径向振动的相对和绝对检测.doc

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1、ICS 17160J 04a雷中华人民共和国国家标准GBT 214871-2008ISO 108171：1998转轴振动测量系统第1部分 径向振动的相对和绝对检测Rotating shaft vibration measuring systems-PartRelative and absolute sensing of radial vibration(IS0 10817一l：1998，IDT)2008-03-05发布2008080 1实施中华厶民共季国国塞质量监督检验检疫总局岩森中国国家标准化管理委员会捉111GBT 214871-2008ISO 10817-1：1998目次前言 -1范围1

2、2规范性引用文件13术语和定义24转轴振动测量系统综述25检测系统 - 36测量的不确定度77环境条件 08校准 0 附录A(资料性附录) 轴振动的力学2 附录B(资料性附录)测量量一3 参考文献- 6GBT 214871-20081S0 108171 1 1998刖昌GBT 21487转轴振动测量系统由以下部分组成：第1部分：径向振动的相对与绝对检测；第2部分：信号处理。本部分是GBT 21487的第1部分。本部分等同采用ISO 108171：1998转轴振动测量系统第1部分：径向振动的相对和绝对检测 (英文版)。本部分等同翻译Is0 10817 1：1998。为了便于使用，本部分作了下列编

3、辑性修改：用“本部分”代替“本国际标准”；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；删去了国际标准的前言。对ISO 108171：1998中引用的其他国际标准，有被等同采用为我国标准的，用我国标准代替 对应的国际标准，未被等同采用为我国标准的直接引用国际标准。本部分的附录A和附录B是资料性附录。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国机械振动与冲击标准化技术委员会归口。 本部分起草单位：郑州机械研究所、武汉理工大学。 本部分主要起草人：潘文峰、吴青、王珊燕、张刚、杨建国、严新平。GBT 214871-2008IS0 108171：1998转轴振动测量系统第1部分： 径向振动的相对和绝对检

4、测1范围GBT 21487的本部分给出了如何得到可再现测量结果的细则，以便根据GBT 11348系列标准对 转轴振动进行监测和评价。因此，它主要与大型机器的转轴振动测量有关(例如：汽轮发电机组、燃气轮 机组、工业汽轮机组、水轮机组)。GBT 21487的本部分适用于转轴径向振动的绝对和相对检测系统。它包括检测装置(即传感 器)、信号适调器、连接方法和校准程序。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 21487的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文 件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成 侨议的各方研究是否可使用这些文件的最

5、新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本 部分。GBT 11348卜，1999旋转机械转轴径向振动的测量和评定第1部分：总则(idt ISO 79191：1996)GBT 113485旋转机械转轴径向振动的测量和评定 第5部分：水力发电厂和泵站机组 (GBT 113485 2002，idt ISO 79195：1997)GBT14412机械振动与冲击加速度计的机械安装(GBT 14412 2005，ISO 5348：1998，IDT)GBT 204851 振动和冲击传感器的校准方法 第l部分：基本概念(GBT 204851 2008， IS0 16063 1：1998，IDT)JJF

6、 10591999测量不确定度表示指南(GUM：1995，IDT，BIPM，IEC，IFCC，ISO，IUPAC，IUPAP，OIML)ISO 6831热处理钢、合金钢和易切削钢第1部分：直接硬化非合金和低合金锻钢ISO 2041振动与冲击术语ISO 4287产品几何技术规范(GPS)表面粗糙度：剖面法术语、定义和表面粗糙度参数ISO 5347振动与冲击传感器的校准方法(所有部分)ISO 79192非往复式机器的机械振动在旋转轴上测量和评价准则 第2部分：陆地安装的大 型汽轮发电机组ISO 79193非往复式机器的机械振动 在旋转轴上测量和评价准则 第3部分：耦合的工业 机器ISO 7919

7、4非往复式机器的机械振动在旋转轴上测量和评价准则第4部分：燃气轮机组ISO 8042描述惯性式传感器特性的规定IEC 60068 2 6环境测试第2部分：测试Fc测试：振动(正弦)IEC 600682 29环境测试第2部分：测试Eb测试和指南：连续冲击IEC 60529：1989包装提供的防护等级(IP规范)】GBT 214871-2008ISO 108171：19983术语和定义由ISO 2041给出的术语和定义适用于本部分。4转轴振动测量系统综述 评价转轴径向振动的测量系统可看作是由几个不同的子系统组成：用于相对或绝对振动测量的单个或多个传感器；信号适调器及连接电缆；在时域中，转轴上的测量

8、位置相对于参考位置(例如鉴相器) 的相位；以规定格式输出测量的信号处理器；显示测量结果的输出装置。这些子系统的相互关系如图1 所示。IsO 10817 2包含对信号分析及处理器的要求。测量装置输出的信号s。可以由特殊系统和软件包处理，这些系统和软件包能提供分析和维修机器所需要的数据。这些系统和软件包不属于本部分要规定的内容。通常用非接触式传感器测量轴的相对振动。转轴绝对振动可以通过非接触式的相对振动传感器与 被放置在相对振动传感器位置上的绝对振动探头组合进行检测。这种绝对振动测量也可由惯性式传感 器(例如骑轴式传感器)检测。本部分仅涉及信号检测模块，见图1。信号检铡(GBfF 21487 1)

9、转速传惑器口(相位参考)口电缆一与马55遁调器信号处理(ISO 10817-2)时域(幅值)统计分析(平均值转换)扣除机械电偏摆颓域(幅值、相位滞后)统计分析滤波窄带、宽带、跟踪滤波频域计算的电路或软件i信号显示一打印显示单元 xY绘图仅打印机 记录装置图1转轴测量系统结构2GBT 214871-2008IS0 108171：19985检测系统51转轴相对振动检测系统511引言 转轴相对振动传感器利用旋转轴上的某一位置与通常很靠近轴并与轴有距离的另一点之间的光程长度、电容或电感的变化测定瞬时相对位移。这个参考点(即转轴相对振动传感器的安装点)常常受到 来自其他振源的振动影响。放置在非接触式传感

10、器感应元件位置上的惯性传感器能够用来测定绝对振 动值(见52)。512检测系统的一般结构 根据本部分的要求，转轴振动检测系统由相对位移传感器、电缆和合适的适调器组成(见图2)。3()1一轴；5信号输出；2 一传感器与转轴之问的间距6测量轨迹；3一一传感器； 7测量平面。4适调器，图2在一平面内测量的轴振动测量系统 最好使用两个正交传感器来测定转轴的全部动态振动和平均位置(见图3)。两个传感器放置在同一测量平面内的两个垂直的测量方向上。通常对于一组机器有几个测量平面，每个测量平面都有一对 测量装置。用于个机组的所有测量设备组成的系统称作转轴振动测量系统。l轴振动轨迹；K轴心的瞬时位赶； z参照轴

11、系；i；轴位移平均值； o一轨迹的平均位置z(r)，y()轴位移随时问变化的交变值。图3轴的振动轨迹GBT 214871-20081SO 108171：1998依据测量方法，在传感器和信号处理仪器之间可能需要连接适调器。适调器既可以是一个独立的 单元也可以是与传感器或信号处理系统集成一体。GBT 21487本部分对指示仪器和记录装置没有提出要求。513运行范围使用者至少应选用一个与GBT 11348相应部分和(或)被评价的机器的技术要求相一致的传感器 系统。输出信号的允差在第6章中给出。514特性说明 制造商应作如下说明：信号输出与被测目标和传感器之间的间隙成线性比例的范围；保持线性的作为频率

12、函数的振幅与相位响应(见6z)；对应每一测量范围的传感器的外形尺寸和螺纹(推荐顶端直径为5 mm，8 nlln，18 mm和螺纹 为M81，M10l和M201)；一电缆长度(推荐5 m)；一电源(推荐直流一24 v)；灵敏度(在适用的地方推荐：2 mm范围内用8 mVf,m，4 mill范围用4 mVpm)；输出信号模式(电压电流)；输出信号最大值； 输出阻抗和容许的负载阻抗； 温度等级；防护等级依据IEC 60529：1989推荐IP67(防尘，防临时浸没)。注：以上推荐的是通用工业标准。52轴绝对振动测量系统5 21简介 用来测量轴绝对振动的两种测量系统如下： a)使用绝对振动和相对振动组

13、合测量系统。这个系统是由安置在同一结构上的惯性式传感器和轴相对位移传感器(非接触式的)组成。绝对振动和相对振动经适调输出求和后提供轴的绝对 振动测量。b)惯性传感器安装在轴振触头上，能直接测量轴的绝对振动。522检测系统的一般结构依据GBT 21487的本部分的要求，轴的绝对振动测量系统是由两组惯性式传感器和非接触式传 感器(非接触测量)或者是两个骑轴式传感器(直接测量)以及合适的适调器组成(见图4和图5)。两个传感器组件沿径向放置在一个测量平面内正交的两个测量方向上。通常，在一个机组中有几 个测量平面，每个测量平面内有一个或两个轴检测装置。依据这种测量方法，传感器与信号处理仪表之间可能需要连

14、接适调器。适调器既可以是一个独立 的单元也可以与传感器集成在一起。GBT 214871-2008IS0 108171：19981传感器与轴的间距；2测量轴线；3一惯性式传感器；4非接触式传感器；5-一适调器；6方向1；7一方向2；8一信号输出；9一一转子截面中心的绝对进动轨迹；10轨迹的几何中心。 图4在一个测量平面内用非接触式传感器和惯性式传感器组合的轴绝对振动检测系统l信号适调器；2惯性式传感器；3一机器结构；4轴振触头；5轴；6 信号输出。图5在一个测量平面内使用惯性式传感器和轴振触头组件的轴绝对振动检测系统5221 惯性式和非接触式组合检测系统 惯性式和非接触式组合检测装置是由两组传感

15、器组成。每组传感器由一个非接触相对位移传感器(如51中描述的)和一个绝对惯性传感器组成，两个传感器紧密地安装在同一刚性结构上，两者的灵敏 轴线应当同轴或平行，以确保两个传感器经受相同的结构绝对振动。它们经适调后求和就可提供轴绝5GBT 214871-2008ISO 108171：1998对振动的测量。 轴绝对振动组合检测系统在每个测量方向至少有两个输出量： a)相对轴振动传感器位移输出，与在511中的描述是一致的；b) 惯性式传感器的输出量。该输出量与安装惯性传感器和非接触式传感器的结构的振动速度 或加速度成比例。惯性传感器输出量应经过处理以得到位移信号(对输出的速度信号进行一次积分，或对输出

16、加速度 信号两次积分)。根据GBT 6075系列标准，放置在非接触式传感器位置上的惯性传感器也可测定非旋转部件的绝 对振动值。5222轴绝对振动直接检测系统(轴振触头) 一个轴绝对振动直接检测系统由两个传感器组件组成，每一组件有一个安装在轴振触头机构上的惯性式传感器，轴振触头机构能把轴振动传递给惯性式传感器。 轴绝对振动检测系统每个测量方向的输出应与其振动成比例，调理这个输出量能够准确地测量轴的绝对位移。用这种方法不能测量轴相对于结构的平均位置。还应该注意到各种限制，例如：表面速度和(或)轴振触头下方液体油膜的形成都限制了这种系统的频率范围。特别应注意确保轴振触头机构恰 当地安装在机器结构上。

17、5223预防措施 用户宜选择最适于检测和解释机器的轴绝对振动的测量方法(非接触式或轴振触头)。传感器系统应至少符合GBT 113481 1999的要求，并且(或者)满足被测机器的测量要求。对于惯性式传感器， 应考虑传感器的附加质量对结构的影响(传感器质量与轴质量的关系)以及所用系统的最大不平衡。用户应认识到：a)由于磨损引起的与轴接触减少的可能性b)由于轴表面不恰当的接触压力(最典型的原因是负载弹簧的减弱或由于轴承箱体内部压力产 生的反作用力)造成的与轴表面间断的或永久性的接触减少；c)杆的滑行振动；d) 事实上不可能得到关于基本的轴中线位置的信息。注：惯性式和非接触式组合检测系统由于两种测量

18、电路可能发生的相位差常常出现错误。在实际中限制了这种组 合的使用次数。在速度(加速度)信号与位移信号叠加之前，存在与速度通道与位移通道传递函数的差异，用户 应考虑由此引起的可能出现的误差。523运行范围对于以额定转速及被推荐的频率范围内的绝对辅振动及桶对轴振动的振动幅值的评定准则在ISO7919的第2部分至第5部分中给出，分别针对大型汽轮发电机组、耦合的工业机器、燃气轮机组和水力 发电厂和泵站机组。在可能的情况下，测量系统的频率范围应包括有关机组的所有激励谱，幅值范围应是在正常工况下 预计值的大约五倍，以便满意地监视瞬时运行状态。实际中，下述一般特性与GBT 11348第2部分至第5部分的基本

19、要求一致：相对位移传感器频率范围0 Hz15 kHz；幅值范围2 mm或4 mm(见514)； 惯性式传感器频率范围：5 Hz5 kHz；灵敏度范围是额定值的10。注：对5 Hz以下的频率，参照生产厂家的说明书。当用轴振触头时，测量系统的上限频率限制在几百赫兹。524特性规定52，41 惯性式与非接触式组合检测系统 轴的相对振动传感器特性在514中规定，惯性式传感器特性在ISO 8042中规定。安装惯性传感6GBT 214871-2008ISO 10817-1：1998器的特点和建议在GBT 14412中规定。在机器上用于固定传感器的支架或是连接装置应当不影响系 统固有频率，否则将影响测量精度

20、。5242轴绝对振动直接检测系统(轴振触头)在ISO 8042中详细规定的特性可适用于测量元件。 该系统的频率限值主要由轴振触头机构的设计特性决定。 为了进行这些已知精度的测量，应当采用ISO 5347系列中规定的方法。 注：对轴相对振动和绝对振动测量系统，测量路径应计入由于正常轴向振动以及不均匀热膨胀导致的整个轴位置的改变。在机器完全正常状态下，传感器检测元件安装位置应避开几何突变(例如键槽、润滑油通路、螺纹、轴 径的改变、刻印的标志、链痕、腐蚀)的影响。如同对于非接触式传感器，不应受金属不均匀性或者是局部剩磁 的影响，这些影响会产生虚假的信号。6测量的不确定度61测量原理 读数的准确度依赖

21、于对测量原理的理解和测量系统的精确度。 通常，轴振动测量原理是基于机器轴的外表和传感器之间的相互关系。不管测量原理如何，轴横截面圆度偏差以及测量轨迹的偏心都能影响读数。 此外，对于非接触式电测量，要考虑由于材料、表面特性、局部剩磁以及轴表面测量轨迹区域内的构造差异对测量信号的影响(通常称之为“偏摆”)。在轴表面的测量轨迹上不宜有涂层(例如，当用感应或 涡流法时轴表面的铬涂层)。这些涂层对测量值可能有不利的影响。如果轴被涂覆，校准传感器时应特 别仔细。由轴表而的影响所引起的虚假轴振动，不宜超出在：6BT 1134811999中332(也可见621) 说明的限值。62对测量系统的精度要求621测量

22、不确定度 测量不确定度的限值同读数或测量系统输出量偏差的最大值(正或负)一致。可是，这些限值形成了一个在标准的条件下不应超过的公差带和在偏离条件下考虑了影响量的扩展公差带。GBT 21487的本部分对测量系统的模拟输出定义了测量不确定度的限值。然而这些限值未考虑 在61中描述的测量轨迹不规则性的影响或者对任何测量装置的限制。术语“测量的不确定性”指的是与在现场测定轴振动振幅的测量系统的被评价的扩展不确定度，不 包括那些在前一节中讲过的不确定源导致的不确定度分量。扩展的不确定度可依据“不确定表示指南 (GUM)”中描述的方法用A类和B类不确定度分量以及包含园子K=2来计算。非惯性式测量系统的标准

23、条件如下： 测量目标平面的平均表面粗糙度Ry=4“m(见Is0 42871)； 依据ISO 683-1规定的材料42CrM04钢；在两个测量方向上，频率是80 Hz，振幅是满刻度的10100，在o。90。的任意相位的正 弦振动；传感器与适调器之间的电缆长度5 m；环境温度20。测量系统的测量不确定度限值不应超过表l中给出的值。对于惯性式系统见ISO 5347系列标准。622影响因素引起的测量偏差 如果没有给出标准条件，由影响因素引起的附加偏差应不超过根据表2及图6、图7中扩展的测量不确定度限值。 未规定的影响量，例如正弦测量信号、压力、湿度、加速度、冲击、噪声及附属的电源，这些因素的影7GBT

24、 214871-2008ISO 108171：1998响不会超过满刻度值的2。 振幅频率响应是随频率而变的相对传递因子的函数，这里相对传递因子定义为传递因子与标准条件下传递因子之比。依据本标准第4章，传递因子在本部分理解成是输出量与输入量s一之比。测量条件在表2中说明。公差带对输入量在满量程读数时是有效的。表1标准条件下测量不确定度限值被测量和参数测量不确定度限值 其他标准条件 参数 Mv的3+FSV的1 ol一220 位移值 MV的3+FSV的132l一22一。S1(f)一S2(f)一0直流分量 工作位移范围内a的3对所有t值MV=被测值；FSV-满量程值；符号参见图7的注。 注：如下参数被

25、定义为轴振动参数(见图B1)：s一表示转轴最大总位移(参数A)S(p-p)一表示转轴较大总位移(参数B)；这两个参数之一已足以评估运行状态。，一 ；匪翌一靛晕。 I频率Hza)运行频率范围1 Hz250 Hz、删 ?m圈北接 靶 ?108I1030510 50151 03 044 558GBT 214871-2008ISO 108171：1998心娄星 ； j I；(f)S。(t)传_、伊一轴铣nn 一工作位移范围； aN一标称距离(dNd。+o5aA)； a。剩余距离；z，(f)瞬时距离； 三转轴位移时间积分的平均值s(f)瞬时位移值。图7两个测量方向之一的转轴振动测量系统的位移特性曲线 表

26、2不同于标准条件下较宽的不确定度限值不确定度限值影响因素 与标准条件不同的条件参数 位移等级 恒定值恒定振动位移幅值相当于在两个测 运行位移范围d“内Mv的6+ Mv的6+A的5量方向相继施加的最小测量范围的 瞬时距离X。(r)Fsv的3FSV的3满量程ol一22=0传感器和信号适调器在Mv的8+Mv的8+恒定振动位移幅值相当于在两个测 口的5任意值下的环境温度FSV的4FSV的4量方向相继施加的最小测量范围的满量程MV的1 3+在运行频率范围内的Mv的13蹦+FSV的3(见注2)2l一2 20轴振动频率FSV的3(见注1)对于振动参数和时间函数，恒定振动 电缆长度 Mv的6MV的6a的6 位

27、移幅值对应于在两个测量方向最低量程的满刻度值MV-被测值；FSV一满量程值。 注1：输出信号的实际值是它的随时间变化的叠加后的调制峰值。 注2：叠加后的轴振动信号的阻尼依据第8章。63关键机械的监测 由于系统的完整性与可靠性很重要，监测关键机械应连续监测传感器系统运行状态。应能清楚显示传感器状况(正常运行状态与故障状态)。为了增强系统的完整性，监测仪器可包括这样一些功能：通 道之间的表决逻辑，传感器出故障时的报警旁路，传感器系统误差补偿(如由于温度变化)以及传递函数 分析。9GBT 214871-2008ISO 108171：19987环境条件71传感器711运行温度范围 运行温度范围是指在运

28、行时长期能接受的环境温度，有四种温度等级，见表3。表3温度等级温度等级 1234运行温度范围o70o125o180o以下180以上系统运行在0之下或在180C之上需要特别注意校准和安装(应参考制造厂的文件记录)。712防护依据IEC 60529：1989，防护等级至少是1P67(防尘，防临时浸没)。传感器也应能防水，防润滑油， 防液压油以及分解脂类的清洗剂。在有要求的地方，传感器应本质安全可靠。713耐振动与冲击性能耐振动与冲击性能应至少符合IEC 600682系列相关部分的要求。72非集成适调器721概述 安装在机器环境周围的非集成适调器应符合下述要求。722环境条件 运行温度范围：065；

29、 储存温度范围：一4080； 相对湿度：最大可接受率是95，非冷凝。723防护适调器应是本质安全的，依据IEC 60529：1989，防护等级至!p是IP54(防尘和防水)。724耐振动和冲击依据IEC 60068之系列有关部分，耐振动与冲击至少应符合以下的要求，测试耐振动与冲击应至少 是在IEC 60068 26与IEC 60068229中规定的参数基础上。a)在IEC 6006826中定义的耐振动：恒定位移幅值：在10 Hz到50 Hz时为035 film；一恒定加速度幅值：在55 Hz到150 Hz时为49 ms2；一一测试持续时间：6 h。b) 在IEC 600682 29中定义的耐冲

30、击：一一加速度峰值：392 ms2；一标称冲击持续时问：6 ms；冲击次数：4 00010。测试时，应采用生产厂家推荐的方法粘贴传感器。8校准81轴相对振动测量系统811性能检验 除下列b)中的情况外，建议根据转轴传感器标称位移a。确定常值z。下的传感器灵敏度。 规定范围内的检验应包括下面因素的影响：a)温度(见622，71，表3及本条的注3)；1 0GBT 214871-2008ISO 108171：1998b)频率(见523，表1，621和本条的注4)； c)幅值的线性度； d)湿度(见622与本条的注5)； e)压力(见622和本条的注6)； f)振动与冲击(见7，13)； g)电缆长度

31、(见621)；h)电源(见622)；i)探头与目标之间的距离。 注1：校准应在621中定义的测量目标平面与材料中进行。 注2：为了确保测量目标平面的磁性和磁导率变化不影响测量系统输出，建议制造商做一下测量。 注3；传感器应放在一金属罩内，然后放人一温度调节炉中。固定传感器使其面对着测量物体平面，两平面之间插入一陶瓷片。至少75的电缆应放在炉内，炉内这段电缆应热绝缘。炉子宜被加热到1、2或3级的最高温 度等级及达到被调系统的输出电压。然后连续3h保持最高温度，并进行测量。注4：建议测量平面安放在一振动台上，该振动台有独立的测量设备(例如加速度计)用以监测振动正弦波的失真情 况，这种失真应尽可能小

32、。被检测的传感器应安装在振动台的夹具上，夹具应有一独立的测量设备以便能确 定任何有影响的振动。注5；评价湿度的影畸应使用和评价环境温度同样的布置，只是除去陶瓷片。如果进入内部的电缆正常地暴露在潮 湿的环境中，传感器电缆应能适应。注6：宜在整个传感器承受压力的情况下及在传感器表面和电缆人口点之间是正的压力差时进行压力影响的测试。8，12单独检验 制造商对每一个有标称电源供给的传感器应提供单独检验，至少应包括下面一些信息： a)灵敏轴线上的灵敏度；b)线性度偏差。82轴绝对振动测量系统821 组合的非接触式与惯性式传感器8211轴相对振动非接触测量 测试设备与校准步骤以及单独检验已在81中描述。8

33、212惯性式振动测量应依据1SO 5347系列标准中涉及校准的测试设备及程序的方法与建议进行校准，GBT 204851 (以前的Is0 5347 0)中包括了定义以及基本绝对校准的描述。ISO 5347系列详述了振动与冲击传感 器轴灵敏度校准的各种方法以及测试横向振动与冲击灵敏度、基座应变、共振频率、安装扭矩、温度、磁 场灵敏度的方法等。822性能检验8221惯性传感器依据ISO 8042对每一种型号的惯性式传感器特性应提供指标和检验。8222轴振触头和惯性式传感器 这些器件的特性与轴振触头机构及安装的固有特性有关，制造商应说明验证程序及每种型号的特性描述。8223单独检验 制造商至少应进行以

34、下这些特性的单独检验： a)灵敏度； b)在惯性传感器适用的频率范围内的灵敏度偏差； c)当安装在结构上时的频率响应。在推荐的接触压力下和在已知的振动及规定的频率范围内，激励轴振触头尖端以确定频率响应。 应记录测试结果。GBT 214871-20081SO 108171：1998附录A (资料性附录) 轴振动的力学旋转轴的振动在任何轴向位置上都是以动态轨迹为特征的，它描述轴中心位置是如何随时间变化 的。图3为一典型的轴心轨迹。轴心轨迹的形状取决与轴、轴承和轴承座或基础的动力学特性、在转子 上的轴向位置、振动激励形式。假如激励是单一频率正弦力，轴心轨迹是一椭圆，在某些情况下，它可以 是一个圆或一

35、条直线。轴中心完成一个椭圆循环的时间等于轴旋转频率的倒数。然而有许多其他形式 的激励，例如转子横截面的不对称，对于这种情况，激励频率等于轴旋转频率的倍数。在振动是由于自 激作用的情况下，轨迹通常不是简单的形状，但将在一个周期内变化，并且它未必与谐波有关。一般来 说，转轴的振动可能由许多不同的振源产生，因此将产生复杂的轨迹，它是各个激励力效果的矢量和。在任何轴向位置，轴心轨迹可以由安装在不同的径向位置相隔90。的两个振动传感器测量而得到 (最好用90。的间隔，但略有偏差不会引起显著的误差)。假如两个传感器之间的角度与90。相差较大， 则需要把矢量按正交方向分解。假如传感器测量绝对振动，那么轨迹将

36、与非旋转部件的振动无关。假 如传感器测量相对振动，那么所测量的轨迹是相对于安装传感器的结构部件的。12GBT 214871-2008ISO 10817-1：1998附录B (资料性附录) 测量量B1 时间积分平均位置 相对于某参考位置在任何两个给定的正交方向，如图3所示，轴位移的平均值由对时间的积分来定义，如下式所示：；一L_rz()出(131)Lf2一tj JJt；一击胁舢tc ez，式中，z()和_(f)是相对于参考位置随时间变化的交变值。(f： “)是对应于最低频率振动分量的 周期。在绝对振动测量情况下参考位置在空间固定。对于相对振动测量，平均值给出了转轴相对于非旋 转部件的平均位置。轴

37、承或基础振动、油膜特性变化等因素都可引起平均值变化，通常这种变化的周期 要比形成交变值的振动分量的周期要长。应当注意时间积分平均位置在任何方向上都不同于由最大位 移值和最小位移值之和的一半所确定的位置(见图7和B1)。当转轴振动是单一频率的正弦信号时， 轴心轨迹是一椭圆。在这种情况下，在任何测量方向的时间积分平均位置都将与最大位移值和最小位 移值之和的一半所确定的位置相同。B2振动位移峰一峰值 转轴测量中的基本量是描述轨迹形状的交变值。假定轴的运行轨迹如图3所示，并且假定有两个测量转轴振动的传感器A和B相隔90。安装，在某个瞬间，轴中心与轨迹上的点K相重合，相应的离开 轴平均位置的轴位移的瞬时

38、值是s，。在传感器A和B的平面上，离开轴平均位置的轴位移的瞬时值分 别是sn。和sm，这里S=SA。4-s备(B3)当轴中心沿轴心轨迹振动时，值S-、SA，和Se，将随时间变化，由每个传感器测出的相应的波形如图 B1所示。注：假如轨迹是椭圆，那么这些波形将是同一频率的纯正弦波。在传感器A方向上位移的峰一峰值snc一定义为传感器A测得的最大位移和最小位移之差，类似的 可定义传感器B的sm一般来说，sc一和s一。将明显地不相等，并且在其他径向上进行类似测量 得到的这些值也将不相等。因此，位移峰一峰值取决于测量方向。位移峰峰值已成为最常用的监测旋转机器振动的测量量。 虽然在任何给定的两个正交方向上通

39、过测量可以得到位移峰一峰值，但如图B1所示的最大位移峰一峰值和角度位置却难以直接求出。实际上允许使用其他测量量近似得到最大位移峰一峰值。对于更 精确的测量，需要更详细地研究轴心轨迹，例如使用示波器。GBT 214871-2008ISO 108171：1998z，固定参考轴； O轨迹的时间积分平均位置；云j轴位移时间积分平均值； K一轴心瞬时位置； P离时间积分平均位置最大位移的轴的位置；S，轴位移的瞬时值；s一离时间积分平均位置O的轴的位移的最大值； S。，s。分别是传感器A和B方向上的轴位移的瞬时值；sc一位移峰一峰值的最大值； S卅mS。肿，分别是传感器A和B方向上的轴位移峰峰值。图B1

40、轴中心绕轨迹振动时的变化及相应的每个传感器测得的波形 B3方法A：取两个正交方向上所测的位移峰一峰值的合成值s。一值可由如下方程近似得到：S。一一以瓦忑了了币磊ir(B4)方程(B4)作为近似值使用，当同频振动占优势时，一般将过高估计Scp r)一值，最大误差约为40。对于圆形轨迹误差最大，当轨迹变平时误差逐渐减小，当退化成直线轨迹时误差为零。14GBT 214871-2008ISO 108171：1998B4方法B：取两个正交方向上所测的位移峰-峰值的最大值s。，。值可由如下方程近似得到：s c。；=Sac一。或snc一两者之中的较大者 (B5) 方程(B5)作为近似值使用，当同频振动占优势

41、时，一般将低估s。一值，最大误差约30。 对于扁平轨迹误差最大，当轨迹向圆形变化时误差逐渐减小，当轨迹是圆形时误差为零。B5方法c：s一的测量 轴位移的瞬时值可以通过S，来定义，如图B1所示，它可以通过传感器测量snt和sm，使用方程(B3)来求得。在轨迹上有一点离轴平均位置的位移为最大，对应这个位置的值s。表示成s 定义为位移的最大值：s 一Es，() 一JEs。,()2+s。(f)2(B6)在轨迹上的点s 未必与s。和s。最大值的点相重合，显然，一个特定轨迹对应一个s一值，这个 值与测量传感器的位置无关。s。”，。值可由如下方程近似得到：S。一2S。，(B7)通过两个正交测量值求得s ，当这两个测量值都是单一频率正弦形式时，方程(B7)将是正确 的。在其他大多数场合下，这个公式将过高估计s。，过高估计的程度和谐波振动分量的性质有关。 应当注意，s 定义中隐含的是已知轴位移的时间积分平均值。闲此s 的测量要求测量系统既 町测量平均值又可测量交变值。此外，对由两个振动传感器所得到的s 的评价是一个相对复杂的计算过程，需要专门的测试设备。GBT 214871-2008ISO 108171：1998参考文献1 GBT 60751 1999机械振动 在非旋转部件上测量评价机器的振动第1部分：总则(ISO 108161：1996，IDT)嘲 GBT 6075