GB T 28784.3-2012 机械振动.船舶振动测量.第3部分:船上设备安装前的振动测量.pdf
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1、ICS 17. 160 J 04 道昌国家标准国不日11: ./、中华人民GB/T 28784.3-2012月SO20283-3: 2006 机械振动船舶振动测量第3部分:船上设备安装前的振动测量Mechanical vibration-Measurement of vibration on ships一Part 3: Pre-installation vibration measurement of shipboard equipment CISO 20283-3: 2006 , IDT) 2012-11-05发布. .,06531S boO10603 ,;t.惠政变 主飞吉主二?jifII
2、i1il1l/ 中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会2013-03-01实施发布GB/T 28784.3-2012月SO20283-3 :2006 目次前言.1 引言.n 1 范围-2 规范性引用文件.3 术语和定义4 测量要求和规程.3 4. 1 总则.3 4.2 测点位置.4 4.3 传感器方位和安装.4 4.4 测量频率分析.4 4.5 标定.44.6 环境振动及其影响4. 7 测试系统-4.8 设备运行状态.7 5 数据评价.8 6 测试报告8附录A(资料性附录)发电机组的典型配置9附录B(资料性附录)测试系统的典型配置参考文献.23 GB/T 28784.3
3、-2012月SO20283-3: 2006 目。吕GB/T 28784(机械振动船舶振动测量分为四个部分:一一第1部分z一般指南;一一第2部分z结构振动测量;第3部分:船上设备安装前的振动测量;一一第4部分z船舶推进装置振动的测量和评价。本部分是GB/T28784的第3部分。本部分按照GB/T1. 1-2009、GB/T20000. 2-2009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IS020283-3: 2006机械振动船舶振动测量第3部分:船上设备安装前的振动测量。与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:一-GB3102. 7-1993 声学的量和单位(lSO31-
4、7: 1992 , EQV) 一-GB/T2298-2010 机械振动、冲击与状态监测词汇(lSO2041: 2009 , IDT) 一-GB/T3238-1982 声学量的级及其基准值(lSO1683 :1 983 ,NEQ) 一-GB/T14412一2005机械振动与冲击加速度计的机械安装(lSO5348 :1 998 , IDT) 本部分做了下列编辑性修改:一一修改了部分公式的表达方式及公式编号。本部分由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会(SAC/TC53)提出并归口。本部分起草单位:中船重工集团公司第七O二研究所、中船重工集团公司第七O三研究所、中船重工集团公司第七O四研究所
5、、中船重工集团公司第七一一研究所、中船重工集团公司第七一九研究所、武汉理工大学。本部分主要起草人z郭列、尹逊民、祝华、张泉南、彭旭、严新平。I GB/T 28784.3-2012月SO20283-3: 2006 sl 船上的机器和设备运行时会产生振动和过大的结构噪声,从而可能会使船员和乘客舱室内的噪声超过与船东约定的声压级限值。由此可知,机器产生的结构噪声会影响舱室内的噪声,采用本部分可达到选择低振动机器的目的。按标准规程对单个设备进行振动测量并与合约确定的验收准则进行比较,为造船商选择和安装合适的设备提供必需的信息。E GB/T 28784. 3-20 12/ISO 20283-3: 200
6、6 机械振动船舶振动测量第3部分:船上设备安装前的振动测量1 范围GB/T 28784的本部分规定了对不同类型船上设备产生的振动(该振动以结构噪声形式在船舶结构中传递)进行测量的指南、要求和规程,该测量是设备工厂验收试验(FactoryAcceptance Test, FAT) 的一部分。本部分对有明确运行和安装条件设备的测量进行了详细说明,比如在供应商的试验台上。本部分是一个提供典型测试结果的框架标准,适用于客船、商船、游艇、高速艇上的船上设备。由于旋转方向的振动对结构噪声贡献不大,本部分只涉及平移方向的振动,但不提出设备振动或结构噪声的限值。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不
7、可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IS0 31-7 声学的量和单位(Quantitiesand units-Part7 : Acoustics) IS0 1683 声学量的级及其基准值(Acoustics-Preferredreference quantities for acoustic levels) IS0 2041 机械振动、冲击与状态监测词汇(Mechanicalvibration, shock and condition monito-ring-V ocabulary) IS0 5348机械
8、振动与冲击加速度计的机械安装(Mechanicalvibration and shock-Mechanical mounting of accelerometers) IS0/TR 13298船舶技术一般术语(Shipsand marine technology-V ocabulary of general terms) 3 术语和定义3. 1 3.2 在IS031-7、IS02041、IS0/TR13298中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。设备equipment 能够产生振动并将要安装在船舶上的任何机器、系统、子系统或零部件。示例1主推进装置z柴油机、燃气轮机、主减速齿轮、推进电机;示
9、例2机械通风以及采暖、通风和空调(HVAC)系统:送排气风机、空调机组、空调水冷单元、淡水泵等;示例3辅助设备z柴油机或燃气涡轮发电机、液压装置、电机等。注2不包括直接安装在减速齿轮、柴油机等装置上的泵,直接安装在推进电机、发电机、电机等装置上的风机,以及大型机组上需要前期测试的任何其他辅助设备。弹性支座resilient mount 具有弹性并用于减少结构振动传递的装置。注:弹性支座是在部件联接点隔断处使用的具有特殊形状的橡胶块或类似的弹性材料块,目的是支承部件以及为部GB/T 28784.3-2012月SO20283-3: 2006 3.3 3.4 3.8 2 件与基础或支承结构之间提供隔
10、振作用。弹性支座的使用可在较宽的频率范围内接近准自由状态(见3.12)。复合支座compound mount 双层隔振double-resilient mount 由一个中间质量、其总数与安装设备相匹配的两组弹性元件组成的三元系统。注z复合支座能够比简式弹性支座达到更多的振动衰减。该被隔离设备由三元系统支撑。刚性安装设备rigidly mounted equipment 刚性连接在支承结构上的设备。结构曝声structure-bome sound 由某一振源在测试频率范围内引起的固体结构内的机械振动。注1:主机、辅机可作为结构噪声源。注2:高于16Hz频率范围内的结构噪声是可听见的。加速度级a
11、cceleration level La 振动加速度级测量值由式(1)得到:式中zLa =201g旦dBao a一一测得的加速度均方根值(r.m. s),单位为米每二次方米(m/s2); . ( 1 ) GB/T 28784.3-2012月SO20283-3: 2006 。一一ISO1683中规定的加速度基准值,这里ao= 10-6 m/ S2。注2当说明加速度级时,必须指出其基准值,即dB基于基准值10-6m/s2. 3.9 到得? 1式阴晴巾,量以测附级度组速度动速L振Lv =201g卫dBUO . ( 2 ) 式中zv-一一测得的速度均方根值(r.m. s),单位为米每秒(m/s); v
12、。一-ISO1683中规定的速度基准值,这里vo=10-9m/s o 注:当说明速度级时,必须指出其基准值,即dB基于基准值10m/s.3. 10 机械阻抗impedance z 机械系统作简谐运动时,某一特定点的激励力F与速度u的复数比zZ=F/v ( 3 ) 注1:阻抗的单位为N.s/m,关于阻抗的详细内容参考ISO2041。注2:在测试刚性安装设备的情况下,基础的机械阻扰或机械导纳(3.11)信息是必需的。3. 11 机械导纳mobility M 机械系统作简谐运动时,某一特定点的速度u与激励力F的复数比。M=v/F ( 4 ) 注1:导纳的单位为m/(N.s),关于导纳的详细内容参考I
13、SO2041. 注2:在测试刚性安装设备的情况下,基础的机械导纳或机械阻抗(3.10)信息是必需的。3. 12 准自由状态practically free condition 在大部分或整个测试频率范围内可作为自由悬挂的设备安装形态。注1:在设备和支承结构的联接点之间使用非常柔软的弹簧(弹性支座)可达到这样的状态。设备安装后的第一阶垂向谐振频率不宜超过10Hz,或远低于设备的最低扰动频率,该第一阶垂向谐振频率等于支座刚度与支座上设备及支承结构总质量之比值的平方根再除以2。对于质量小于或等于100kg的设备,可使用刚性大些的支座,只要满足安装后其第一阶垂向谐振频率不超过15Hz,且任何基础的局部
14、静刚度应至少高于支座动刚度的10倍。完整的装配,包括设备、支承结构、弹性支座和任何基础,应支承在刚性大质量试验台上,刚性大质量意味着该试验台能有效隔离环境造成的干扰振动,即高于约7Hz的振动。注2:供需双方可对测试方法及测试要求进行协商以预防或解决由于测试位置的限制而产生的矛盾。3. 13 插入损失insertion loss 在传输系统中由于一个元件的插入而造成的能量损耗,是在插入元件之前和之后系统相同部位上的能量传递比值。4 测量要求和规程4. 1 总则供需双方应协商确定需要测试的单个设备,也可以确定设备振动限值或可能的结构噪声限值G/T 28784. 3-20 12/ISO 20283-
15、3: 2006 (见5)。测试之前,双方有必要在测试范围(如测试位置、运行状态等)上协商一致以避免误解。除非双方提出其他工况,本部分所要求测量的应为设备在稳态运行工况下的振动加速度(见4.的。对于有些设备,瞬态运行工况下的测量及瞬态测量技术可由供需双方共同确定。在准自由状态下,机器或其他设备联接点处的振动测量可作为结构噪声源提供给船厂,可与实际支座(若安装过程中使用支座)和船上实际基础的机械阻抗联系起来以预报设备产生的结构噪声。准自由状态可通过在安装测量仪器的联接点下使用软支座获得(见3.2的注)。某些情况下实际支座和(或)基座面板可与设备一起交付使用(见4.2和4.7)。4.2 测点位置4.
16、 4. 可4. 二应心频率为10Hz10 kHz或由供需双方确定的测试频率范围内测量。4.4.3 窄带测量窄带加速度级La可通过恒绝对或者恒相对带宽分析仪测量,频率范围和分析带宽宜根据设备振动特性(共振,主要工作频率及其谐波)和供需双方的意见进行选择。恒绝对带宽不宜大于Nf=2.5Hz, 而恒相对带宽不宜大于1/24倍频程。4.5 标定4.5. 1 实验室标定振动传感器的标定可在其每次使用前的两年内按ISO5347或ISO16063中规定的任一适当方法进行。除供需双方另作商定外,整个振动测量系统的每一通道都应在至少两个频率下进行标定:一个是4 GB/T 28784. 3-2012/ISO 20
17、283-3: 2006 频率范围下限(如160Hz);另一个是频率范围上限(女日6.3kHz)。应在电压值等于传感器输出值时进行标定,例如对加速度计,相应的在90dB、110dB、130dB和150dB(基于10m/s2)时进行标定,以校验幅值的线性度。4.5.2 现场检验在每天设备测量开始和结束时,应使用加速度计标定装置至少在一个频率点对包括传感器在内的整个振动测量系统进行检验。现场检验应精确到2dB以内。4.6 环境振动及其影响除供需双方另做商定外,环境振动级宜低于运行中设备的振动级10dB。可以采取改进措施来减少环境振动对被测设备振动的影响。设备振动的测量级不因环境振动的影响而作调整。若
18、环境振动的影响不能排除,如测试系统或测量过程(工作时间以外)产生的振动,环境振动和运行中设备振动的窄带分析可从设备振动中分离出环境振动,在这种情况下,振动级应予以修正。4. 7 测试系统4.7.1 设备安装设备可通过多种方式安装在船上,最常见的方式包括za) 刚性安装在基础上。b) 刚性安装在基座面板上,基座面板z一一刚性安装在基础上;或者弹性安装在基础上。c) 弹性安装在基础上。d) 弹性安装在基座面板上,基座面板z一一刚性安装在基础上;或者一一弹性安装在基础上。运送到测试地点的设备可能包括用于船上的部分或全部的安装部件。然而,应用振动测量确定设备的振源强度特性时,要求设备支承在准自由状态上
19、,或者使用弹性支座使其尽量处于准自由状态(见3.12)。在某些情况下这是不可能的,例如由于不能直接使用弹性支座,机器只能刚性安装在基座面板或安装夹具上,这种情况可见4.7.2.3和4.7.2.40注,:柴油发电机组需要特别考虑。如附录A中所示,发电机和发动机之间的安装和连接有几种方式,当一个或者两个组件弹性安装在公用基座上时,需要一个柔性联轴器(见图A.2和图A.的。当两个组件同时刚性安装在基础上时,在设计中就不需要考虑柔性联轴器见图A.l和图A.3)。若两个组件分别用弹性支架安装时不能对中,测试过程中就不能采用这种安装方式,而需要将全部设备刚性安装在一个基座面板(基座)上。实际上,该基座面板
20、通常是输出系统的一部分,因此需要在整个系统与基座面板的联接处进行振动测量。在发动机弹性安装(安装系统的一部分)而发电机刚性安装见图A.4)处,对发动机的测量需要在支座下的基座面板上进行,而对发电机的测量需要在发电机上的联接点处进行。元论在船上采用何种配置,设备必须定位在正常位置上并弹性安装。当设备在船上弹性安装时,测试时所使用的弹性支座及可能的支承结构应与船上安装时所使用的相同。但是,齿轮箱和推进主机,例如二冲程柴油机通常刚性安装在试验台上。注2:特殊情况下,齿轮箱和推进主机可采用弹性安装。测试时,整个装备要安装在试验台上。实际上,元论是在船上还是在工厂试验台上,系统的实际配置与理想配置并不一
21、致。因此,附录B给出了满足本部分要求的典型测试系统配置。测试系统的设计要确保支承结构所产生的振动不对测量造成影响。若不可避免,在最后的测量结5 GB/T 28784. 3-20 12/ISO 20283-3: 2006 果中应考虑其影响。为了避免影响,支承结构的机械阻抗宜与船上基础的机械阻抗类似,否则需要进行修正(见4.7.3)。当设备及其支座一起交付时,供需双方可协商确定在试验台或基础上低于支座的位置进行附加测量,该位置应尽可能靠近联接点并在支承结构足够刚性的部位上。对于这种情况,在这些测量位置上需要进行机械阻抗测量。4.7.2 支承结构4.7.2. 1 总则支承结构(根据4.7.2.2至4
22、.7.2.的的刚性基础固有频率不宜接近被测设备的基本旋转频率或其他主要的强迫频率,以避免共振造成被测振动级的增大。任何基础的局部静刚度应至少高于其支座动刚度的十倍。在供需双方同意设备刚性安装的情况下,在联接点处的基础或基座面板振动响应特性应采用频率范围最高为1kHz的基础或基座面板的机械阻抗或机械导纳来描述。对于弹性安装的设备,若合同规定在设备弹性支座下进行附加测量,才需要测量支承结构的机械阻抗或机械导纳。4.7.2.2 试验台完整的装备,包括设备、支承结构、弹性支座及基础,宜支承在一刚性大质量试验台上。该试验台可以刚性或弹性固定,其垂向谐振频率最高为5Hz。4.7.2.3 基座、基座面板只有
23、在试验台刚性固定的情况下,基座面板结构才应弹性安装(垂向谐振频率最高为5Hz)在基础上。刚性安装在基础上的齿轮箱和推进主机除外(见4.7.1)。在弹性安装设备的情况下,公用基座可能包括设备支座下的钢梁。该公用基座应牢固连接到基础或者试验台上。若合同规定在设备弹性支座下进行附加测量,才需要测量基础的机械阻抗或机械导纳。4.7.2.4 安装夹具由相对较轻框架或结构元件组成且刚性固定在船上的设备(如控制器、操纵室、非旋转或非往复式设备),当其刚性固定在一弹性固定的设备,即安装夹具上时,需要进行测试。该安装夹具弹性安装在基础上部而非基座上(见3.12的注1)。这些元件安装到船上时,应在元件的正常联接点
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