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：第 1 部分說明如何測量與評估機器振動的一般原則，而第 3 部分則提供實際數值——以 mm/s 為單位的 RMS 速度值——用以定義機器的振動是否可接受或危險。
該標準根據功率等級與基礎類型，將振動嚴重度劃分為四個評估區間（A 至 D），適用於四種不同的機器組別。此簡單的矩陣為維護工程師、廠區操作員與狀態監控技術人員提供了清晰、國際公認的框架，以對設備健康狀況做出通行/禁止的決策。
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
該標準設計用於正常穩態條件下運轉的最常見工業旋轉設備類型。這包括離心泵、電動機與發電機（感應式與同步式）、鼓風機與風機（離心式與軸流式）、離心壓縮機，以及整合於機器組中的齒輪箱。機器的輸出功率（或額定功率）必須高於 15 kW，且運轉速度必須介於 120 RPM 至 15,000 RPM 之間。測量僅在機器的非旋轉部件上進行——具體為軸承座、軸承支座或直接響應透過軸承傳遞之動態力的結構部件。
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
剛性基礎與柔性基礎的區別至關重要，且在實務上有時可能模糊不清。剛性基礎是指機器-基礎系統的自然頻率顯著高於主要激振頻率（通常為機器的運轉速度）。實務上，這通常意味著機器直接螺栓固定於厚重的混凝土墊層、厚鋼底板或結構樓板上，且沒有任何隔振元件。基礎質量應至少為機器質量的 3–5 倍，才可視為真正的剛性基礎。
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
在新機器調試、安裝後驗收，或大修後重新投入服務時，振動水平理想上應位於 A 區。B 區被認為是新調試設備的可接受範圍，但若全新機器的讀數落在 B 區，可能表示存在安裝問題（不對心、軟腳、管路應力），值得在導致軸承早期磨損前進行調查。任何展現 C 區或 D 區振動的新機器，在問題找到並校正前不應驗收。驗收標準應記錄於採購或大修合約中，明確引用 ISO 10816-3 的組別與區間要求。
在役設備的運轉監控
對於已在運轉中的機器，標準提供了兩種互補的評估方法。絕對振動評估將目前的寬頻 RMS 速度與機器組別的區間限值進行比較。若讀數位於 A 區或 B 區，則機器可接受。C 區表示機器可在規劃校正性維護期間有限期運轉。D 區要求立即停機以防止災難性損壞。
基於趨勢的評估同樣重要。振動突然增加——即使讀數仍位於 B 區內——也是一個值得調查的顯著變化。一台多年來運轉於 1.0 mm/s 的機器突然跳升至 2.2 mm/s，對於第 2 組而言仍位於 B 區，但 1.2 mm/s 的變化代表正在發展中的故障，且會持續惡化。標準建議為每台機器建立基線並追蹤隨時間的變化，而不僅僅是檢查絕對限值。
測量程序
標準規定振動測量應在每個可及的軸承位置，沿三個正交方向進行：水平（垂直於軸線）、垂直，以及軸向（平行於軸線）。任何軸承任何方向上的最高讀數將用於整體機器評估。此「最壞情況」方法確保方向性振動模式（例如主要表現於軸向的不對心）不會被忽略。
| 方向 | 縮寫 | 常見檢測到的缺陷 |
|---|---|---|
| 水平方向（垂直於軸） | H | 不平衡、鬆動、軸承磨損 |
| 垂直 | V | 不平衡、結構共振 |
| 軸向（平行於軸） | A | 不對心、軸彎曲、推力軸承故障 |
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 略微超過 A/B 邊界（1.8）。對於新調試的機器，這可接受但非理想。略微超標建議調查對中或平衡——快速進行微量動平衡校正即可將其帶入 A 區，並顯著延長軸承壽命。
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
在設定連續或週期性振動監控系統的警報水平時，ISO 10816-3 的區間邊界提供了自然的框架。常見的工業實務是將「警報」（或「警告」）設定於 B/C 區邊界，將「危險」（或「跳脫」）警報設定於 C/D 區邊界。部分實務工作者會在 A/B 區邊界設定較低的「注意」級別，以標記早期變化。對於已建立基線的機器，額外的基於變化的警報（例如，「若振動較基線增加超過 25% 則警報」）能比單純的絕對閾值警報更早偵測到發展中的故障。
與其他標準之關係
ISO 10816-3 是綜合性振動評估標準家族的一部分。ISO 10816-1 提供一般原則。ISO 10816-7 專門涵蓋動壓泵。ISO 7919 處理軸振動（使用接近感測器在旋轉部件上測量），而非軸承座振動，主要用於配備液膜軸承的機器（如渦輪機）。後續標準 ISO 20816-3（2022）將 10816 的軸承座振動方法與 7919 的軸振動方法整合為單一統一的框架。了解 ISO 10816-3 在此家族中的定位，對於為每台特定機器與測量類型選擇正確的標準至關重要。
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。
