galios garo turbinos ir didesnės kaip 3 MW galios dujų turbinos atitinka ISO 10816-2. Vieno cilindro mašinos ir mašinos su besisukančiomis masėmis, kurios nėra standžiai sujungtos su rotoriumi, taip pat neįtraukiamos.
Galios diapazonas
Taikoma didesnės nei 15 kW galios mašinoms. Mažesnės nei ši riba galios įranga paprastai pasižymi kitokiomis vibracijos charakteristikomis ir yra vertinama pagal gamintojo specifikacijas ar kitus kriterijus.
Greičio diapazonas
Galioja nuo 120 iki 15 000 apsukų per minutę darbiniam greičiui. Tai taikoma daugumai pramoninių besisukančių įrenginių - nuo lėtų krumpliaratinių mašinų iki greitaeigių turbininių mašinų.
Matavimo vieta
Visi matavimai turi būti atliekami nesisukančioms dalims: guolių korpusams, pjedestalams arba konstrukcinėms dalims, kurios tiesiogiai reaguoja į rotoriaus dinamines jėgas.
Matavimo parametras
Plačiajuostis ryšys RMS greitis mm/s yra pagrindinis vertinimo parametras. Šis vienintelis skaičius atspindi bendrą vibracijos stiprumą plačiame dažnių diapazone (paprastai 10-1000 Hz).
Mašinų klasifikavimas: Keturios grupės
Teisingas mašinos klasifikavimas yra svarbiausias žingsnis taikant ISO 10816-3 standartą. Pagal šį standartą pramoninės mašinos skirstomos į keturias grupes pagal du pagrindinius veiksnius: vardinę galią ir pagrindo tipą. Pritaikius netinkamą grupę, gali kilti klaidingų pavojaus signalų (vertinant lanksčiai sumontuotą mašiną pagal standžiai sumontuotos mašinos ribines vertes) arba nepastebėtų defektų (taikant švelnesnes ribines vertes standžiai sumontuotai mašinai, kai tikimasi ir galima pasiekti mažesnę vibraciją).
| Grupė | Galia | Fondas | Tipinės mašinos | Pagrindinė charakteristika |
|---|---|---|---|---|
| 1 | > 300 kW | Standus | Dideli siurbliai, kompresoriai, generatoriai ant betoninių aikštelių | Griežčiausios ribos - masyvūs rotoriai, tikslūs guoliai, sunkūs pamatai sugeria vibraciją |
| 2 ★ | 15-300 kW | Standus | Standartiniai varikliai, vidutinės galios siurbliai, ventiliatoriai, orapūtės ant betoninio arba plieninio pagrindo | Labiausiai paplitusi grupė - apima didžiąją dalį įrenginių įrangos |
| 3 | > 300 kW | Lankstus | Didelės mašinos ant spyruoklinių izoliatorių, guminių laikiklių arba pakeltų platformų | Platesnės ribos - lankstūs laikikliai leidžia pasiekti didesnę mašinos vibraciją ir kartu apsaugoti konstrukciją |
| 4 | 15-300 kW | Lankstus | Vidutinio dydžio mašinos ant spyruoklinių arba guminių laikiklių, prie vamzdžių tvirtinami siurbliai | Švelniausi apribojimai - vidutinio dydžio ir lankstaus tvirtinimo derinys |
Kaip nustatyti pagrindo tipą
Skirtumas tarp standžiųjų ir lanksčiųjų pagrindų yra labai svarbus ir kartais praktikoje gali būti dviprasmiškas. Standusis pamatas yra toks, kai mašinos ir pamato sistemos savasis dažnis yra gerokai didesnis už pagrindinį sužadinimo dažnį (paprastai mašinos važiavimo greitį). Praktiškai tai paprastai reiškia, kad mašina yra pritvirtinta varžtais tiesiai prie sunkios betoninės aikštelės, storos plieninės pagrindo plokštės arba konstrukcinių grindų be jokių izoliacinių elementų. Pamato masė turėtų būti bent 3-5 kartus didesnė už mašinos masę, kad ji būtų laikoma tikrai standžia.
Lankstus pamatas - tai pamatas, kuriame yra tikslingų vibracijos izoliavimo elementų - spyruoklinių izoliatorių, guminių trinkelių, kamštinių sluoksnių arba inercinių blokų ant spyruoklių - arba kai mašina sumontuota ant pakeltos konstrukcijos (pvz., antresolės ar vamzdžių tilto), kuri pati yra labai lanksti. Pagrindinis testas - ar pamatas pastebimai juda arba rezonuoja, kai mašina veikia. Jei jaučiama vibracija ant grindų ar konstrukcijos aplink mašiną, tikėtina, kad pamatas elgiasi lanksčiai.
Jei nesate tikri, ar pamatas yra standus, ar lankstus, galite išmatuoti mašinos guolio korpuso ir pamato paviršiaus vibraciją. Jei pamatų vibracija yra didesnė nei 50% guolio korpuso vibracijos, esant važiavimo greičiui, pamatas greičiausiai yra lankstus ir reikėtų taikyti 3 arba 4 grupės ribas.
Praktinio taikymo gairės
ISO 10816-3 skiria du iš esmės skirtingus naudojimo atvejus: naujų ar suremontuotų mašinų būklės vertinimą (priėmimo bandymas) ir jau eksploatuojamų mašinų stebėseną (eksploatacinė stebėsena). Kiekvienas naudojimo atvejis turi savo metodiką ir kriterijus.
Naujos ir (arba) suremontuotos įrangos priėmimo bandymai
Pradedant eksploatuoti naują mašiną, priimant mašiną po įrengimo arba grąžinant mašiną į eksploataciją po kapitalinio remonto, vibracijos lygis idealiu atveju turėtų būti A zonoje. B zona laikoma priimtina naujai pradėtai eksploatuoti įrangai, tačiau jei visiškai naujos mašinos vibracijos lygis yra B zonoje, tai gali reikšti, kad yra įrengimo problema (nesuderinimas, minkšta kojelė, vamzdyno įtempimas), kurią verta ištirti, kol ji nesukėlė ankstyvo guolių susidėvėjimo. Bet koks naujas įrenginys, pasižymintis C arba D zonos vibracija, neturėtų būti priimtas, kol problema nebus nustatyta ir pašalinta. Priėmimo kriterijai turėtų būti dokumentuoti pirkimo arba kapitalinio remonto sutartyje, aiškiai nurodant ISO 10816-3 grupės ir zonos reikalavimus.
Eksploatuojamos įrangos eksploatacinė stebėsena
Jau eksploatuojamoms mašinoms standarte numatyti du vienas kitą papildantys vertinimo metodai. Absoliutaus vibracijos vertinimo metu dabartinis plačiajuostis vidutinis kvadratinis greitis lyginamas su mašinos grupės zonos ribinėmis vertėmis. Jei rodmenys atitinka A arba B zoną, mašina yra priimtina. C zona reiškia, kad mašina gali būti eksploatuojama ribotą laiką, kol planuojama taisomoji techninė priežiūra. D zonoje mašiną reikia nedelsiant išjungti, kad būtų išvengta katastrofiškos žalos.
Ne mažiau svarbus ir tendencijomis pagrįstas vertinimas. Staigus vibracijos padidėjimas, net jei rodmenys išlieka B zonoje, yra reikšmingas pokytis, kurį reikia ištirti. Mašina, kuri daugelį metų veikė 1,0 mm/s greičiu ir staiga pakilo iki 2,2 mm/s, vis dar priklauso 2 grupės B zonai, tačiau 1,2 mm/s pokytis reiškia besivystantį gedimą, kuris toliau blogės. Standarte rekomenduojama nustatyti kiekvienos mašinos bazines vertes ir stebėti pokyčius laikui bėgant, o ne tik tikrinti absoliučias ribas.
Matavimo procedūros
Standarte nurodyta, kad vibracijos matavimai turėtų būti atliekami kiekvienoje prieinamoje guolio vietoje trimis ortogonaliomis kryptimis: horizontalia (statmena veleno ašiai), vertikalia ir ašine (lygiagrečia veleno ašiai). Didžiausias bet kurios krypties rodmuo bet kuriame guolyje naudojamas bendram mašinos įvertinimui. Šis "blogiausio atvejo" metodas užtikrina, kad nebūtų pamiršti kryptiniai vibracijos modeliai (pvz., nesutapimai, kurie pirmiausia pasireiškia ašine kryptimi).
| Kryptis | Santrumpa | Aptikti bendri defektai |
|---|---|---|
| Horizontalus (statmenas velenui) | H | Disbalansas, laisvumas, guolių susidėvėjimas |
| Vertikalus | V | Disbalansas, struktūrinis rezonansas |
| Ašinis (lygiagretus velenui) | A | Netaisyklingas sureguliavimas, išlenktas velenas, atraminio guolio gedimai |
ISO 10816-3 yra plačiajuosčio ryšio atrankos priemonė. Pagal ją galima nustatyti kad problemą (patalpinus mašiną į C arba D zoną), tačiau ji nepraneša, kad ką problema yra. Norint diagnozuoti konkretų gedimą, t. y. disbalansą, nesąryšį, guolių pažeidimą ar ką nors kita, reikia dažnių spektro analizė naudojant vibracijos analizatorių arba nešiojamą balansavimo sistemą.
Praktiniai pavyzdžiai
Žingsnis po žingsnio atliekamas vertinimas pagal ISO 10816-3 zonos kriterijus.
Mašina: Išcentrinis siurblys, varomas 75 kW elektros varikliu
Fondas: Priveržta prie betoninio pagrindo (standus pagrindas)
Klasifikacija: 2 grupė (15-300 kW, standus pagrindas)
Išmatuota vibracija: 3,5 mm/s vidutinė kvadratinė kvadratinė vertė ant siurblio pavaros galo guolio horizontalia kryptimi
2 grupės ribos: A/B = 1,12 mm/s - B/C = 2,8 mm/s - C/D = 7,1 mm/s
3,5 mm/s patenka tarp B/C ribos (2,8) ir C/D ribos (7,1). Ši mašina netinka ilgalaikiam nepertraukiamam darbui. Suplanuokite vibracijos analizę, kad nustatytumėte pagrindinę priežastį - įprasti šio lygio gedimai yra disbalansas, nesuderinimas arba ankstyvas guolių susidėvėjimas.
Mašina: Išcentrinis ventiliatorius, 500 kW variklis, 1480 aps/min.
Fondas: Plieninis rėmas ant spyruoklinių izoliatorių (lankstus pagrindas)
Klasifikacija: 3 grupė (>300 kW, lankstus pagrindas)
Išmatuota vibracija: 2,0 mm/s vidutinė kvadratinė vertė (didžiausias rodmuo, ašinis ant pavaros galinio guolio)
3 grupės ribos: A/B = 1,8 mm/s - B/C = 4,5 mm/s - C/D = 11,2 mm/s
2,0 mm/s vos viršija A/B ribą (1,8). Naujai pradėtai eksploatuoti mašinai tai priimtina, bet ne idealu. Nedidelis viršijimas rodo, kad reikia ištirti sureguliavimą arba balansavimą - greitai atlikus balansavimą, mašina galėtų patekti į A zoną ir gerokai pailginti guolių tarnavimo laiką.
Mašina: 45 kW elektros variklis, varantis mažą pūstuvą
Fondas: Guminiai antivibraciniai laikikliai (lankstus pagrindas)
Klasifikacija: 4 grupė (15-300 kW, lankstus pagrindas)
Bazinė vibracija: 3,0 mm/s vidutinė kvadratinė vertė (nustatyta prieš 6 mėnesius)
Dabartinė vibracija: 6,8 mm/s vidutinė kvadratinė vertė
4 grupės ribos: A/B = 2,8 mm/s - B/C = 7,1 mm/s - C/D = 18,0 mm/s
Nors 6,8 mm/s techniškai vis dar priklauso 4 grupės B zonai, vibracija, palyginti su 3,0 mm/s atskaitos tašku, padidėjo daugiau nei dvigubai. Toks pokytis - net ir toje pačioje zonoje - rodo, kad gedimas vystosi, todėl jį reikia nedelsiant ištirti atliekant spektrinę analizę. Nelaukite, kol rodmenys pereis į C zoną.
Pagrindinės sąvokos ir geroji praktika
Veiksmingos ribos
ISO 10816-3 1 dalies teorinė sistema paverčiama konkrečiais teigiamais/neigiamais skaičiais. Šios vertės yra pagrindas nustatant pavojaus slenksčius internetinėse stebėjimo sistemose ir įrašant priėmimo kriterijus į pirkimo sutartis bei kapitalinio remonto specifikacijas.
Fondo reikalai
Vibracijos lygis, kuris yra visiškai priimtinas dideliam, lanksčiai sumontuotam ventiliatoriui (3 grupė), gali reikšti neišvengiamą vidutinio dydžio, standžiai sumontuoto variklio (2 grupė) gedimą. Dažniausia klaida taikant šį standartą yra neteisingas pagrindo tipo klasifikavimas.
Tendencija virš ribos
Patyrę specialistai žino, kad tendencija dažnai yra svarbesnė už absoliučią vertę. Mašinai, kuri stabiliai veikia 2,5 mm/s greičiu, teikiama mažesnė reikšmė nei mašinai, kuri per dvi savaites šoktelėjo nuo 1,0 iki 2,5 mm/s, nors šiandien abiejų rodmenys yra vienodi.
Atranka, o ne diagnozė
Šis standartas yra plačiajuosčio ryšio atrankos priemonė. Jame nustatoma kad problema egzistuoja, bet ne ką problema yra. Norėdami nustatyti pagrindinę priežastį, naudokite spektrinė analizė, laiko bangos formos analizė ir fazės matavimai vibracijos analizatoriumi.
Stebėjimo sistemų pavojaus lygių nustatymas
Konfigūruojant pavojaus signalų lygius nuolatinėse arba periodinėse vibracijos stebėjimo sistemose, ISO 10816-3 nustatytos zonų ribos yra natūralus pagrindas. Įprasta pramoninė praktika yra nustatyti "Perspėjimo" (arba "Įspėjimo") pavojaus signalą ties B/C zonos riba ir "Pavojaus" (arba "Suveikimo") signalą ties C/D zonos riba. Kai kurie praktikai nustato žemesnį "Įspėjimo" lygį ties A/B zonos riba, kad būtų galima pažymėti ankstyvus pokyčius. Mašinoms, turinčioms nustatytas bazines vertes, papildomi pokyčiais pagrįsti pavojaus signalai (pvz., "pavojaus signalas, jei vibracija padidėja daugiau kaip 25%, palyginti su bazine verte") leidžia anksčiau aptikti atsirandančius gedimus nei vien tik absoliučios ribos pavojaus signalai.
Ryšys su kitais standartais
ISO 10816-3 yra išsamių vibracijos vertinimo standartų grupės dalis. ISO 10816-1 pateikia bendruosius principus. ISO 10816-7 skirtas konkrečiai rotodinaminiams siurbliams. ISO 7919 skirtas ne guolio korpuso, o veleno vibracijai (matuojamai ant besisukančių dalių artumo zondais) ir pirmiausia naudojamas mašinoms su skysčio plėvelės guoliais, pavyzdžiui, turbinoms. Vėlesniame standarte ISO 20816-3 (2022 m.) į vieną bendrą sistemą suderintas 10816 ir 7919 standartuose nurodytas korpuso ir veleno vibracijos metodas. Norint pasirinkti tinkamą standartą kiekvienai konkrečiai mašinai ir matavimo tipui, svarbu suprasti, kur ISO 10816-3 priklauso šiai grupei.
Dažnai užduodami klausimai
Tipiško vidutinio dydžio siurblio (15-300 kW) ant standaus pagrindo (2 grupė) iki 1,12 mm/s vidutinės kvadratinės vertės vibracija yra puiki (A zona), iki 2,8 mm/s - priimtina ilgalaikiam darbui (B zona), iki 7,1 mm/s - būtina ištirti ir atlikti korekcinę techninę priežiūrą (C zona), o viršijanti 7,1 mm/s - rekomenduojama nedelsiant išjungti (D zona). Siurbliams ant lanksčių laikiklių naudokite 4 grupės ribas, kurios yra švelnesnės.
Tvirtas pamatas (betoninė aikštelė, konstrukcinis plieninis pagrindas) perduoda vibraciją tiesiai į aplinkinę konstrukciją, todėl reikia mažesnių vibracijos ribinių verčių. Lankstus pagrindas (spyruokliniai izoliatoriai, guminės atramos, elastomerinės trinkelės) leidžia didesnę vibraciją prie mašinos, nes izoliuoja vibraciją nuo konstrukcijos. Standartas leidžia taikyti didesnes vibracijos ribas lanksčiai sumontuotoms mašinoms, nes izoliacija neleidžia vibracijai pažeisti aplinkinių įrenginių ir konstrukcijų.
Taip, ISO 10816-3 oficialiai pakeistas ISO 20816-3 (paskelbtas 2022 m.). Tačiau pagrindinių zonų ribų vertės išlieka labai svarbios ir tebėra pramonės standartas, naudojamas tūkstančiuose gamyklų visame pasaulyje. Daugelyje esamų stebėsenos sistemų, sutartinių specifikacijų ir techninės priežiūros programų ir toliau remiamasi ISO 10816-3 ribinėmis vertėmis. Perėjimas prie ISO 20816-3 vyksta palaipsniui, todėl šiuo laikotarpiu galima naudoti abu standartus.
ISO 10816-3 oficialiai netaikomas mažesnės nei 15 kW galios mašinoms. Tačiau praktikoje daugelis technikų 2 grupės ribas naudoja kaip apytiksles gaires mažesnei įrangai. Svarbiausioms mažoms mašinoms geriau nustatyti bazinį vibracijos lygį po įrengimo ir paleidimo, o tada stebėti, ar jis nesikeičia, palyginti su baziniu lygiu, o ne taikyti absoliučias ribas pagal šį standartą.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 