Bezpłatne narzędzie inżynierskie #021
Granice drgań — maszyny przemysłowe 15 kW–50 MW
Oceń intensywność drgań przemysłowych maszyn wirujących zgodnie z normą ISO 20816-3. Wybierz grupę maszyn, typ podpory, wprowadź zmierzoną prędkość i uzyskaj klasyfikację strefy.
Wyniki
| Strefa | Granica (mm/s RMS) | Opis |
|---|
Zakres normy ISO 20816-3
Norma ISO 20816-3 określa kryteria oceny drgań dla maszyn przemysłowych o mocy od 15 kW do 50 MW, pracujących z prędkością obrotową od 120 do 15 000 obr./min. Jest to najpowszechniej stosowana norma do oceny przemysłowych urządzeń wirujących, w tym:
- Silniki elektryczne i generatory
- Pompy odśrodkowe (wirowe) i osiowe
- Sprężarki (odśrodkowe, osiowe, śrubowe)
- Wentylatory i dmuchawy
- Skrzynie biegów (wały wejściowe/wyjściowe)
Granice stref według grupy maszyn
Granice stref zależą od grupy maszyn, która łączy w sobie moc znamionową i typ fundamentu:
| Granica strefy | Grupa 1 Duży sztywny | Grupa 2 Średni sztywny | Grupa 3 Pompy | Grupa 4 Duży elastyczny |
|---|---|---|---|---|
| A/B | 2,3 mm/s | 1,4 mm/s | 2,3 mm/s | 3,5 mm/s |
| B/C | 4,5 mm/s | 2,8 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s |
| C/D | 7,1 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s | 11,0 mm/s |
Jeśli maszyna znajduje się na elastycznym (miękkim) posadowieniu, stosuje się wyższy zestaw opublikowanych granic: Grupa 1 lub 3 elastyczna → 3,5 / 7,1 / 11,0 mm/s, Grupa 2 elastyczna → 2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s (wartości z poprzednich tabel klas posadowienia ISO 10816-3). Kalkulator stosuje je, gdy wybrana jest opcja elastycznego fundamentu.
Wymagania dotyczące pomiarów
Prędkość drgań jest mierzona w mm/s RMS na obudowie łożyska w dwóch kierunkach promieniowych (poziomym i pionowym) oraz opcjonalnie w kierunku osiowym. Najwyższy odczyt decyduje o ocenie strefy.
Biorąc pod uwagę: Grupa 3 (pompa), zmierzona prędkość = 3,2 mm/s RMS
Granice stref dla grupy 3: A/B = 2,3, B/C = 4,5, C/D = 7,1 mm/s
3,2 mm/s mieści się w przedziale od 2,3 do 4,5 → Strefa B — dopuszczalna do długotrwałej eksploatacji
⚠️ Ważne: Zawsze bierz pod uwagę trendy drgań, a nie tylko poziomy bezwzględne. Znaczny wzrost (np. podwojenie) w stosunku do poziomu bazowego może uzasadniać weryfikację, nawet jeśli poziom bezwzględny mieści się w strefie A lub B.
Norma ISO 20816-3 obejmuje przemysłowe maszyny wirnikowe o mocy znamionowej od 15 kW do 50 MW, w tym:
- Silniki elektryczne i generatory (indukcyjne, synchroniczne)
- Pompy odśrodkowe (wirowe) i osiowe
- Sprężarki (odśrodkowe, osiowe, śrubowe, tłokowe)
- Wentylatory i dmuchawy
- Przekładnie zębate (oceniane w miejscach łożyskowania wału wejściowego/wyjściowego)
Zastępuje ona wcześniejszą normę ISO 10816-3.
Grupa maszyny zależy od mocy znamionowej oraz typu fundamentu:
- Grupa 1 — Duże maszyny o mocy powyżej 300 kW na sztywnych fundamentach (blok betonowy, ciężka stalowa płyta fundamentowa)
- Grupa 2 — Maszyny średniej wielkości o mocy 15–300 kW na sztywnych fundamentach — najczęstsza grupa dla standardowych urządzeń przemysłowych
- Grupa 3 — Pompy, w tym pompy wielostopniowe, pionowe i specjalnego przeznaczenia (niezależnie od mocy znamionowej)
- Grupa 4 — Duże maszyny o mocy powyżej 300 kW na podatnych (elastycznych) fundamentach (ramy stalowe, podesty podwyższone)
Posadowienie sztywne: Częstotliwość drgań własnych fundamentu leży znacznie powyżej prędkości obrotowej maszyny. Przykłady: fundamenty blokowe betonowe, ciężkie stalowe płyty fundamentowe zakotwione w betonie. Podłoże wprowadza minimalne wzmocnienie drgań maszyny.
Posadowienie podatne (elastyczne): Częstotliwość drgań własnych fundamentu leży poniżej lub w pobliżu prędkości obrotowej maszyny. Przykłady: stalowe konstrukcje ramowe, stropy antresol, platformy morskie (offshore), agregaty na ramach typu skid. Poziomy drgań są zazwyczaj wyższe ze względu na wzmocnienie dynamiczne.
Prędkość drgań w mm/s RMS (wartość skuteczna), mierzona na oprawie łożyskowej w paśmie częstotliwości 10–1000 Hz. Pomiary należy wykonywać w co najmniej dwóch kierunkach promieniowych (poziomym i pionowym) na każdym węźle łożyskowym. O ocenie strefy decyduje najwyższy odczyt na danym łożysku.
Norma ISO 20816-3 zastępuje ISO 10816-3. Główne różnice to:
- Granice stref pozostają takie same — wartości graniczne są identyczne
- Zmieniono numerację w celu ujednolicenia z serią ISO 20816
- Zaktualizowano wytyczne dotyczące metodyki pomiarowej
- Lepsza spójność z normami towarzyszącymi (ISO 20816-1, -2, -4)
W praktycznej ocenie drgań obie normy dają identyczne wyniki.
Procedury opisane na tej stronie zostały opracowane i przetestowane w warunkach terenowych przez zespół Vibromera przy użyciu urządzenia Balanset-1A, przenośnego dwukanałowego balansera i analizatora drgań do wyważania wirników na miejscu.
Profesjonalne urządzenia do wyważania w terenie i analizatory drgań do maszyn przemysłowych. Ocena stanu zgodnie z normą ISO 20816-3 na miejscu. Używane w ponad 50 krajach.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko jest inżynierem analizy wibracji oraz założycielem i prezesem firmy Vibromera. Od ponad 15 lat wyważa maszyny wirujące w terenie, a nie na stanowisku badawczym: mulczery, wentylatory przemysłowe, kruszarki, wirówki, wały i wrzeciona. To właśnie z tej pracy wyrosły przyrządy Balanset — zaprojektowano je jako narzędzie, które specjalista może zabrać do maszyny i obsłużyć samodzielnie, na miejscu, a nie jako sprzęt laboratoryjny. Vibromera powstała w 2017 roku, a od 2023 roku ma siedzibę w Porto w Portugalii. Tutaj odbywają się prace rozwojowe, montaż i wsparcie linii Balanset. Flagowym przyrządem jest Balanset-1A, przenośny analizator do wyważania w jednej i w dwóch płaszczyznach oraz do diagnostyki wibracji. Nikolai osobiście uczestniczy we wsparciu klientów, w rozwiązywaniu trudnych przypadków wyważania i w rozwoju oprogramowania. Pracuje z klientami na całym świecie, w każdym języku.
