ISO 10816-1 标准及Balanset-1A系统在振动诊断中的仪器应用
全面分析国际振动严重程度要求、区域划分方法以及使用便携式平衡设备进行的实际测量。.
快速参考：振动严重程度 - ISO 10816-1（附件 B）
| 区 | I类 小型机床 ≤15 kW |
II 类 中型 15-75 千瓦 |
III 类 大而坚固的底座 |
IV类 大而灵活的底座 |
|---|---|---|---|---|
| A - 良好 | < 0.71 | < 1.12 | < 1.80 | < 2.80 |
| B - 令人满意 | 0.71 - 1.80 | 1.12 - 2.80 | 1.80 - 4.50 | 2.80 - 7.10 |
| C - 不满意 | 1.80 - 4.50 | 2.80 - 7.10 | 4.50 - 11.20 | 7.10 - 18.00 |
| D - 不可接受 | > 4.50 | > 7.10 | > 11.20 | > 18:00 |
快速参考：振动严重程度 - ISO 10816-3（工业机械）
| 区 | 第1组（>300千瓦） 刚性地基 |
第1组（>300千瓦） 灵活的基础 |
第 2 组（15-300 千瓦） 刚性地基 |
第 2 组（15-300 千瓦） 灵活的基础 |
|---|---|---|---|---|
| A - 良好 | < 2.3 | < 3.5 | < 1.4 | < 2.3 |
| B - 令人满意 | 2.3 - 4.5 | 3.5 - 7.1 | 1.4 - 2.8 | 2.3 - 4.5 |
| C - 不满意 | 4.5 - 7.1 | 7.1 - 11.0 | 2.8 - 4.5 | 4.5 - 7.1 |
| D - 不可接受 | > 7.1 | 11.0 | > 4.5 | > 7.1 |
摘要
本报告对ISO 10816-1及其衍生标准中定义的工业设备振动状态的国际法规要求进行了全面分析。文件回顾了从ISO 2372到现行ISO 20816的标准化演进历程，阐释了测量参数的物理意义，并描述了评估振动状态严重程度的方法论。 特别关注了使用便携式平衡与诊断系统Balanset-1A实施这些规则的实践应用。报告详细阐述了该仪器技术特性、其在振动测量仪和平衡模式下的运行算法，以及执行测量以确保旋转机械可靠性与安全标准符合性的方法指南。.
第一章 振动诊断的理论基础与标准化发展历程
1.1. 振动的物理本质与测量参数的选择
振动作为诊断参数，是机械系统动态状态最具信息量的指标。与温度或压力这类综合性指标不同——它们往往对故障反应滞后——振动信号能实时传递机构内部作用力的信息。.
ISO 10816-1标准与其前身标准一样，基于振动速度测量。这种选择并非偶然，而是源于损伤的能量本质。振动速度与振动质量的动能成正比，因此也与机械部件中产生的疲劳应力成正比。.
振动诊断主要采用三个参数，每个参数都有其特定的应用领域：
振动位移（位移）:以微米 (µm) 为单位测量的振幅。该参数对于低速机器（低于 600 rpm）和评估轴颈轴承的游隙至关重要，因为在低速机器中，防止转子与定子接触非常重要。在 ISO 10816-1 中，位移的作用有限，因为在高频情况下，即使很小的位移也会产生破坏力。.
振动速度（速度）:表面点速度，单位为毫米/秒（mm/s）。这是 10 至 1000 Hz 频率范围内的通用参数，涵盖了主要的机械缺陷：不平衡、不对中和松动。ISO 10816 采用振动速度作为主要评估标准。该标准规定了 RMS（均方根）值，表示振动的平均能量。.
振动加速度（加速度）:振动速度的变化率，单位为米/秒平方（m/s²）或 g 单位（1 g = 9.81 m/s²）。加速度表征惯性力，对高频过程（1000 赫兹及以上）最为敏感，例如早期的滚动轴承缺陷、齿轮啮合问题和电机电气故障。.
为什么选择均方根值？ ISO 10816-1 主要针对 10-1000 Hz 范围内的宽带振动。仪器必须整合该频带内所有振荡的能量，并输出单一有效值。使用有效值而不是峰值是有道理的，因为有效值表征的是振荡过程随时间变化的总功率，这与评估热和疲劳对机械装置的影响更为相关。数学关系如下V有效值 = V顶峰 / √2表示纯正弦信号，但实际上真实世界的振动是多种频率的叠加，因此有效值是唯一正确的能量指标。.
1.2. 历史背景：从ISO 2372到ISO 20816
要了解当前的要求，就必须分析其历史发展。振动标准的演变跨越了五十多年：
本报告重点关注ISO 10816-1和ISO 10816-3标准，因为这些文件是使用便携式仪器（如Balanset-1A）对约90%工业设备进行诊断的主要工作工具。.
第二章. ISO 10816-1方法论的详细分析
2.1. 范围与限制
ISO 10816-1 适用于对机器非旋转部件（轴承座、支脚、支撑框架）进行的振动测量。该标准不适用于由声学噪声引起的振动，也不涵盖往复运动机器（其由 ISO 10816-6 规范），因这类机器基于其工作原理会产生特定惯性力。.
关键点在于该标准规范了原位测量——即在实际运行条件下进行测量，而不仅限于试验台。这意味着限值考虑了实际基础、管道连接及运行负荷条件的影响。.
主要限制 ISO 10816-1 规定 一般准则. .其附件 B 中的区域限值是根据积累的经验提出的建议值。如果有制造商特定的振动限值，则以这些限值为准。该标准明确指出，表中的数值适用于没有特定标准的情况。.
2.2. 设备分类
该方法论的关键要素在于将所有机器划分为不同等级。若将四类设备的限制标准套用于一类设备，可能导致工程师忽视危险状况；反之则可能造成健康设备的无故停机。.
表2.1. 根据ISO 10816-1标准的机械分类
| 班级 | 说明 | 典型机器 | 地基类型 |
|---|---|---|---|
| I类 | 发动机和机器的各个部件，在结构上与整体相连。小型机械。. | 功率不超过15千瓦的电动机。小型泵、辅助驱动装置。. | 任何 |
| II 类 | 无需特殊地基的中型机器。. | 电动机功率范围15–75千瓦。发动机功率最高300千瓦，安装于刚性基座上。泵类、风机。. | 通常是刚性的 |
| III 类 | 大型原动机及其他具有旋转质量的大型机械。. | 涡轮机、发电机、大功率泵（>75千瓦）。. | 死板的 |
| IV类 | 大型原动机及其他具有旋转质量的大型机械。. | 燃气轮机发电机组，燃气轮机（>10兆瓦）。. | 灵活的 |
确定地基类型（刚性与柔性）的问题
该标准规定，如果 "机器-地基 "系统的第一固有频率高于主要激励频率（旋转频率），则地基为刚性地基。如果地基的固有频率低于旋转频率，则为柔性地基。.
实际上这意味着：
- 固定在厚重混凝土地面上的机器通常属于刚性基础类设备。.
- 安装在隔振器（弹簧、橡胶垫）或轻钢框架（例如上层结构）上的机器属于柔性基础类别。.
- 如果将同一台机器从一个地基移到另一个地基，它的等级可能会发生变化，因此在搬迁设备时必须牢记这一点。.
常见错误 许多工程师认为任何钢结构都是 "刚性 "的。实际上，钢夹层上的机器通常具有柔性支撑，因为夹层的固有频率通常低于机器的运行速度。请务必通过检查支撑结构的固有频率进行验证。.
2.3. 振动评估区域
该标准没有采用 "好/坏 "二元评价，而是提供了一个支持基于状态的维护的四区量表：
A 区 - 良好
新投入使用或大修后机器的振动级别。这是表明动态平衡良好和安装正确的参考条件。.
B 区--令人满意
适合长期无限制运行的机器。振动水平高于理想水平，但不影响可靠性。无需采取任何措施。.
C 区 - 不满意
机器不适合长期连续运行。轴承和密封件加速退化。在加强监控的情况下限时运行，直到下一个维护窗口。.
D 区 - 不可接受
可能导致灾难性故障的振动级别。需要立即停机。继续运行有可能造成严重的设备损坏、安全隐患，并对邻近系统造成附带损害。.
2.4. 振动限值
下表总结了 ISO 10816-1 附件 B 中规定的振动速度有效值（毫米/秒）的极限值。这些数值是经验值，在没有制造商规格书的情况下可作为指南。.
表 2.2.区域边界值（ISO 10816-1 附件 B）
| 区域边界 | I类（毫米/秒） | II类（毫米/秒） | III类（毫米/秒） | 四级（毫米/秒） |
|---|---|---|---|---|
| A / B | 0.71 | 1.12 | 1.80 | 2.80 |
| B / C | 1.80 | 2.80 | 4.50 | 7.10 |
| C / D | 4.50 | 7.10 | 11.20 | 18.00 |
可视化比较：按机器类别划分的区域边界
分析性解释。. 考虑值为 4.5 mm/s。对于小型机器（I 级），这是需要停机的紧急状态 (C/D) 的边界。对于中型机器（II 级），这是 "需要注意 "区域的中间位置。对于刚性基础上的大型机器（III 级），这只是 "满意 "区和 "不满意 "区的分界线。对于柔性地基上的机器（IV 级），这是正常运行振动水平（B 区）。这一变化说明了在没有适当分类的情况下使用通用限值的风险。.
2.5.两个评估标准：绝对值与相对变化
ISO 10816-1 定义了两个独立的评估标准，应同时应用：
标准 I--振动幅度： 宽带均方根绝对振动速度与区域限值的比较。这是上表中描述的主要标准。.
标准 II - 振动变化： 振动水平相对于既定基线的明显变化（增加或减少），无论绝对水平是否跨越区域边界。如果振动水平突然变化超过 25%，即使机器仍在 B 区，也可能表明故障正在发展。.
实用小贴士 在调试期间或维护之后，始终记录基线振动水平。随着时间推移而变化的振动数据往往比单点测量更有价值。Balanset-1A 软件可以保存测量结果，以便进行比较。.
第 3 章.ISO 10816 / 20816 系列完整概览
ISO 10816 标准以多部分系列的形式发布，其中第 1 部分提供了总体框架，随后的部分则规定了不同机器类型的具体要求。了解哪个部分适用于您的特定设备对于正确评估至关重要。.
表 3.0.ISO 10816 零部件及其 ISO 20816 替代品的完整清单
| ISO 10816 部分 | 机器类型/范围 | 由（ISO 20816）代替 | 关键参数 |
|---|---|---|---|
| 10816-1:1995 | 适用于所有机器的一般准则 | 20816-1:2016 | 速度有效值，10-1000 赫兹 |
| 10816-2:2009 | 陆上蒸汽轮机和发电机 >50 兆瓦 | 20816-2:2017 | 速度有效值 + 位移峰峰值 |
| 10816-3:2009 | 大于 15 千瓦、120-15,000 转/分的工业机器（风扇、泵、压缩机、电机） | 20816-3（开发中） | 速度有效值，10-1000 赫兹 |
| 10816-4:2009 | 燃气轮机驱动机组，不包括飞机衍生产品 | 20816-4:2018 | 速度有效值 + 位移 |
| 10816-5:2000 | 功率大于 1 兆瓦或转速大于 600 转/分的水力机械（水轮机、水泵） | 20816-5:2018 | 速度有效值 + 位移 |
| 10816-6:1995 | 往复式机器 >100 kW | 20816-8:2018 | 速度有效值（修正带） |
| 10816-7:2009 | 旋转动力泵（包括离心泵、混流泵） | 20816-7（开发中） | 速度有效值，10-1000 赫兹 |
| 10816-8:2014 | 往复式压缩机系统 | 20816-8:2018 | 速度均方根 |
3.1.ISO 7919 系列（轴振动）--现为 ISO 20816 的一部分
ISO 10816 专门针对轴承座振动，而与之平行的 ISO 7919 系列则针对使用非接触式接近探头（涡流传感器）测量的轴振动。对于大型蒸汽轮机、燃气轮机和发电机等关键旋转机械，轴的相对振动通常是更有参考价值的参数，因为它可以直接测量转子在轴承间隙内的运动。.
将这两个系列统一为 ISO 20816 反映了现代的理解，即关键设备的全面状态监测需要外壳振动（用于结构评估）和轴振动（用于转子动态评估）。.
3.2.相关国际标准
ISO 10816 并非孤立存在。多个配套标准规定了传感器规格、平衡质量和测量方法：
| 标准 | 标题/范围 | 与 ISO 10816 的相关性 |
|---|---|---|
| ISO 1940-1 | 旋转刚体的平衡质量要求 | 定义允许的残余不平衡度（G 级：G0.4 至 G4000）。与 ISO 10816 规定的可实现振动水平直接相关。. |
| ISO 2954 | 对振动测量仪器的要求 | 规定了根据 ISO 10816 使用的仪器的精度和频率响应。. |
| ISO 5348 | 加速度计的机械安装 | 定义正确的传感器安装方式，确保测量结果符合 ISO 10816 标准。. |
| ISO 13373-1/2 | 机器状态监测 - 振动 | 为 ISO 10816 评估中使用的数据采集和光谱分析技术提供指导。. |
| ISO 10816-21 | 带齿轮箱的水平轴风力发电机 | 风能应用的具体振动限值。. |
| ISO 14694 | 平衡风机的质量要求 | 风扇专用平衡等级（BV-1 至 BV-5）是对 ISO 10816-3 振动区的补充。. |
3.3.ISO 1940 平衡质量与 ISO 10816 振动区之间的关系
实践中最常见的问题之一是平衡质量等级（ISO 1940 规定的 G 值）与 ISO 10816 规定的振动区域之间的关系。虽然没有精确的数学公式将它们联系起来（这种关系取决于轴承刚度、机器质量和支撑动态），但两者之间存在着普遍联系：
- 平衡等级 G2.5（风机、泵、电机的典型等级）在正确安装的机器上一般可达到 A 区或 B 区。.
- 平衡等级 G6.3（一般机械）通常达到 B 区，但对于刚性、轻质结构而言，可能会达到 C 区。.
- 根据 ISO 10816 标准，平衡等级 G16（农业设备、破碎机）通常相当于 C 区或更差。.
Balanset-1A 系统可实现 G2.5 或更高的平衡质量，这直接有助于满足 ISO 10816 A 区的要求。.
第 4 章.工业机器的特殊性：ISO 10816-3
虽然ISO 10816-1定义了通用框架，但在实际应用中，大多数工业设备（功率超过15千瓦的泵、风机、压缩机）均遵循该标准更具体的第3部分（ISO 10816-3）。理解这一差异至关重要，因为Balanset-1A平衡机常用于平衡该部分涵盖的风机和泵。.
4.1.ISO 10816-3 中的机器组
与第一部分的四类划分不同，第三部分将机器分为两大类：
第一组:额定功率超过 300 千瓦的大型机器，或轴高度超过 315 毫米、转速在 120 转/分钟至 15 000 转/分钟之间的电机。.
第二组:额定功率为 15 kW 至 300 kW 的中型机器，或轴高度为 160 mm 至 315 mm 的电机，运行速度为 120 rpm 至 15,000 rpm。.
范围说明： ISO 10816-3 明确排除了其他部分已经涵盖的机器：蒸汽轮机（第 2 部分）、燃气轮机（第 4 部分）、液压机器（第 5 部分）和往复式机器（第 6 部分）。工作转速低于 120 转/分钟或高于 15000 转/分钟的机器也不包括在内。.
4.2.ISO 10816-3 中的振动限值
限值取决于地基类型（刚性/柔性），其定义与第 1 部分相同。.
表 4.1.ISO 10816-3 规定的振动限值（均方根值，毫米/秒）
| 状态（区域） | 第1组（>300千瓦）刚性 | 第1组（>300千瓦）灵活 | 第2组（15–300千瓦）刚性 | 第2组（15–300千瓦）灵活 |
|---|---|---|---|---|
| A（新） | < 2.3 | < 3.5 | < 1.4 | < 2.3 |
| B（长期） | 2.3 - 4.5 | 3.5 - 7.1 | 1.4 - 2.8 | 2.3 - 4.5 |
| C（有限） | 4.5 - 7.1 | 7.1 - 11.0 | 2.8 - 4.5 | 4.5 - 7.1 |
| D（伤害） | > 7.1 | 11.0 | > 4.5 | > 7.1 |
数据综合。. 比较 ISO 10816-1 和 ISO 10816-3 的表格可以看出，ISO 10816-3 对刚性地基上的中等功率机器（第 2 组）提出了更严格的要求。D 区的边界设定为 4.5 mm/s，与第 1 部分中 I 类的限制相吻合。这证实了对现代、快速和轻型设备的限制越来越严格的趋势。当使用 Balanset-1A 对混凝土地面上的 45 千瓦风机进行诊断时，应重点关注该表中的 "2 组/刚性 "栏，在该栏中，向紧急区的过渡为 4.5 mm/s。.
4.3.ISO 10816-3 的附加要求
ISO 10816-3 在基本区域限制之外增加了重要规定：
- 验收测试： 对于新安装或维修过的机器，振动应位于 A 区。如果振动位于 B 区，建议进行调查以确定原因。.
- 运行警报： 该标准建议设置两个报警级别--警报（通常在 B/C 边界）和危险（在 C/D 边界）。这些可在连续监控系统中实施。.
- 瞬态条件： 该标准承认，在启动和停机期间，振动可能会暂时超过稳态极限，特别是在通过临界速度（共振）时。.
- 耦合机器： 对于耦合设备（如电动机-泵组），应使用与其组别分类相适应的限值对每台机器进行单独评估。.
第 5 章 硬件结构Balanset-1A 系统的硬件架构
为满足ISO 10816/20816标准的要求，您需要一台能够提供精确且可重复测量结果、并符合所需频率范围的仪器。Vibromera公司开发的Balanset-1A系统是一款集成解决方案，它将双通道振动分析仪与现场平衡仪的功能合二为一。.
5.1.测量通道和传感器
Balanset-1A系统配备两个独立的振动测量通道（X1和X2），可同时在两个点或两个平面上进行测量。.
传感器类型。. 该系统采用加速度计（用于测量加速度的振动传感器）。这是现代工业标准，因为加速度计具有高可靠性、宽频率范围和良好的线性度。.
信号整合。. 由于ISO 10816标准要求评估振动速度（mm/s），加速度计的信号需通过硬件或软件进行积分处理。这是关键的信号处理步骤，其中模数转换器的质量起着至关重要的作用。.
测量范围。. 该仪器可测量 0.05 至 100 mm/s 范围内的振动速度（有效值）。这一范围完全覆盖了所有 ISO 10816 评估区（从 A 区 45 mm/s，适用于最大的机器）。.
5.2.频率特性和精度
Balanset-1A的计量特性完全符合标准要求。.
频率范围。. 基本型仪器的工作频率范围为 5 Hz - 550 Hz。5 Hz（300 rpm）的下限甚至超过了 ISO 10816 标准要求的 10 Hz，可用于低速机器的诊断。对于旋转频率为 3000 rpm（50 Hz）的机器，550 Hz 的上限最多可覆盖 11 次谐波，足以检测不平衡（1×）、不对中（2×、3×）和松动。频率范围可扩展至 1000 Hz，完全满足所有标准要求。.
振幅精度。. 振幅测量误差为满刻度的 ±5%。对于区域边界相差数百个百分点的运行监测任务而言，这一精度绰绰有余。.
相位精度。. 仪器测量相位角的精度为 ±1 度。尽管 ISO 10816 没有规定相位，但相位对平衡程序至关重要。.
5.3.转速计通道
该套件包括一个激光转速计（光学传感器），可实现两种功能：测量转子转速（RPM），范围为 150 至 60,000 rpm（某些型号可达 100,000 rpm），从而确定振动是与旋转频率（1×）同步还是异步；生成参考相位信号（相位标记），用于同步平均和计算平衡过程中的校正质量角。.
5.4.连接和布局
标准套件包含4米长的传感器电缆（可选10米）。这在现场测量时能提升安全性。较长的电缆使操作员能够远离旋转机械部件，符合工业安全规范中关于操作旋转设备的要求。.
表 5.1.Balanset-1A 主要规格与 ISO 10816 要求的对比
| 范围 | ISO 10816 要求 | Balanset-1A 规格 | 遵守 |
|---|---|---|---|
| 测量参数 | 振动速度，有效值 | 速度有效值（与加速度积分） | ✓ |
| 频率范围 | 10-1000 赫兹 | 5-550 Hz（可选至 1000 Hz） | ✓ |
| 测量范围 | 0.71-45 毫米/秒（区域范围） | 0.05-100 毫米/秒 | ✓ |
| 通道数 | 至少 1 | 2 个同时 | ✓ |
| 幅度精度 | 根据 ISO 2954：±10% | ±5% | ✓（超过） |
| 转速测量 | 未说明 | 150-60,000 转/分钟 | 奖励功能 |
第 6 章 测量方法和 ISO 10816 评估使用 Balanset-1A 进行测量的方法和 ISO 10816 评估
6.1.测量准备
识别机器。. 确定机器等级或组别（根据本报告第 2 章和第 4 章）。例如，"安装在隔振器上的 45 千瓦风机 "属于第 2 组（ISO 10816-3），具有柔性基础。.
软件安装。. 从随附的 USB 驱动器中安装 Balanset-1A 驱动程序和软件。将接口装置连接到笔记本电脑的 USB 端口。.
安装传感器。. 将传感器安装在轴承座上，不要安装在薄盖板、防护罩或金属板外壳上。使用磁性底座，并确保磁铁牢固地吸附在干净、平整的表面上。磁铁下面的油漆或锈迹会起到阻尼作用，降低高频读数。保持正交性：在每个轴承上按垂直 (V)、水平 (H) 和轴向 (A) 方向进行测量。Balanset-1A 有两个通道，因此可以在一个支座上同时测量 V 和 H。.
6.2.测振仪模式 (F5)
Balanset-1A 软件具有 ISO 10816 评估专用模式。运行程序，按 F5 键（或点击界面上的 "F5 - 测振仪 "按钮），然后按 F9 键（运行）开始数据采集。.
指标分析：
- 均方根值（总）:仪器显示总振动速度有效值（V1s、V2s）。这是与标准表中的限值进行比较的值。.
- 1× 振动:仪器提取旋转频率（同步分量）的振动幅度。.
如果有效值较高（C/D 区），但 1× 分量较低，则问题不在于不平衡。可能是轴承故障、气蚀（泵）或电磁问题。如果有效值接近 1× 值（例如，有效值 = 10 mm/s，1× = 9.8 mm/s），则不平衡占主导地位，平衡将使振动减少约 95%。.
6.3.频谱分析（FFT）
如果整体振动超过限值（C 区或 D 区），则必须查明原因。F5 模式包括一个带有 FFT 频谱显示的图表选项卡。.
- 1×（旋转频率）处的主峰表示不平衡。.
- 在 2× 和 3× 处出现峰值表示对齐不准确或松动。.
- 高频 "噪音 "或大量谐波表明滚动轴承存在缺陷。.
- 叶片通过频率（叶片数 × 转 / 分）表明风机存在空气动力问题或泵存在液压问题。.
- 2 倍线路频率（100 赫兹或 120 赫兹）表示电机出现电气故障（定子偏心、转子断线）。.
Balanset-1A 提供这些可视化功能，使其从简单的 "符合性测量仪 "转变为全面的诊断工具。.
6.4.测量点和方向
ISO 10816-1 建议在每个轴承位置测量三个相互垂直方向的振动。对于一台典型的双轴承机床，这意味着最多需要 6 个测量点（3 个方向 × 2 个轴承）。在实际操作中，最重要的测量点是
- 垂直 (V)： 对不平衡最敏感。通常读数最高，因为轴承在垂直方向的刚度较小。.
- 水平 (H)： 对偏差和松动敏感。水平振动明显超过垂直振动，通常表明机脚过软或螺栓松动。.
- 轴向 (A)： 轴向振动升高（径向振动超过 50%）表明转子未对准、轴弯曲或悬空不平衡。.
ISO 10816 评估通常使用所有测量点和方向中的最高读数。始终记录所有测量结果，以便进行趋势分析。.
第 7 章.作为校正方法的平衡：Balanset-1A 的实际应用
当诊断结果（基于频谱中的 1× 优势）表明不平衡是导致 ISO 10816 极限值超标的主要原因时，下一步就是平衡。Balanset-1A 采用影响系数法（三运行法）。.
7.1.平衡理论
当转子的质心与其旋转轴不重合时，就会出现不平衡。这会导致离心力 F = m - r - ω² 该装置在旋转频率下产生振动。平衡的目标是添加一个矫正质量（配重），使其产生的力在大小上等于、方向上相反于不平衡力。.
7.2.单翼平衡程序
该程序适用于窄转子（风扇、滑轮、圆盘）。在程序中选择 F2 模式。.
运行 0 - 初始： 启动转子，按 F9 键。仪器测量初始振动（振幅和相位）。例如：8.5 mm/s，120°。.
运行 1 - 试验重量： 停止转子，在任意位置安装已知质量（例如 10 克）的试砝码。启动转子，按 F9 键。例如5.2 mm/s，160°。.
计算和校正： 程序会自动计算校正砝码的质量和角度。例如，仪器可以指示"在与试验砝码位置成 45° 角处增加 15 克"。平衡装置功能支持分体砝码：如果无法将砝码放置在计算出的位置，程序会将其分成两个砝码，以便安装在风扇叶片等处。.
运行 2 - 验证： 安装计算出的校正砝码（如有必要，可移除试验砝码）。启动转子，确认残余振动已降至符合 ISO 10816 标准的 A 区或 B 区（例如，2 组/刚性低于 2.8 mm/s）。.
7.3.双翼平衡
长转子（轴、破碎机滚筒）需在两个校正平面进行动态平衡。操作流程类似，但需配备两个振动传感器（X1、X2）并执行三次运行（初始运行、平面1试重运行、平面2试重运行）。此操作请使用F3模式。.
第 8 章.实际场景与解读（案例研究）
工业排气扇（45 千瓦）
背景： 风扇安装在屋顶上，采用弹簧式隔振器。.
分类： ISO 10816-3，第2组，柔性基础。.
测量： Balanset-1A在F5模式下显示RMS值为6.8毫米/秒。.
分析： 根据表 4.1，"灵活 "的 B/C 边界为 4.5 mm/s，C/D 边界为 7.1 mm/s。风扇在 C 区（有限运行）运行，接近紧急 D 区。.
诊断： 频谱显示出一个强烈的 1× 峰值，证实不平衡是主要来源。.
行动： 使用 Balanset-1A 进行平衡。振动降至 1.2 毫米/秒。.
✓ 结果：A 区（1.2 毫米/秒） - 故障已排除锅炉给水泵（200 千瓦）
背景： 该泵被牢固地安装在坚固的混凝土基座上。.
分类： ISO 10816-3，第2组，刚性基础。.
测量： Balanset-1A显示均方根值为5.0毫米/秒。.
分析： 根据表 4.1，"刚性 "的 C/D 边界为 4.5 mm/s。泵在 D 区运行 - 紧急状态。.
诊断： 频谱显示出一系列谐波和较高的噪音水平。相对于总振动而言，1×峰值较低。.
行动： 平衡操作无济于事。问题很可能出在轴承或气蚀现象上。必须停泵进行机械检查。.
✕ 结果：D 区（5.0 毫米/秒） - 要求立即停机离心式压缩机（500 千瓦）
背景： 压缩机用地脚螺丝安装在混凝土块地基上。.
分类： ISO 10816-3，第 1 组，刚性地基。.
测量： 平衡装置-1A 在驱动端轴承处显示 RMS = 垂直 3.8 mm/s，水平 5.1 mm/s。.
分析： 根据表 4.1（第 1 组/刚性），3.8 mm/s 为 B 区，5.1 mm/s 为 C 区。.
诊断： 频谱显示一个主要的 2× 峰，轴向振动升高。主要疑点是偏差。.
行动： 用激光工具检查了耦合对准情况。发现角度偏差为 0.12 毫米，校正后为 0.03 毫米。校正后的振动：水平 1.9 毫米/秒。.
✓ 结果：A 区（1.9 毫米/秒） - 对齐校正第 9 章 振动参数之间的关系振动参数之间的关系：位移、速度、加速度
了解这三个振动参数之间的数学关系，对于它们之间的换算以及理解 ISO 10816 选择速度作为主要度量标准的原因非常重要。.
对于频率为 f (赫兹）：
- 位移： D = D0 - sin(2πft)，以 µm 为单位测量（峰值或峰到峰值）
- 速度： V = 2πf - D0 - cos(2πft) ，单位为毫米/秒
- 加速度： A = (2πf)² - D0 - sin(2πft), 测量单位为 m/s²
主要关系（频率峰值 f):
- V顶峰 (mm/s) = π - f - D页 (微米）/1000
- A顶峰 (m/s²) = 2πf - V顶峰 (毫米/秒）/1000
这就解释了为什么位移在低频时占主导地位，加速度在高频时占主导地位，而速度则在典型的机器速度范围内相对平缓（与频率无关）地表示振动的严重程度。恒定的速度值代表结构中的恒定应力，与频率无关，这就是 ISO 10816 使用速度值的根本原因。.
表 9.1.50 赫兹（3000 转/分钟）时的实际转换示例
| 速度有效值（毫米/秒） | 位移 p-p (µm) | 加速度有效值（米/秒²） | ISO 10816-1 区（二级） |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 9.0 | 0.44 | A区 |
| 2.8 | 25.2 | 1.24 | B/C 边界 |
| 4.5 | 40.5 | 2.00 | C区 |
| 7.1 | 63.9 | 3.15 | C/D 边界 |
第 10 章常见测量错误及如何避免这些错误
即使使用像 Balanset-1A 这样经过正确校准的仪器，测量误差也可能导致错误的结论。以下是最常见的误区：
10.1.传感器安装错误
问题： 传感器安装在防护罩、薄盖或松散结构上，而不是轴承座上。由于盖板的结构共振，这会导致错误的高读数，从而导致不必要的停机。.
解决方案 始终直接安装在轴承座上。在干净、平整的金属表面使用磁性安装。对于油漆厚度超过 0.1 毫米的表面，应刮去一小块裸露的金属。.
10.2.错误的机器分类
问题： 对 200 千瓦的压缩机（根据 ISO 10816-3，应为第 2 组）采用 I 级限制会导致过早报警。.
解决方案 在选择适用的标准和组别之前，请务必确定机器的额定功率、速度和基础类型。.
10.3.忽略运行条件
问题： 测量启动时或部分负载时的振动。ISO 10816 限制适用于正常工作条件下的稳态运行。.
解决方案 在记录测量值之前，让机器达到热平衡和正常运行速度/负载。对于电机而言，这通常意味着至少运行 15 分钟。.
10.4.电缆和电气噪音
问题： 将传感器电缆与电源电缆并行会产生电磁干扰，导致读数人为升高，尤其是在 50/60Hz 和谐波频率下。.
解决方案 传感器电缆的布线应远离电源电缆。尽可能使用屏蔽电缆。Balanset-1A 电缆设计为屏蔽电缆，但正确布线仍然很重要。.
10.5.单点测量
问题： 只在一个轴承上测量一个方向，就得出 "机器没问题 "的结论。"
解决方案 在每个轴承上至少测量两个方向（V 和 H）。使用最高读数进行 ISO 10816 评估。不同方向之间的显著差异可能表示特定的故障（例如，水平方向>垂直方向通常表示结构松动）。.
常见问题 (FAQ)
结论
ISO 10816-1 及其专门第 3 部分为确保工业设备的可靠性提供了基本依据。从主观感知到振动速度（均方根值、毫米/秒）的定量评估，工程师可以客观地对机器状况进行分类，并根据实际数据而不是任意的时间表制定维护计划。.
四区评估系统（A 到 D）为维护团队、管理层和设备供应商之间交流机器状况提供了一种通用语言。结合频谱分析，这种方法不仅能发现问题，还能找出根本原因--不平衡、不对中、轴承磨损、松动和电气故障。.
采用Balanset-1A系统对这些标准进行仪器化实施已被证实行之有效。该仪器在5–550 Hz频率范围内（完全覆盖多数机械设备的标准要求）提供计量学精确的测量数据，并具备识别振动升高原因（频谱分析）及消除这些原因（动平衡校正）所需的功能。.
对于运营企业而言，采用ISO 10816方法论及Balanset-1A等仪器实施定期监测，是降低运营成本的直接投资。区分B区与C区的能力既能避免对健康设备进行过早维修，又能防止因忽视关键振动水平而引发的灾难性故障。.
报告结束
