VDI 3839 Blatt 7-2012 Instructions on measuring and interpreting the vibration of machines - Typical vibration patterns with centrifugal pumps.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREHinweise zur Messung und Interpretation der Schwingungen von MaschinenTypische Schwingungsbilder bei PumpenInstructions on measuring and interpreting the vibration of machines Typical vibration patterns with centrifugal pumpsVDI 3839Blatt 7 / Part 7Ausg. deutsch/englischIss

2、ue German/EnglishVDI-Handbuch SchwingungstechnikVDI-RICHTLINIENDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 17.160Mai 2012 May 2012The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorb

3、emerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 42 Normative Verweise . . . . . . . . . . . . . . 53 Charakteristische Schwingungsanregungen bei Pumpen und Pumpenanlagen und ihre Erscheinungsbilde

4、r. . . . . . . . . . 53.1 Schwingungen als Folge von Unwuchten . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 Schwingungen durch Bauteil-, Aufstellungs- und Rotorresonanz . . . . . 63.3 Schwingungen infolge der Wellenbiegung des Antriebsstrangs . . . . . . . . . . . . 83.4 Schwingungen aus Spielen in Lagern

5、 und sonstigen Bauteilen . . . . . . . . . . . . 93.5 Schwingungen infolge der Unwuchtwir- kung von rotierenden Flssigkeitsringen . 93.6 Schwingungsanregung durch unausge- glichene Massenkrfte von Kurbeltrieben und sonstigen oszillierenden Massen . . . 113.7 Schwingungsanregung durch Frder- strom- u

6、nd Druckpulsation bei oszillie- renden und rotierenden Verdrnger- pumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.8 Erregung durch Schaufeldrehklang und sonstige Druckpulsationen bei Kreisel- pumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.9 Erregung durch Kavitation bei Kreiselpumpen. . . . . . . . .

7、 . . . . . . 133.10 Erregung durch Kavitation bei Verdrngerpumpen. . . . . . . . . . . . . 163.11 Erregung aus Strmungskavitation in Stutzen und angeschlossenen Rohr- leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Normative references . . . . . . . . . . . . . 53 Characteristic vibration excitations in pumps and pump systems and their manifestations . . . . . . . . . . . . . . 53.1 Vibrations as a consequence of imbalan

9、ces. . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 Vibrations due to component, installation and impeller resonance . . . . . . . . . . 63.3 Vibrations resulting from shaft bending of the drive line . . . . . . . . . . . . . . 83.4 Vibrations from play in bearings and other components . . . . . . . . . . . .

10、 . 93.5 Vibrations resulting from the effect of imbalance in rotating liquid rings . . . . . 93.6 Vibration excitation due to the unbalan- ced inertial forces of crank drives and other oscillating masses . . . . . . . . . . 113.7 Vibration excitation due to flow and pressure pulsation in oscillating

11、 and rotating positive-displacement pumps. . . 11 3.8 Excitation due to blading rotation noise and other pressure pulsations in centri- fugal pumps . . . . . . . . . . . . . . . . 133.9 Excitation due to cavitation in centrifugal pumps . . . . . . . . . . . . . 133.10 Excitation due to cavitation in

12、 positive-displacement pumps . . . . . . . 163.11 Excitation from flow cavitation in pump nozzles and connected pipes . . . . 16 Zubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2012Vervielfltigung auchf

13、r innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedVDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung (GPP)Fachbereich SchwingungstechnikFrhere Ausgabe: 12.10, Entwurf, deutsch Former edition: 12/10, Draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8

14、6D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 2 VDI 3839 Blatt 7 / Part 7Seite3.12 Erregung durch Druckste bei Zwei- oder Mehrphasenstrmungen . . . 163.13 Erregung durch Teillastbetrieb bei Kreiselpumpen . . . . . . . . . . . . 173.14 Schwingungen

15、durch Wlzlagerschden an Pumpen. . . . . . . . . . . . . . . . . 173.15 Schwingungen durch Stillstandserschtte-rungen bei wlzgelagerten Pumpen . . . . 173.16 Schwingungen durch Gleitlagerschden an Pumpen. . . . . . . . . . . . . . . . . 183.17 Schwingungen durch Trockenlauf an mediengeschmierten Glei

16、tlagern und Gleitringdichtungen von Pumpen (Reibschwingungserregung) . . . . . . . 184 Empfehlungen fr die Schwingungsmessung . . . . . . . . . . . . . 194.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 194.2 Mess- und Kenngren . . . . . . . . . . . 194.3 Auswahl und Ankopplung der Schwingungsaufneh

17、mer Streinflsse . . 204.4 Messorte und Messrichtungen . . . . . . . 214.5 Beurteilungskriterien und Grenzwerte . . . 214.6 Hinweise zur Ursachenerkennung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . 224.7 Schwingungsberwachung . . . . . . . . . 23Anhang Tabellarische bersicht der typischen Schwingun

18、gserregungen bei Pumpen zur schnelleren Ursacheneingrenzung . . . . 24Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, d

19、er Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind,

20、mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Page3.12 Excitation due to pressure surges with two- or multiphase flow . . . . . . . 163.13 Excitation due to partial-load operation in centrifugal pumps . . . . . . . . . . . 173.14 Vibrations due

21、 to roller bearing damage in pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.15 Vibrations due to standstill vibrations in pumps fitted with roller bearings . . . 183.16 Vibrations due to plain bearing damage in pumps . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.17 Vibrations due to dry running in process-flui

22、d-lubricated plain bearings and face seals in pumps (frictional vibration excitation) . . . . . . . . . . . 184 Recommendations for vibration measurement . . . . . . . . . . . . 194.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.2 Measured and characteristic quantities. . . 194.3 Selecting and

23、connecting up vibration transducers disturbing influences . . . . 204.4 Measuring points and measuring directions. 214.5 Evaluation criteria and limit values . . . . 214.6 Information about cause identification and diagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . 224.7 Vibration monitoring . . . . . . . .

24、. . . . 23Annex Tabular overview of typical vibration in pumps for the faster identification of its causes . . . . . . . . . . . . . . . . 29Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Preliminary noteThe content of this guideline has been developed in strict accordance with the requireme

25、nts and recom-mendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copyrig

26、ht is permitted subject to the licensing condi-tions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtli-nien.de).We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingeni

27、eure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 3839 Blatt 7 / Part 7 3 EinleitungIn der Richtlinienreihe VDI 3839 werden Verfahren und Einrichtungen zur Messung der Schwingungen von Maschinen beschrieben. Sie erlutern die we-sentlichen Kriterien zur Bewertung der Mess-ergebnisse und nennen die magebenden Beurtei-lun

28、gsrichtlinien und -normen. Weiterhin werden An-leitungen zu Analyse und Deutung gemessener Schwingungen gegeben, um bei Beanstandungen, Strungen oder Schden Hinweise auf deren Ursa-chen zu erhalten und Abhilfemanahmen einleiten zu knnen. Hierzu sind in VDI 3839 Blatt 2 bis Blatt 8 Beispiele fr chara

29、kteristische Schwingungsursa-chen und die sich ergebenden Schwingungsbilder aufgenommen worden.Die Richtlinienreihe VDI 3839 soll kein Fachbuch der Schwingungslehre ersetzen. Sie ist vorwiegend gedacht als Leitfaden fr Ingenieure und Techniker in Entwicklungs-, Prf- oder Betriebsabteilungen, die kei

30、ne gezielte Ausbildung auf dem Gebiet der Mes-sung und Interpretation von Schwingungen haben. Die Richtlinienreihe soll auch denen einen berblick verschaffen, die nur gelegentlich mit schwingungs-technischen Strungen befasst sind, beispielsweise in Str- oder Schadensfllen. Nicht zuletzt sollen dem L

31、eser dieser Richtlinienreihe Hinweise gegeben wer-den, wann es notwendig wird, Experten einzuschal-ten, die spezielles Fachwissen ber Konstruktion, Ar-beitsverfahren und die schwingungstechnischen Pro-bleme bestimmter Maschinentypen haben.Erschienen sind bisher:Blatt 1 Allgemeine Grundlagen Blatt 2

32、Schwingungsbilder fr Anregungen aus Unwuchten, Montagefehlern, Lagerungs-strungen und Schden an rotierenden BauteilenBlatt 4 Typische Schwingungsbilder bei Ventilato-ren und Geblsen fr Gase Blatt 5 Typische Schwingungsbilder bei elektri-schen MaschinenBlatt 6 Typische Schwingungsbilder bei Maschi-ne

33、nstzen in hydraulischen KraftwerkenBlatt 7 Typische Schwingungsbilder bei Pumpen Blatt 8 Typische Schwingungsbilder bei Kolben-maschinenEine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3839.IntroductionIn the series of guidelines VDI 3839, th

34、e methods and apparatus used for measuring machine vibrations are described. They explain the main criteria applicable in evaluating measurement results and specify the rel-evant evaluation guidelines and standards. Further-more, instructions are given regarding the analysis and interpretation of me

35、asured vibrations with a view to ascertaining their causes in the event of com-plaints, faults or damage and enabling remedial measures to be initiated. To this end, examples of characteristic causes of vibration and the associated vibration patterns are given in VDI 3839 Part 2 to Part 8. The serie

36、s of guidelines VDI 3839 is not intended to replace specialist works on vibration theory. It is pre-dominantly intended to be used as a guide for engi-neers and technicians in development, testing or en-gineering departments who are not specifically qual-ified or trained in the field of vibration me

37、asurement and interpretation. The series of guidelines should also provide an overview for people who only occa-sionally have to deal with vibration-related problems for example, when damage or malfunctioning occurs. Last but not least, the reader of this series of guideline should find information

38、on when it is advisable to call in experts who can apply their specialised knowledge of the design, working principles and vibration-re-lated problems of certain machine types.So far these parts have appeared:Part 1 General principlesPart 2 Vibration patterns for excitation originat-ing in unbalance

39、s, misassembly, bearing defects and damage to rotating parts Part 4 Typical vibration patterns with fans and blowers for gasesPart 5 Typical vibration patterns with electrical machinesPart 6 Typical vibration patterns with machine sets in hydraulic power stationsPart 7 Typical vibration patterns wit

40、h centrifugal pumpsPart 8 Typical vibration patterns with reciprocat-ing machinesA list of the parts of this series of guidelines which are currently available may be found on the internet at www.vdi.de/3839.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten

41、Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 4 VDI 3839 Blatt 7 / Part 71 AnwendungsbereichDie Richtlinie VDI 3839 Blatt 7 gibt eine bersicht ber die spezifischen Schwingungsprobleme an Pumpen mit Nennleistungen ber 1 kW, die in Anla-gen und Gerten eingesetzt werden. Das Hauptein-satzgebiet der

42、in dieser Richtlinie behandelten Pum-pen sind Strmungsmaschinen und Verdrngerpum-pen zur Frderung von Flssigkeiten und Suspensio-nen in industriellen Anwendungen, in der Energie-wirtschaft sowie in Anlagen der Ver- und Entsor-gungstechnik. Maschinen zur Gasfrderung oder Va-kuumerzeugung, die im Spra

43、chgebrauch ebenfalls als Pumpen bezeichnet werden, behandelt die Richtlinie ebenfalls. Pumpen in hydraulischen Kraftwerken werden in VDI 3839 Blatt 6 behandelt. In der Tech-nik werden Pumpen in einer groen Typenvielfalt an-gewendet. Sie knnen sehr unterschiedlich im kon-struktiven Aufbau und der Ant

44、riebsleistung sein. Eine bersicht findet sich in VDMA 24261. Nicht alle darin genannten Varianten knnen hier erschp-fend behandelt werden.Allgemeine Informationen zur Messung und Analyse von Maschinenschwingungen und zu den Schwin-gungsproblemen, die an allen rotierenden Maschinen auftreten knnen, w

45、erden in VDI 3839 Blatt 1 und Blatt 2 gegeben. Auf diese allgemeinen Informatio-nen wird hier nur soweit eingegangen, wie es notwen-dig ist, die Besonderheiten bei Pumpen darzustellen. Wenn Pumpen durch elektrische Maschinen angetrie-ben werden, ist zustzlich VDI 3839 Blatt 5 zu be-achten. Fr Pumpen

46、 in hydraulischen Kraftwerken werden in VDI 3839 Blatt 6 spezielle Informationen gegeben.In dieser Richtlinie sollen dem Hersteller der Maschi-nen, dem Anlagenbauer und dem Betreiber Hinweise zum Erkennen der Ursachen strender und im Lang-zeitbetrieb schdigender Schwingungen gegeben und Abhilfemanah

47、men empfohlen werden. Strende Schwingungen treten oft erst vor Ort wh-rend des Betriebs der Maschine auf und mssen schnell analysiert werden, um Betriebsstrungen zu vermeiden. Die strenden Schwingungen sind in den meisten Fllen auf einige wenige charakteristische Ursachen zurckzufhren. Mit Abstand a

48、m hufig-sten sind dies Unwuchten, Fehlausrichtungen und Wlzlagerschden.Auch Eigenschwingungen und strmungstechnisch verursachte Anregungen treten fters auf. Bei den selteneren Sonderfllen gibt es dagegen eine Vielzahl weiterer unterschiedlicher Ursachen. In Abschnitt 3 werden in der Praxis angetroff

49、ene, charakteristische 1 ScopeGuideline VDI 3839 Part 7 provides an overview of the specific vibration problems occurring with pumps with nominal output ratings over 1 kW which are used in installations and equipment. The main area of application of the pumps dealt with in the present guideline covers fluid kinetic machines and positive-displacement pumps for moving liquids and suspen-sions in industrial applications, in the energy industry as well as in