ISO 20816-1：现代机器振动通用指南

ISO 20816-1：机械振动 - 机器振动的测量和评估 - 第1部分：一般准则

概括

ISO 20816-1 是现行的现代国际标准，为测量和评估机械振动提供了通用指南。该标准是一项重大更新，因为它取代并融合了两项较旧的基础标准的原则： ISO 10816-1 （涵盖非旋转部件的测量）和 ISO 7919-1 （涵盖旋转轴的测量）。这项新标准提供了一个统一的框架，用于评估整台机器的振动，同时考虑了机壳和轴的测量，以便进行更全面的评估。

目录（概念结构）

该标准将其前身的概念整合并更新为一个有凝聚力的结构：

1. 范围和测量类型：

本章定义了该标准的全面范围，使其成为评估各种工业机械在运行条件下振动的主要指南。其最显著的特点是正式统一了两种不同的测量理念。它提供了测量以下两种振动的详细方法：
- 非旋转部件： 这是指在机器的固定部件（通常是轴承座）上进行的测量。该标准重申，此类测量的首选指标是宽带 RMS（均方根）速度，用地震传感器测量加速度计。该测量值反映了传输到机器结构的破坏能量。
- 旋转轴： 这是指测量轴本身相对于固定点（通常是轴承座）的动态运动。标准规定，必须采用非接触式测量。接近探头，首选指标是 峰峰值位移。该测量直接量化了轴在其轴承间隙内移动的量。
2.仪器仪表：

本章规定了整个测量系统的技术要求，以确保其准确性和一致性，涵盖地震（套管）和非接触式（轴）测量。它要求仪器仪表（包括传感器、电缆和分析仪）必须能够在特定机器类型所需的频率范围内精确测量指定参数（均方根速度或峰峰值位移）。该标准强调了定期根据已知、可追溯的标准校准整个测量链的重要性。此外，它还提供了正确安装传感器的关键指导，并参考了加速度计安装的具体标准（ISO 5348) 和接近探头（例如 API 670），以最大限度地减少测量误差并确保数据的可靠性和可重复性。
3. 评估标准：

本节构成了评估方法的核心，继承了早期标准中经过验证的双标准方法。它提供了一个基于绝对值和随时间变化来评估机器状况的详细框架：
- 标准 1（绝对限度）： 该标准涉及将测量到的绝对振动幅度（壳体速度或轴位移）与预定义的限值进行比较。这些限值通常基于大量类似机器的统计数据或 ISO 20816 系列其他部分的具体指导而制定。它是衡量机器整体健康状况的基本基准，对于验收测试至关重要。
- 标准 2（相对于基线的变化）： 该标准关注振动幅度相对于已知、稳定参考值或基线条件的变化。该标准强调，即使绝对值在标准1下仍被视为可接受，显著变化通常也是故障发展最早且最可靠的指标。该标准是基于趋势的预测性维护的基础。
4.评估区：

为了简化标准 1 的应用，该标准继续使用成熟的四区框架来对振动的绝对严重程度进行分类。这些区域提供了一种清晰的、以颜色编码的方法来传达机器状态。需要注意的是，该标准的通用部分仅定义了区域的“概念”；区域边界的具体数值在该标准的机器特定部分（例如 ISO 20816-3）中提供。这些区域的定义如下：
- A 区： 新投入使用或翻新的机械的振动通常会落入该区域。
- B区： 振动处于该区域内的机器通常被认为可以不受限制地长期运行。
- C区： 振动处于该区域内的机器通常被认为不适合长期连续运行。应制定补救措施。
- D区： 该区域内的振动值通常被认为严重到足以导致机器损坏。
5. 联合考核与录取：

最后一部分对该标准的各项原则进行了重要的总结。它正式推荐了一种综合评估方法，尤其适用于同时配备地震探头和非接触式探头的关键机械。它指导用户评估机壳振动（反映传递到结构的力）和轴振动（反映转子的动态行为），以便对机器的整体健康状况做出更全面、更可靠的判断。本节还明确区分了用于以下方面的标准： 验收测试 （适用于新机器或修理过的机器），通常要求振动水平在更严格的 A 区或 B 区内，并且 运营监控 在役机器中，基于绝对限值和基线的显著变化而建立的警报设定点（警报和跳闸）是日常状况评估的主要工具。

关键概念

标准统一： ISO 20816-1 最重要的方面是它取代并统一了之前独立的机壳振动标准（ISO 10816-1）和轴振动标准（ISO 7919-1）。这促进了更全面的机械分析方法。
双重测量理念： 该标准强烈建议尽可能同时使用机壳和轴振动测量，因为它们能够提供互补的信息。机壳振动过高可能表明存在结构问题，而轴振动过高可能表明存在转子动力学问题。
现代化： 它更新了一般准则，以反映自原始标准发布以来不断发展的现代仪器和数据分析实践。
具体部分的基础： 与之前的版本一样，本“第 1 部分”标准提供了总体框架。不同类型机器的评估区域的具体数值限值在 ISO 20816 系列的其他部分中详细说明（例如，针对工业机器的 ISO 20816-3）。

关键实用信息

表1：评估区域——定义和行动

该标准将振动严重程度评估划分为四个区域：

区	说明	建议操作
A区（绿色的）	新投入使用的机器振动状况良好	• 正常操作允许 • 将其作为趋势分析的基准这是目标条件
B区（黄色的）	这些机器被认为可以接受长期不受限制的运行。	• 继续正常运营 • 监测趋势——向C区移动需要调查 • 适用于大多数操作机械
C区（橙子）	不适合长期连续运行	- 制定纠正措施 • 增加监测频率 • 调查根本原因 • 安排维护/维修
D区（红色的）	严重到足以对机器造成损坏	- 立即采取行动 • 考虑紧急关机 • 发生灾难性故障的风险很高 • 请勿连续运行

表2：两个评价标准详解

该标准强调使用两种标准进行全面评估：

标准	它测量的是什么	何时使用
标准一：绝对值	将当前振动与固定区域边界进行比较（例如，第 2 组的 B/C 区 = 2.8 毫米/秒）	• 新设备的验收测试 • 初始条件评估 • 与基于标准的限值的比较 • 设置行程警报
标准二：与基线相比的变化	评估振动相对于既定基线或先前测量值的变化	• 趋势分析和预测性维护 • 及早发现正在发展的缺陷即使是微小的变化也可能表明存在问题。 • 最灵敏的诊断工具

重要： 即使绝对值仍在A区或B区内，与基线相比的显著变化（例如，振动幅度翻倍）也可能表明存在问题。必须同时考虑这两个标准。.

测量位置	范围	典型值
轴承座（壳体）	均方根速度, ，宽带	毫米/秒（10 赫兹 – 1000 赫兹）
旋转轴	峰峰值位移	微米（µm）

官方 ISO 标准

如需查看完整的官方标准，请访问： ISO 20816-1 在 ISO 商店

请注意： 这是标准的概要。如需包含所有测量程序、详细准则指南、全面的验收测试规程以及所有技术附件的完整官方文件，请从 ISO 购买完整版本。.

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