ГОСТ Р ИСО 8528-9-2021 ЭЛЕКТРОАГРЕГАТЫ ГЕНЕРАТОРНЫЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПРИВОДОМ ОТ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ. Часть 9. ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ И ОЦЕНКА ВИБРАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ
Утв. и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2021 г. N 453-ст
Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets. Part 9. Measurement and evaluation of mechanical vibrations
(ISO 8528-9:2017, IDT)
ОКС 17.160
27.120
29.160.40
Дата введения - 1 января 2022 года
Введен впервые
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ЗАО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 "Вибрация, удар и контроль технического состояния"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2021 г. N 453-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 8528-9:2017 "Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Часть 9. Измерения вибрации и оценка вибрационного состояния" (ISO 8528-9:2017 "Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets - Part 9: Measurement and evaluation of mechanical vibrations", IDT).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Настоящий стандарт устанавливает метод измерений вибрации генераторных электроагрегатов в заданных точках конструкции и оценки на основе результатов измерений вибрационного состояния этих машин.
Настоящий стандарт распространяется на генераторные электроагрегаты (далее - электроагрегаты) переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания на жестком или податливом основании, применяемые в стационарных и передвижных установках, наземных или водных. Настоящий стандарт не распространяется на электроагрегаты воздушных судов, а также на электроагрегаты, используемые для приведения в движение наземных и железнодорожных транспортных средств.
В зависимости от особенностей применения электроагрегатов может потребоваться установление дополнительных требований. Для таких применений положения настоящего стандарта рекомендуется рассматривать в качестве базовых.
На основе настоящего стандарта могут быть установлены требования к электроагрегатам с приводом от других первичных двигателей возвратно-поступательного действия (паровых двигателей, двигателей на биологическом газе и т.д.).
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения):
ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring - Vocabulary (Вибрация, удар и контроль состояния. Словарь)
ISO 8528-5, Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets - Part 5: Generating sets (Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Часть 5. Электроагрегаты)
В настоящем стандарте применены термины по ИСО 2041, а также следующий термин с соответствующим определением.
ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:
- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на https://www.iso.org/obp;
- Электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/.
3.1 вибрационное состояние (vibration severity): Значение или совокупность значений параметров, таких как максимальное, среднее или среднеквадратичное значение, характеризующих вибрацию машины.
Примечание 1 - Вибрационное состояние может быть описано через мгновенные значения или через параметр, требующий усреднения по времени.
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
nr - заявленная скорость вращения двигателя;
f - частота;
s - перемещение;
t - время;
v - скорость;
w - угловая скорость;
x - продольная координата;
y - поперечная координата;
z - вертикальная координата.
В качестве подстрочных индексов для описывающих вибрацию величин v и s использованы следующие обозначения и сокращения:
rms - среднеквадратичное значение;
x - полученное значение параметра вибрации в продольном направлении;
y - полученное значение параметра вибрации в поперечном направлении;
z - полученное значение параметра вибрации в вертикальном направлении;
1, 2, ... , n - возрастающий ряд натуральных чисел.
5.1 Для электроагрегатов переменного тока, применяемых на судах и плавучих сооружениях, которые должны соответствовать правилам классификационного общества, могут быть установлены специальные требования. До размещения заказа на электроагрегат заказчик должен определить, требования какого классификационного общества должны быть выполнены.
Дополнительные требования к электроагрегатам переменного тока, относящимся к неклассифицированному оборудованию, в каждом конкретном случае являются предметом соглашения между изготовителем и заказчиком.
5.2 При наличии требований, контролируемых органами инспекции или надзора, заказчик должен сообщить о них до размещения заказа. Любые другие требования являются предметом соглашения между изготовителем и заказчиком.
Остальные дополнительные требования должны быть предметом соглашения между изготовителем и заказчиком.
Измерительная система должна обеспечивать получение среднеквадратичных значений перемещения и скорости в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц с точностью ± 10% и в диапазоне частот от 2 до 10 Гц с точностью
<1>.
--------------------------------
<1> Такая точность обеспечивается средствами измерений, удовлетворяющими требованиям по [1] при измерении вибрации со среднеквадратичным значением ускорения не менее 100 м/с2.
Измеряемые параметры могут быть получены в результате обработки сигнала с одного преобразователя вибрации с его последующим интегрированием (дифференцированием) для получения величины, не измеряемой непосредственно, при условии, что это не ухудшит точность измерений.
На точность измерений влияет способ крепления преобразователя вибрации к вибрирующей поверхности, от которого зависит частотная характеристика измерительной цепи. Важно, чтобы в случае сильной вибрации не происходило ухудшение условий контакта преобразователя с поверхностью, на которую он установлен.
Рекомендуемые точки измерений вибрации на электроагрегате показаны на рисунке 1. Для компоновок конкретного вида точки измерений должны быть определены в технических условиях. Измерения по возможности следует проводить по всем трем направлениям декартовой системы координат: x, y и z.

1, 2 - передняя и задняя верхние грани кожуха двигателя; 3, 4 - передняя и задние части основания двигателя; 5, 6 - корпус главного подшипника генератора; 7, 8 - основание генератора
Рисунок 1 - Расположение точек измерений
Точки измерений, место которых ориентировочно показано на рисунке 1, располагают на жестких частях двигателя и корпуса генератора, чтобы избежать влияния локальных резонансов.
Если из предшествующего опыта работы с аналогичными электроагрегатами известно, в каких точках и направлениях можно ожидать максимальной вибрации, то число точек измерений вибрации по сравнению с указанными на рисунке 1 можно сократить.
Изображенный на рисунке 1 вертикальный однорядный двигатель приведен только для примера. Точки измерений 1 - 4 используют соответствующим образом и для двигателей других типов: V-образных, горизонтальных и пр.
Измерения проводят на электроагрегатах в режиме работы с номинальной мощностью при рабочей температуре и номинальной частоте вращения в установившемся рабочем состоянии. Если режим номинальной мощности для данного электроагрегата недостижим, то измерения проводят в режиме максимально достижимой мощности.
Основные частоты возбуждения вибрации для двигателя внутреннего сгорания находятся в диапазоне от 2 до 300 Гц. Однако для оценки вибрационного состояния электроагрегата в целом следует рассматривать диапазон от 2 до 1000 Гц.
Дополнительные испытания могут потребоваться, чтобы убедиться в незначительности вклада локальных резонансов конструкции в результаты измерений.
Оценку вибрационного состояния электроагрегатов осуществляют, сравнивая полученные среднеквадратичные значения перемещения и скорости с приведенными в таблице C.1.
Опыт показывает, что если вибрация не превышает уровень 1, то повреждение электроагрегатов стандартной конструкции маловероятно.
Если среднеквадратичные значения параметров вибрации находятся между уровнями 1 и 2, то для решения вопроса о надежном функционировании электроагрегата необходимо принимать во внимание особенности его конструкции, а также согласование возможных значений вибрации между изготовителем электроагрегата и поставщиками его отдельных узлов.
Вибрация, превышающая уровень 2, обычно допустима только для электроагрегатов и его узлов в специальном исполнении.
В любом случае изготовитель электроагрегата несет общую ответственность за совместимость работы всех его компонентов согласно ИСО 8528-5.
В протокол испытаний следует включать помимо результатов измерений параметров вибрации также основные сведения об электроагрегате и используемых средствах измерений (см. приложение D).
Приложение A
(справочное)
Существует ряд возможных взаимных расположений и условий установки генератора и двигателя внутреннего сгорания. Наиболее типичные из них показаны на рисунках A.1 - A.6.

Рисунок A.1 - Двигатель и генератор на жестком основании

Рисунок A.2 - Упруго опертый двигатель и генератор на жестком основании, соединенные гибкой связью

Рисунок A.3 - Двигатель и генератор, жестко установленные на общую упруго опертую раму

Рисунок A.4 - Упруго опертый двигатель и жестко опертый генератор, соединенные гибкой связью, на общей упруго опертой раме

Рисунок A.5 - Упруго опертые двигатель и генератор, соединенные через фланцевый щит

Рисунок A.6 - Упруго опертый двигатель, соединенный с безопорным генератором через фланцевый щит
Приложение B
(справочное)
Для генераторов, работающих в составе электроагрегатов с приводом от двигателя внутреннего сгорания, характерна более высокая вибрация, чем для установок с приводом от машины вращательного действия.
Отличительными особенностями двигателей внутреннего сгорания являются колебательное движение масс, флуктуации крутящего момента и пульсации сил в присоединенных трубопроводах. Все это приводит к появлению значительных переменных сил, воздействующих на фундамент электроагрегата, и значительным вибрациям его корпуса. Такая вибрация обычно выше, чем у машин вращательного действия, но она сильно зависит от конструктивного исполнения электроагрегата.
Параметры вибрации, определяемые в соответствии с настоящим документом, позволяют делать выводы о текущем вибрационном состоянии электроагрегата и взаимном влиянии вибрации его компонентов. В то же время результаты измерений вибрации не дают информацию о возникающих механических напряжениях внутри стационарных и движущихся частей электроагрегатов.
Кроме того, измеряемые параметры вибрационного состояния не позволяют судить о крутильных и поступательных колебаниях валопровода.
Хотя результаты измерений вибрации не позволяют получить полное представление о действующих механических напряжениях, опыт показывает, что вибрационные нагрузки, приводящие к повреждению основных узлов электроагрегатов, лежат существенно выше типичных значений, полученных из наблюдений вибрации нормально работающих установок.
В то же время превышение этих типичных значений может вызвать повреждение присоединенных конструкций электроагрегата, устройств контроля и управления и т.п.
Чувствительность элементов электроагрегата к вибрации зависит от их конструкции и способа крепления. Таким образом, в отдельных случаях могут возникнуть проблемы даже тогда, когда вибрация лежит в диапазоне обычных значений. Эти проблемы должны быть разрешены принятием специальных мер (например, исключением резонансных колебаний присоединенной конструкции).
Приложение C
(рекомендуемое)
В таблице C.1 приведены среднеквадратичные значения перемещения (в диапазоне частот от 2 до 1000 Гц) и скорости (в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц) вибрации электроагрегатов переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания, используемые для оценки их вибрационного состояния.
|
Заявленная скорость двигателя nr, мин-1 |
Номинальная выходная мощность электроагрегата |
Перемещение <2> srms (от 2 до 1000 Гц), мм |
Скорость vrms (от 10 <1> до 1000 Гц), мм/с | |||||
|
(cosθ = 0,8) кВ·А |
кВт |
Двигатель <3>, <4> |
Генератор <3> |
Двигатель <3>, <4> |
Генератор <3> | |||
|
Уровень 1 |
Уровень 2 |
Уровень 1 |
Уровень 2 | |||||
|
От 2000 до 3600 |
15 и менее (одноцилиндровый двигатель) |
12 и менее (одноцилиндровый двигатель) |
- |
1,11 |
1,27 |
- |
70 |
80 |
|
50 и менее |
40 и менее |
- |
0,8 |
0,95 |
- |
50 |
60 | |
|
Более 50 |
Более 40 |
- |
0,64 <5> |
0,8 <5> |
- |
40 <5> |
50 <5> | |
|
От 1300 до 2000 |
10 и менее |
8 и менее |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
От 10 до 50 |
От 8 до 40 |
- |
0,64 |
- |
- |
40 |
- | |
|
От 50 до 125 |
От 40 до 100 |
- |
0,4 |
0,48 |
- |
25 |
30 | |
|
От 125 до 250 |
От 100 до 200 |
0,72 |
0,4 |
0,48 |
45 |
25 |
30 | |
|
Более 250 |
Более 200 |
0,72 |
0,32 |
0,45 |
45 |
20 |
28 | |
|
От 720 до 1300 |
От 250 до 1250 |
От 200 до 1000 |
0,72 |
0,32 |
0,39 |
45 |
20 |
24 |
|
Более 1250 |
Более 1000 |
0,72 |
0,29 |
0,35 |
45 |
18 |
22 | |
|
Менее 720 |
Более 1250 |
Более 1000 |
0,72 |
0,24 (0,16) <6> |
0,32 (0,24) <6> |
45 |
15 (10) <6> |
20 (15) <6> |
|
<1> Нижняя граница диапазона измерений скорости не должна превышать меньшего из двух значений: половины частоты вращения двигателя или 10 Гц. <2> Значения srms получены на основе приведенных в таблице значений vrms по формуле srms = 0,0159 vrms для частоты 10 Гц. <3> В случае соединения двигателя с генератором через фланцевый щит результаты измерений в точке 5 [см. рисунок 1 a)] должны удовлетворять требованиям к предельной вибрации для генераторов. <4> Значения, установленные для двигателей внутреннего сгорания, применимы к двигателям выходной мощностью более 100 кВт. Для двигателей меньшей мощности типичные значения вибрации отсутствуют. <5> Данные значения должны быть предметом соглашения между изготовителем и заказчиком. <6> Значения, указанные в скобках, применяют к генераторам на жестком бетонном основании. В этом случае предельные значения продольной вибрации в точках 7 и 8 на рисунках 1 a) и b) должны составлять 50% значений, указанных в скобках. | ||||||||
Приложение D
(рекомендуемое)
D.1 Общие сведения
|
Компания, проводящая измерения: |
Заказчик: |
|
Протокол N | |
|
Дата: | |
Таблица D.1 - Сведения о двигателе и генераторе электроагрегата
|
Двигатель |
Генератор | ||
|
Изготовитель | |||
|
Модель | |||
|
Заводской номер | |||
|
Заявленная или номинальная мощность |
кВт: |
кВ·А: |
cosθ = |
|
Заявленная или номинальная скорость |
мин-1: |
мин-1: | |
|
Конструктивное исполнение |
□ Однорядный □ V-образный |
□ IMB 20 <1> □ IMB 16 □ IMB 3 |
□ IMB 520 Другой |
|
Число |
цилиндров: |
подшипников: | |
|
Тип |
□ Двухтактный □ Четырехтактный |
□ Синхронный □ Асинхронный | |
|
Соединение |
□ Муфта с гибким диском □ Прямое □ Эластичная муфта | ||
|
<1> Условные обозначения типа конструкции и установки генераторов согласно МЭК 60034-7, код I. | |||
D.2 Конфигурация электроагрегата
Чертеж основания
N
Организация, осуществлявшая монтаж
Данные о компоновке двигателя и генератора
|
Крепление двигателя |
Крепление генератора |
Основание |
Опорная рама (при наличии) |
Фланцевое соединение |
|
□ Жесткое |
□ Жесткое |
□ Жесткое |
□ Жесткое |
□ Есть |
|
□ Упругое |
□ Упругое |
□ Упругое |
□ Упругое |
□ Нет |
D.3 Точки измерений
На подробном чертеже указывают точки измерений и их число подобно тому, как это показано на рисунке 1. Дополнительные точки измерений должны быть последовательно пронумерованы и отображены на чертеже.
D.4 Результаты измерений
К протоколу прилагают распечатки результатов, диаграммы, спектры и т.п.
Таблица D.2 - Измерительное оборудование
|
Вид оборудования |
Изготовитель |
Модель |
Примечания |
|
Преобразователь | |||
|
Измерительный прибор | |||
|
Устройство регистрации данных | |||
|
Средства калибровки | |||
|
Примечание - Термины по ИСО 2954. | |||
Таблица D.3 - Условия измерений
|
Крепление датчика вибрации |
□ резьбовое |
□ ручной щуп |
□ клей |
□ магнит | ||
|
Измеряемая величина |
□ перемещение |
□ скорость |
□ ускорение | |||
|
Регистрируемая величина |
□ перемещение |
□ скорость |
□ ускорение | |||
|
Диапазон измерений |
амплитуда: |
частота: | ||||
|
Анализатор частот (фильтр) |
линейный диапазон: |
полоса пропускания: | ||||
|
Настройки устройства регистрации (коэффициент усиления, скорость движения записывающего устройства и др.): | ||||||
|
Примечания: | ||||||
Таблица D.4 - Результаты измерений
|
Мощность, кВт: Скорость, мин-1: |
Температура окружающего воздуха, °C: Марка топлива: | ||||||
|
Точки измерений |
Среднеквадратичные значения <1> параметров в диапазоне частот от 2 до 1000 Гц в направлениях |
Примечания | |||||
|
продольном (x) |
поперечном (y) |
вертикальном (z) | |||||
|
s, мм |
v, мм/с |
s, мм |
v, мм/с |
s, мм |
v, мм/с | ||
|
<1> Измеренные или рассчитанные. | |||||||
Приложение ДА
(справочное)
Таблица ДА.1
|
Обозначение ссылочного международного стандарта |
Степень соответствия |
Обозначение и наименование соответствующего национального, межгосударственного стандарта |
|
ISO 2041 |
IDT |
ГОСТ Р ИСО 2041-2012 "Вибрация, удар и контроль технического состояния. Термины и определения" |
|
ISO 8528-5 |
IDT |
ГОСТ ISO 8528-5-2017 "Электроагрегаты генераторные переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Часть 5. Электроагрегаты" |
|
Примечание - В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов: - IDT - идентичные стандарты. | ||
Библиография
|
[1] |
ISO 2954:2012, Mechanical vibration of rotating and reciprocating machinery - Requirements for instruments for measuring vibration severity |
|
[2] |
ISO 8528-1:2005, Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets - Part 1: Application, ratings and performance |
|
[3] |
ISO 10816-6:1995, Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts - Part 6: Reciprocating machines with power ratings above 100 kW |


