Jakie maszyny obejmuje norma ISO 20816-5?

Norma ISO 20816-5 ma zastosowanie do maszyn hydraulicznych, w tym pionowych turbin Kaplana, pionowych turbin Francisa, pionowych pompo-turbin, poziomych turbin Peltona oraz pomp pionowych pracujących w elektrowniach wodnych. Obejmuje ona maszyny o prędkościach znamionowych zazwyczaj od 60 do 1000 obr./min.

Dlaczego ograniczenia drgań turbin wodnych różnią się od ograniczeń turbin parowych?

Maszyny hydrauliczne pracują z dużo niższymi prędkościami niż turbiny parowe (często 60–500 obr./min w porównaniu z 1500–3600 obr./min). Narażone są również na siły wzbudzenia hydraulicznego wynikające z przepływu wody, skoków ciśnienia w rurach ssących i kawitacji, które generują różne wzorce drgań. Maszyny pionowe wymagają dodatkowych rozważań dotyczących drgań łożysk oporowych.

Na czym polega pomiar przemieszczenia wału w turbinach wodnych?

Przemieszczenie wału w turbinach wodnych mierzy się za pomocą sond zbliżeniowych zamontowanych w pobliżu łożysk prowadzących, zazwyczaj mierząc przemieszczenie międzyszczytowe w mikrometrach (μm pp). Jest to kluczowe w przypadku maszyn pionowych, gdzie monitorowanie orbity wału ujawnia niewyważenie, niewspółosiowość i niestabilność hydrauliczną.

Dlaczego turbiny Peltona poziome mają różne ograniczenia?

Poziome turbiny Peltona mają niższe limity drgań niż turbiny pionowe, ponieważ poziome układy łożysk są bardziej wrażliwe na siły dynamiczne. Impulsowy charakter uderzenia strumienia Peltona powoduje również inną charakterystykę drgań w porównaniu z turbinami reakcyjnymi, takimi jak Francis i Kaplan.

Co powinienem zrobić, jeśli drgania dotrą do strefy C turbiny wodnej?

Strefa C oznacza, że maszyna nie nadaje się do ciągłej, długotrwałej pracy. Zbadaj przyczyny, takie jak kawitacja wirnika, przeciążenie rury ssącej, zużycie łożysk prowadzących, niewspółosiowość wału lub rezonans hydrauliczny. Zwiększ częstotliwość monitorowania, zaplanuj prace konserwacyjne podczas następnej planowej przerwy w pracy i rozważ ograniczenia obciążenia.

Bezpłatne narzędzie inżynierskie #023

Granice drgań — turbiny wodne i agregaty pompowe

Ocena intensywności drgań turbin hydraulicznych, pompoturbin i pomp zgodnie z normą ISO 20816-5. Umożliwia pomiary prędkości obrotowej w obudowie łożyska i przemieszczenia wału.

ISO 20816-5 Strefy A/B/C/D Maszyny wodne

Wyniki

Strefa wibracji

—

Wartość mierzona

—

Zalecenie

—

Strefa	Granica	Opis

Zakres normy ISO 20816-5

Norma ISO 20816-5 określa kryteria oceny drgań maszyn hydraulicznych, w tym turbin Kaplana, Francisa i Peltona, pompoturbin oraz pomp stosowanych w elektrowniach wodnych. Obejmuje ona zarówno konfiguracje pionowe, jak i poziome maszyn.

Drgania obudowy łożyska — maszyny pionowe

Prędkość drgań szerokopasmowych mierzona na obudowie łożyska w mm/s RMS, zazwyczaj w zakresie 10–1000 Hz. Dotyczy pionowych zespołów Kaplana, Francisa, pompo-turbin i pomp.

Granica strefy	Prędkość (mm/s średniokwadratowa)
A/B	2.8
PRZED CHRYSTUSEM	5.3
PŁYTA CD	8.5

Drgania obudowy łożyska — poziome Pelton

Turbiny Peltona poziome mają niższe dopuszczalne limity ze względu na układ łożysk i charakterystykę obciążenia impulsowego.

Granica strefy	Prędkość (mm/s średniokwadratowa)
A/B	2.3
PRZED CHRYSTUSEM	4.5
PŁYTA CD	7.1

Przesunięcie wału — maszyny pionowe

Względne przemieszczenie wału mierzy się za pomocą sond zbliżeniowych i wyraża się je jako przemieszczenie międzyszczytowe w μm.

Granica strefy	Przesunięcie (μm pp)
A/B	80
PRZED CHRYSTUSEM	160
PŁYTA CD	260

ℹ️ Uwaga: Pionowe maszyny hydrauliczne charakteryzują się unikalną charakterystyką drgań, wynikającą z działania grawitacji wzdłuż osi wału. Stan łożysk oporowych i siły hydrauliczne (wzburzenie rur ssących, kawitacja) znacząco wpływają na drgania.

⚠️ Ważne: Należy monitorować drgania zarówno obudowy łożysk, jak i wału. Gorsza z dwóch ocen decyduje o całościowej ocenie. Warunki pracy (obciążenie, wysokość podnoszenia, poziom wody dołowej) silnie wpływają na poziom drgań w maszynach hydrotechnicznych.

Limity drgań dla turbin wodnych zgodnie z normą ISO 20816-5 | Vibromera

Opublikowane przez Nikolai Shelkovenko na 15 lutego 2026 5 marca 2026

Wyniki

Zakres normy ISO 20816-5

Drgania obudowy łożyska — maszyny pionowe

Drgania obudowy łożyska — poziome Pelton

Przesunięcie wału — maszyny pionowe