ISO 10816-3：工業機械的振動限值
為泵、馬達、風機、壓縮機及其他額定功率 15 kW 及以上的工業機械提供具體 RMS 速度限值與評估區域的實用標準。
快速參考：振動嚴重度限值
在軸承座上測量寬頻 RMS 速度（mm/s）。對您的機械進行分類，然後在下方找到您的區域。
評估標準 — RMS 速度（mm/s）
工業機械的 ISO 10816-3 區域邊界值
| 機組類別 | A 區 / B 區 | B 區 / C 區 | C 區 / D 區 |
|---|---|---|---|
| 第 1 組 大型，剛性基礎，>300 kW | 0.71 | 1.8 | 4.5 |
| 第 2 組 ★ 中型，剛性基礎，15–300 kW | 1.12 | 2.8 | 7.1 |
| 第 3 組 大型，彈性基礎，>300 kW | 1.8 | 4.5 | 11.2 |
| 第 4 組 中型，彈性基礎，15–300 kW | 2.8 | 7.1 | 18.0 |
新投運的機器。典型代表為全新或近期大修後處於極佳狀態的設備。
適合無限制長期運轉。大多數保養良好的機器在此區間運轉。
不適合連續運轉。調查根本原因並規劃校正性維護。
有損壞危險。需立即停機並採取校正措施以防止故障。
英制單位 — RMS 速度 (in/s)
適用於使用英制測量系統地區的等效數值 (1 mm/s ≈ 0.03937 in/s)
| 機組類別 | A 區 / B 區 | B 區 / C 區 | C 區 / D 區 |
|---|---|---|---|
| 第 1 組 | 0.028 | 0.071 | 0.177 |
| 第 2 組 ★ | 0.044 | 0.110 | 0.280 |
| 第 3 組 | 0.071 | 0.177 | 0.441 |
| 第 4 組 | 0.110 | 0.280 | 0.709 |
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區間邊界視覺比較
各區間的比例寬度顯示了彈性安裝與大型機器的限值如何擴大。
什麼是 ISO 10816-3？
ISO 10816-3 是全球引用最廣泛的工業振動標準之一。由國際標準化組織發布，為常見旋轉工業機器的振動嚴重度提供具體數值限值。它是 ISO 10816-1: while Part 1 explains the general principles of how to measure and evaluate machine vibration, Part 3 gives you the actual numbers—the RMS velocity values in mm/s—that define whether a machine's vibration is acceptable or dangerous.
The standard divides vibration severity into four evaluation zones (A through D) for four different machine groups, based on power rating and foundation type. This simple matrix gives maintenance engineers, plant operators, and condition monitoring technicians a clear, internationally agreed framework for making go/no-go decisions about equipment health.
ISO 10816-3 已正式被 ISO 20816-3（2022 年發布）取代，後者更新了測量方法並增加了軸振動標準。然而，核心區間邊界值仍極具參考價值，全球絕大多數工業監控系統、廠區程序與維護計畫仍持續引用 ISO 10816-3 限值。在過渡期間，兩項標準可並行使用。
範圍與適用性
ISO 10816-3 適用於廣泛的工業旋轉機械。在應用區間邊界值之前，了解您的設備是否屬於此標準範圍至關重要。
涵蓋的機器
The standard is designed for the most common types of industrial rotating equipment operating under normal steady-state conditions. This includes centrifugal pumps, electric motors and generators (both induction and synchronous), blowers and fans (centrifugal and axial), centrifugal compressors, and gear units integrated into machine trains. The machines must have a power output (or nominal power) above 15 kW, and must operate at speeds between 120 RPM and 15,000 RPM. Measurements are taken exclusively on the non-rotating parts of the machine — specifically bearing housings, bearing pedestals, or structural parts that respond directly to the dynamic forces transmitted through the bearings.
排除的機器
幾類機械不在 ISO 10816-3 範圍內，並由專屬標準涵蓋。往復式機械（如柴油引擎與往復式壓縮機）遵循 ISO 10816-6。具有獨特振動特性的機床遵循 ISO 10816-8。水力發電機組與發電廠泵浦遵循 ISO 10816-5。輸出超過 50 MW 的汽輪機與超過 3 MW 的燃氣渦輪機遵循 ISO 10816-2。單缸機器與旋轉質量未與轉子剛性連接的機器亦被排除。
功率範圍
適用於額定功率超過 15 kW 的機器。低於此閾值的設備通常具有不同的振動特性，並使用製造商規格或其他標準進行評估。
轉速範圍
適用於 120 至 15,000 RPM 的運轉速度。這涵蓋了絕大多數工業旋轉設備，從低速齒輪驅動機械到高速度渦輪機械。
量測位置
所有測量必須在非旋轉部件上進行：軸承座、基座或直接響應轉子動態力的結構部件。
測量參數
寬頻 RMS 速度 in mm/s 是主要評估參數。此單一數值捕捉了寬頻範圍（通常為 10–1000 Hz）內的整體振動嚴重度。
機器分類：四組分類
正確分類您的機器是應用 ISO 10816-3 最關鍵的步驟。該標準根據兩個關鍵因素將工業機器分為四組：功率等級與基礎類型。應用錯誤的分組可能導致誤報警（將彈性安裝機器與剛性安裝限值比較）或遺漏缺陷（對預期且可實現更低振動的剛性安裝機器應用寬鬆限值）。
| 組別 | 功率 | 基礎 | 典型機器 | 關鍵特徵 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | > 300 kW | 剛性 | 混凝土基座上的大型泵浦、壓縮機、發電機 | 最嚴格限值 — 大型轉子、精密軸承、重型基礎吸收振動 |
| 2 ★ | 15–300 kW | 剛性 | 混凝土或鋼製底座上的標準馬達、中型泵浦、風機、鼓風機 | 最常見組別 — 涵蓋大多數廠區設備 |
| 3 | > 300 kW | 柔性 | 安裝於彈簧隔振器、橡膠墊或高架平台上的大型機器 | 較寬限值 — 彈性安裝允許較高的機器振動，同時保護結構 |
| 4 | 15–300 kW | 柔性 | 安裝於彈簧或橡膠墊上的中型機器、管路安裝泵浦 | 最寬鬆限值 — 中等尺寸與彈性安裝的組合 |
如何判定基礎類型
The distinction between rigid and flexible foundations is critical and can sometimes be ambiguous in practice. A rigid foundation is one where the natural frequency of the machine-foundation system is significantly higher than the principal excitation frequency (typically the machine's running speed). In practical terms, this usually means the machine is bolted directly to a heavy concrete pad, thick steel baseplate, or structural floor without any isolation elements. The foundation mass should be at least 3–5 times the machine mass for it to be considered truly rigid.
彈性基礎是指包含刻意設計的振動隔離元件（如彈簧隔振器、橡膠墊、軟木層或彈簧上的慣性塊）的基礎，或機器安裝在具有顯著自身彈性的 elevated structure（如夾層或管橋）上。關鍵測試是基礎在機器運轉時是否明顯移動或共振。如果您能在機器周圍的地板或結構上感受到振動，則基礎可能表現為彈性。
如果您不確定基礎是剛性還是彈性，測量機器軸承座與基礎表面的振動將有所幫助。如果在運轉速度下，基礎振動超過軸承座振動的 50%，則基礎可能為彈性，應使用第 3 組或第 4 組限值。
實用應用指南
ISO 10816-3 區分了兩種根本不同的使用案例：評估新機或修復後機器的狀態（驗收測試），以及監控已投入服務的機器（運轉監控）。每個使用案例都有其專屬的方法與標準。
新/修復設備的驗收測試
When commissioning a new machine, accepting a machine after installation, or returning a machine to service after a major overhaul, the vibration level should ideally be within Zone A. Zone B is considered acceptable for newly commissioned equipment, but if a brand-new machine reads Zone B, it may indicate an installation issue (misalignment, soft foot, piping strain) that is worth investigating before it causes premature bearing wear. Any new machine exhibiting Zone C or Zone D vibration should not be accepted until the problem is found and corrected. The acceptance criteria should be documented in the purchase or overhaul contract, explicitly referencing ISO 10816-3 group and zone requirements.
在役設備的運轉監控
For machines already in service, the standard provides two complementary evaluation approaches. Absolute vibration assessment compares the current broadband RMS velocity against the zone limits for the machine's group. If the reading is in Zone A or B, the machine is acceptable. Zone C means the machine can run for a limited period while corrective maintenance is planned. Zone D requires immediate shutdown to prevent catastrophic damage.
Trend-based assessment is equally important. A sudden increase in vibration — even if the reading remains within Zone B — is a significant change that warrants investigation. A machine that has been running at 1.0 mm/s for years and suddenly jumps to 2.2 mm/s is still in Zone B for Group 2, but the change of 1.2 mm/s represents a developing fault that will continue to worsen. The standard recommends establishing baselines for each machine and tracking changes over time, not just checking against absolute limits.
測量程序
The standard specifies that vibration measurements should be taken at each accessible bearing location in three orthogonal directions: horizontal (perpendicular to the shaft axis), vertical, and axial (parallel to the shaft axis). The highest reading from any direction at any bearing is used for the overall machine evaluation. This "worst case" approach ensures that directional vibration patterns (such as misalignment that primarily manifests in the axial direction) are not overlooked.
| 方向 | 縮寫 | 常見檢測到的缺陷 |
|---|---|---|
| 水平方向（垂直於軸） | H | Unbalance, looseness, bearing wear |
| 垂直 | V | Unbalance, structural resonance |
| 軸向（平行於軸） | A | Misalignment, bent shaft, thrust bearing faults |
ISO 10816-3 是一種寬頻篩選工具。它能告訴您 該 存在問題（透過將機器歸類於 C 區或 D 區），但它無法告訴您 什麼 問題所在。若要診斷特定故障——無論是不平衡、不對心、軸承損壞或其他原因——您需要 頻譜分析 使用振動分析儀或便攜式動平衡系統。
實務範例
使用 ISO 10816-3 區域標準進行的逐步評估。
機器： 由 75 kW 電動機驅動的離心泵
基礎： 螺栓固定於混凝土基座（剛性基礎）
分類： 第 2 組（15–300 kW，剛性基礎）
測量振動： 泵驅動端軸承水平方向 3.5 mm/s RMS
第 2 組邊界值： A/B = 1.12 mm/s · B/C = 2.8 mm/s · C/D = 7.1 mm/s
3.5 mm/s 介於 B/C 邊界（2.8）與 C/D 邊界（7.1）之間。此機器不適合連續長期運轉。安排振動分析以找出根本原因——此層級常見故障包括不平衡、不對心或軸承早期劣化。
機器： 離心風機，500 kW 馬達，1480 RPM
基礎： 安裝於彈簧隔振器上的鋼架（柔性基礎）
分類： 第 3 組（>300 kW，柔性基礎）
測量振動： 2.0 mm/s RMS（最高讀數，驅動端軸承軸向）
第 3 組邊界值： A/B = 1.8 mm/s · B/C = 4.5 mm/s · C/D = 11.2 mm/s
2.0 mm/s just exceeds the A/B boundary (1.8). For a newly commissioned machine, this is acceptable but not ideal. The slight exceedance suggests investigating alignment or balance — a quick trim balance could bring it into Zone A and extend bearing life significantly.
機器： 電動馬達，45 kW，驅動小型鼓風機
基礎： 橡膠防振墊（柔性基礎）
分類： 第 4 組（15–300 kW，柔性基礎）
基線振動： 3.0 mm/s RMS（6 個月前建立）
目前振動： 6.8 mm/s RMS
第 4 組邊界值： A/B = 2.8 mm/s · B/C = 7.1 mm/s · C/D = 18.0 mm/s
雖然 6.8 mm/s 在技術上仍屬於第 4 組的 B 區，但振動值已從 3.0 mm/s 的基線翻倍以上。此種幅度的變化——即使在同一區域內——表示故障正在發展，需透過頻譜分析立即調查。切勿等待讀數跨入 C 區。
關鍵概念與最佳實務
可執行的限值
ISO 10816-3 將第 1 部分的理論框架轉化為具體的合格/不合格數值。這些數值是設定線上監控系統警報閾值的基礎，也是撰寫採購合約與大修規範中驗收標準的依據。
基礎類型至關重要
對大型柔性安裝風機（第 3 組）完全可接受的振動水平，可能對中型剛性安裝馬達（第 2 組）發出即將故障的訊號。誤判基礎類型是套用此標準時最常見的錯誤。
趨勢優於閾值
經驗豐富的實務人員知道，趨勢往往比絕對值更重要。穩定運轉於 2.5 mm/s 的機器，其優先級低於兩週內從 1.0 跳升至 2.5 mm/s 的機器——儘管兩者今日的讀數相同。
篩選，非診斷
此標準為寬頻篩選工具。它能識別 該 存在問題，但無法指出 什麼 問題所在。若要進行根本原因診斷，請使用 頻譜分析、時域波形分析，並搭配振動分析儀進行相位測量。
設定監測系統的警報閾值
When configuring alarm levels on continuous or periodic vibration monitoring systems, the zone boundaries from ISO 10816-3 provide a natural framework. A common industrial practice is to set the "Alert" (or "Warning") alarm at the Zone B/C boundary and the "Danger" (or "Trip") alarm at the Zone C/D boundary. Some practitioners set a lower "Caution" level at the Zone A/B boundary to flag early changes. For machines with established baselines, additional change-based alarms (e.g., "alarm if vibration increases by more than 25% from baseline") provide earlier detection of developing faults than absolute threshold alarms alone.
與其他標準之關係
ISO 10816-3 is part of a comprehensive family of vibration evaluation standards. ISO 10816-1 provides the general principles. ISO 10816-7 covers rotodynamic pumps specifically. ISO 7919 addresses shaft vibration (measured on the rotating parts with proximity probes) rather than bearing housing vibration, and is primarily used for machines with fluid-film bearings such as turbines. The successor standard ISO 20816-3 (2022) harmonizes the housing vibration approach of 10816 with the shaft vibration approach of 7919 into a single unified framework. Understanding where ISO 10816-3 fits within this family is important for selecting the correct standard for each specific machine and measurement type.
常見問題
對於典型的中型泵（15–300 kW）且安裝於剛性基礎（第 2 組），振動值達 1.12 mm/s RMS 屬極佳狀態（A 區），達 2.8 mm/s 可接受長期運轉（B 區），達 7.1 mm/s 則需調查並進行校正維護（C 區），超過 7.1 mm/s 則建議立即停機（D 區）。若泵安裝於彈性支撐，則採用第 4 組的寬鬆限值。
剛性基礎（混凝土基座、結構鋼底座）會將振動直接傳導至周圍結構，因此要求較低的振動限值。彈性基礎（彈簧隔振器、橡膠墊、彈性體墊）能將振動與結構隔離，故允許機器本身有較高的振動。標準允許彈性安裝的機器有較高的振動限值，因為隔振措施可防止振動損壞周圍設備與結構。
是的，ISO 10816-3 已正式被 ISO 20816-3（2022 年發布）取代。然而，核心的區間邊界值仍極具參考價值，且仍是全球數千家工廠使用的業界標準。許多現有的監測系統、合約規格與維護計畫仍持續引用 ISO 10816-3 的限值。過渡至 ISO 20816-3 是漸進式的，在此期間兩項標準皆可適用。
ISO 10816-3 正式不適用於 15 kW 以下的機器。然而，實務上許多技師會將第 2 組限值作為小型設備的粗略參考。對於關鍵的小型機器，較佳的做法是在安裝與調試後建立基線振動水平，隨後監測相對於該基線的變化，而非直接套用此標準的絕對限值。
