TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9229-3:2012 (ISO 10816-3 : 2009) VỀ RUNG CƠ HỌC – ĐÁNH GIÁ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY BẰNG CÁCH ĐO TRÊN CÁC BỘ PHẬN KHÔNG QUAY – PHẦN 3: MÁY CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT DANH NGHĨA TRÊN 15 KW VÀ TỐC ĐỘ DANH NGHĨA GIỮA 120 R/MIN VÀ 1500 R/MIN KHI ĐO TẠI HIỆN TRƯỜNG

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9229-3 : 2012

ISO 10816-3 : 2009

RUNG CƠ HỌC – ĐÁNH GIÁ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY BẰNG CÁCH ĐO TRÊN CÁC BỘ PHẬN KHÔNG QUAY – PHẦN 3: MÁY CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT DANH NGHĨA TRÊN 15 KW VÀ TỐC ĐỘ DANH NGHĨA GIỮA 120 R/MIN VÀ 15000 R/MIN KHI ĐO TẠI HIỆN TRƯỜNG

Mechanical vibration – Evaluation of machine vibration by measurement on non-rotating parts – Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and 15000 r/min when measured in situ

Lời nói đầu

TCVN 9229-3 : 2012 hoàn toàn tương đương với ISO 10816-3 : 2009

TCVN 9229-3 : 2012 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Cơ điện – Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 9229, Rung cơ học – Đánh giá rung động của máy bằng cách đo trên các bộ phận không quay gồm có năm phần:

– Phần 1: Hướng dẫn chung;

– Phần 2: Nhóm máy phát tuốc bin hơi nước nền đất công suất lớn trên 50 MW;

– Phần 3: Máy công nghiệp công suất danh nghĩa trên 15 kW và tốc độ danh nghĩa giữa 120 r/min và 15000 r/min khi đo tại hiện trường;

– Phần 4: Nhóm máy tuốc bin động lực khí ga, ngoại trừ có nguồn gốc hàng không;

– Phần 5: Nhóm máy phát công suất thủy lực và nhà máy bơm.

RUNG CƠ HỌC – ĐÁNH GIÁ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY BẰNG CÁCH ĐO TRÊN CÁC BỘ PHẬN KHÔNG QUAY – PHẦN 3: MÁY CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT DANH NGHĨA TRÊN 15 KW VÀ TỐC ĐỘ DANH NGHĨA GIỮA 120 R/MIN VÀ 15000 R/MIN KHI ĐO TẠI HIỆN TRƯỜNG

Mechanical vibration – Evaluation of machine vibration by measurement on non-rotating parts – Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and 15000 r/min when measured in situ

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn TCVN 9229-3 (ISO 10816-3) quy định các chuẩn mực đánh giá mức độ rung động của máy khi đo thử nghiệm tại hiện trường. Chuẩn mực quy định trong tiêu chuẩn này áp dụng cho máy hợp bộ, có công suất trên 15 kW và tốc độ vận hành giữa 120 r/min và 15000 r/min.

Nhóm máy đề cập trong phần tiêu chuẩn này bao gồm:

– nhóm tuốc bin hơi nước công suất đến 50 MW;

– nhóm tuốc bin hơi nước công suất trên 50 MW và tốc độ dưới 1500 rpm hoặc trên 3600 r/min (không đề cập trong ISO 10816-2);

– máy nén quay;

– tuốc bin khí công nghiệp công suất đến 3 MW;

– máy phát;

– động cơ điện các loại;

– quạt gió hoặc máy thổi không khí.

CHÚ THÍCH: – Tuy nhiên, chuẩn mực rung động giới thiệu trong tiêu chuẩn TCVN 9229 – 3/ISO 10816-3 nhìn chung chỉ áp dụng cho quạt máy công suất trên 300 kW hoặc loại quạt khác có kết cấu bệ giá đỡ không linh hoạt (cứng vững). Khi có điều kiện, khuyến cáo nên sử dụng cho các kiểu quạt khác, bao gồm cả bệ giá đỡ đàn hồi có kết cấu bằng tấm kim loại nhẹ (sẽ được biên soạn). Cho đến khi đó, sự phân loại này là đối tượng do nhà chế tạo/cung cấp và khách hàng thỏa thuận dựa trên kinh nghiệm vận hành đã có, đồng thời tham khảo ISO 14694 [4].

Các đối tượng sau đây không xem xét trong phần này của tiêu chuẩn ISO 10816:

– hợp bộ máy phát tuốc bin trên nền đất công suất lớn hơn 50 MW và tốc độ 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min, 3600 r/min (xem ISO 10816-2);

– máy tuốc bin khí hợp bộ công suất trên 3 MW (xem ISO 10816-4);

– nhóm máy trong nhà máy phát công suất thủy lực hoặc nhà máy bơm (xem ISO 10816-5);

– máy, kết nối với máy chuyển động qua lại tịnh tiến (xem ISO 10816-6);

– bơm cánh dẫn tích hợp đồng bộ với động cơ điện, ví dụ khi bánh công tác lắp đặt trực tiếp trên trục động cơ hay gắn chặt vào trục.

– máy nén dịch chuyển dương quay (ví dụ: Máy nén kiểu vít xoắn);

– máy nén chuyển động tịnh tiến;

– máy bơm chuyển động tịnh tiến;

– bơm-motor chìm dưới nước;

– tuốc bin gió.

Chuẩn mực trong tiêu chuẩn TCVN 9229-3 (ISO 10816-3) áp dụng cho điều kiện đo rung động dải tần rộng tại hiện trường trên ổ lăn, gối đỡ ổ lăn, hoặc vỏ máy ở điều kiện vận hành xác lập ổn định trong dải tốc độ vận hành định mức. Các phép đo này liên quan đến thử nghiệm nghiệm thu và giám sát vận hành. Các chuẩn mực đánh giá trong phần này của tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) là nhằm áp dụng cho cả trường hợp vận hành liên tục và ngắt quãng.

Phần này của tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) bao gồm các máy có bánh răng hộp số hoặc ổ lăn, nhưng không nhằm mục đích đánh giá chuẩn đoán về điều kiện của các bánh răng và ổ đỡ.

Chuẩn mực chỉ áp dụng đối với rung động phát ra từ chính hợp bộ máy mà không áp dụng cho các rung động lan truyền về hệ thống máy từ các nguồn bên ngoài.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

· ISO 496, Máy truyền động và máy dẫn động – Độ cao trục (Driving and driven machines – Shaft heights).

· ISO 2954, Rung động cơ học của máy quay và chuyển động tịnh tiến qua lại – Yêu cầu về thiết bị đo rung động khắc nghiệt (Mechanical vibration of rotaring and reciprocating machines – Requirements for instruments vibration severity).

· TCVN 9229-1 : 2012 (ISO 10816-1), Rung cơ học – Đánh giá rung động của máy bằng cách đo trên các bộ phận không quay – Phần 1: Hướng dẫn chung (Mechanical vibration – Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotaring part – Part 1: General guidelines).

3 Quy trình đo và điều kiện vận hành

3.1 Khái niệm chung

Quy trình đo chung phù hợp với quy định trong TCVN 9229-1 (ISO 10816-1) là đối tượng khuyến cáo đưa ra dưới đây:

3.2 Thiết bị đo

Thiết bị sử dụng đo phải có khả năng đo rung động hiệu dụng dải tần rộng, có “đáp ứng đồng đều” (phẳng) trên toàn dải tần số từ ít nhất 10 Hz đến 1000 Hz, theo yêu cầu của ISO 2954. Tùy thuộc vào chuẩn mực rung động có thể yêu cầu phải đo độ dịch chuyển hoặc vận tốc hay cả hai đại lượng này (xem TCVN 9929-1 (ISO 10816-1)). Tuy nhiên, đối với máy có vận tốc quay đạt hoặc thấp hơn 600 r/min, giới hạn dưới của “đáp ứng tần số đồng đều” phải không lớn hơn 2Hz.

CHÚ THÍCH: – Nếu thiết bị đo cũng được sử dụng cho mục đích chẩn đoán, tần số giới hạn trên có thể cần phải cao hơn 1000 Hz.

Phải thận trọng để đảm bảo hệ thống thiết bị đo không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như:

– biến động của nhiệt độ;

– từ trường;

– trường âm thanh;

– biến động của nguồn điện cung cấp;

– độ dài của cáp nối đầu đo;

– định hướng của đầu đo.

Đặc biệt phải chú ý để đảm bảo đầu đo rung động được gá lắp hợp cách sao cho không làm ảnh hưởng đến cấp chính xác của phép đo.

3.3 Vị trí đo

Các phép đo thường được tiến hành trên các bộ phận để hở trên máy, dễ tiếp cận. Phải cẩn trọng để đảm bảo các phép đo phản ánh đúng rung động trên gối đỡ ổ lăn và không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ sự cộng hưởng hay khuyếch đại nào. Vị trí đo và chiều đo rung động phải đảm bảo độ nhạy tương thích với lực động học của máy. Điển hình, đòi hỏi hai vị trí đo vuông góc hướng tâm trên mỗi nắp hoặc bệ đỡ ổ lăn, như minh họa trong Hình 1 (đối với máy lắp đặt theo phương ngang) và Hình 2 (đối với máy lắp đặt theo phương thẳng đứng).

CHÚ THÍCH: – Hình 2, trích dẫn từ IEC 60034-14:2003^[3], minh họa động cơ lắp đặt theo phương đứng trên tấm thép đặc hay mặt bích (ví dụ: của máy được dẫn động) bằng lỗ khoan ở tâm của trục nối dài. Mục đích chính của hình này là để nhận biết điểm đo đối với máy lắp đặt đứng.

Đầu đo có thể được bố trí tại góc bất kỳ nào trên nắp hoặc bệ đỡ ổ lăn. Phương thẳng đứng và phương ngang thường được chọn đo đối với động cơ lắp đặt ngang. Đối với đông cơ lắp đặt đứng và nằm nghiêng, vị trí có độ rung lớn nhất thường là chiều trục đàn hồi được sử dụng. Trong một số trường hợp, khuyến cáo đo theo chiều hướng trục (xem điều 5.2.4). Phải đo và ghi dữ liệu rung động tại các vị trí và chiều đặc biệt.

Có thể sử dụng đầu đo đơn để đo trên nắp hoặc giá đỡ ổ lăn thay vì cặp đầu đo trực giao, nếu biết chắc chắn vẫn có thể lấy được thông tin tương thích về biên độ rung động của máy. Tuy nhiên, cần chú ý quan sát khi đánh giá rung động từ một đầu đo đơn trên mặt đo vì không thể định hướng để xấp xỉ hóa một cách hợp lý giá trị cực đại trên mặt phẳng đó.

3.4 Giám sát liên tục và không liên tục

Thông thường đối với máy đặc biệt hay công suất lớn, cần phải lắp đặt thiết bị đo để giám sát liên tục các giá trị rung động tại các điểm đo then chốt. Đối với đại đa số máy có rung động và công suất nhỏ, không cần thiết phải giám sát rung động liên tục. Sự thay đổi mất cân bằng, biến dạng ổ lăn, xê dịch v.v. có thể phát hiện được khá tin cậy bằng cách đo kiểm tra định kỳ bằng thiết bị đo lắp cố định hoặc thiết bị cầm tay. Sử dụng máy tính để phân tích và cảnh báo tình trạng xuống cấp của máy ngày càng được sử dụng rộng rãi.

3.5 Điều kiện vận hành

Các phép đo phải được tiến hành khi rotor và các gỗi đỡ đạt được nhiệt độ vận hành định mức xác lập ổn định ở điều kiện xác định, ví dụ như: tốc độ, điện áp, lưu lượng, áp suất hay tải định mức.

CHÚ THÍCH: – Các phép đo phải được thực hiện tại vỏ/giá đỡ ổ lăn hoặc nếu không, tại vị trí gần nhất có thể để có độ nhạy cần thiết đối với lực động học của máy.

Hình 1 – Các điểm đo đối với tổ hợp máy lắp đặt theo phương nằm ngang

Đối với máy có tải và tốc độ quay thay đổi, phải đo rung động ở các điều kiện máy làm việc dự tính có thể trong chu kỳ đủ dài. Giá trị rung lớn nhất đo được phải được quan tâm và xem như là giá trị đại diện cho rung động khắc nghiệt.

Nếu kết quả rung đo được, lớn hơn chuẩn mức chấp nhận cho phép và vượt quá rung động nền trông đợi, các phép đo phải được thực hiện ở điều kiện dừng máy để xác định mức độ ảnh hưởng từ bên ngoài. Nếu rung động với máy tĩnh tại (không làm việc) vượt quá 25 % giá trị đo được khi máy làm việc, phải có biện pháp giảm ảnh hưởng của nền rung.

CHÚ THÍCH: – Trong một số trường hợp hiệu ứng nền rung có thể được loại bỏ nhờ phân tích phổ hoặc bằng cách loại bỏ sự xâm nhập rung động từ ngoài vào.

CHÚ THÍCH: – Các phép đo phải được thực hiện tại vỏ/giá đỡ ổ lăn hoặc nếu không, tại vị trí gần nhất có thể để có độ nhạy cần thiết đối với lực động học của máy.

Hình 2 – Các điểm đo đối với máy lắp đặt theo phương thẳng đứng

4 Phân loại máy

4.1 Khái quát chung

Trong tiêu chuẩn TCVN 9229-1 (ISO 10816-1), “rung động khắc nghiệt” được phân loại theo các đặc trưng sau:

– Kiểu máy;

– Công suất danh định hay chiều cao tâm trục;

– Độ đàn hồi của hệ thống bệ/giá đỡ.

4.2 Phân loại theo kiểu máy, cỡ công suất hoặc chiều cao tâm trục

Sự khác biệt đáng kể theo thiết kế, kiểu hoặc ổ lăn và cấu trúc bệ/giá đỡ đòi hỏi phải phân biệt 2 nhóm máy khác nhau (chiều cao H của tâm trục, xem ISO 496). Máy thuộc 2 nhóm máy này có thể có trục nằm ngang, trục đứng hay nghiêng và có thể được lắp trên bệ/giá đỡ cứng vững hay đàn hồi.

Nhóm 1: Máy có công suất lớn hơn 300 kW, máy điện có chiều dài tâm trục H ³ 315 mm.

Các máy này thông thường có ổ trượt. Dải tốc độ làm việc tương đối rộng, từ 120 r/min đến 15000 r/min.

Nhóm 2: Máy có công suất trung bình từ trên 15kW đến và bằng 300 kW, động cơ điện có độ cao tâm trục 160 mm £ H < 315 mm.

Các máy này có ổ lăn và vận tốc làm việc trên 600 r/min.

CHÚ THÍCH 1: – Chiều cao tâm trục H của máy được xác định theo ISO 496 như là khoảng cách, đo trên máy trước khi xuất xưởng, giữa đường tâm trục và bề mặt đáy (mặt chuẩn) của bản thân máy (xem Hình 1).

CHÚ THÍCH 2: – Độ cao tâm trục của máy không có chân đế hoặc máy có chân đế nâng cao hoặc của máy đứng sẽ được xác định như là chiều cao tâm trục của máy trong cùng một khung cơ sở, nhưng của kiểu lắp đặt chân đế trục nằm ngang. Khi không biết trước khung đỡ, sẽ coi bán kính thân máy là chiều cao tâm trục.

4.3 Phân loại theo độ đàn hồi bệ/giá đỡ

Hai điều kiện được sử dụng để phân loại độ đàn hồi cấu trúc bệ/giá đỡ theo chiều xác định:

– Bệ/giá đỡ cứng vững;

– Bệ/giá đỡ đàn hồi.

Các điều kiện được xác định theo mối liên quan giữa máy và độ đàn hồi của nền móng. Nếu tần số tự nhiên thấp nhất của liên hợp máy và hệ thống bệ/giá đỡ theo chiều đo độ rung cao hơn tần số kích thích cơ bản (trong nhiều trường hợp là tần số quay) ít nhất 25 %, khi đó hệ thống bệ/giá đỡ được xem là cứng vững theo chiều tương ứng. Tất cả các hệ thống bệ/giá đỡ khác được xem là đàn hồi.

Ví dụ điển hình: động cơ điện kích thước lớn và trung bình, chủ yếu có tốc độ thấp, thường có bệ/giá đỡ cứng vững trong khi máy phát tuốc bin hay máy nén công suất lớn hơn 10 MW và máy lắp đứng thường có bệ/giá đỡ đàn hồi.

Trong một số trường hợp, kết cấu bệ/giá đỡ có thể cứng vững theo một chiều đo xác định nhưng lại đàn hồi theo một chiều khác. Ví dụ: tần số tự nhiên thấp nhất theo chiều thẳng đứng có thể hợp lý hơn phía trên tần số kích thích chính, trong khi tần số tự nhiên theo phương ngang lại thấp đáng kể. Hệ thống như vậy có thể cứng vững theo phương đứng nhưng lại đàn hồi theo phương ngang. Trong trường hợp này, rung động phải được đánh giá phù hợp với phân loại bệ/giá đỡ theo chiều đo.

Nếu nhóm của hệ thống bệ/giá đỡ máy không được xác định trước từ bản vẽ và tính toán, nó phải được xác định bằng thực nghiệm.

5 Đánh giá

5.1 Khái niệm chung

Trong tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816) đưa ra hai chuẩn mực để đánh giá “chỉ số rung động khắc nghiệt” đối với các nhóm máy khác nhau. Một chuẩn mực xem xét độ rung động dải tần rộng đo được; chuẩn mực thứ hai chỉ xem xét sự thay đổi độ lớn mà không quan tâm đến chiều tăng/giảm của nó.

5.2 Chuẩn mực I: Độ lớn rung động

5.2.1 Chuẩn mực I liên quan đến việc xác định giới hạn độ lớn rung động với lực động học chấp nhận được trên ổ lăn và mức độ rung động cho phép truyền về môi trường qua kết cấu giá và nền đỡ. Độ rung động lớn nhất đo được tại mỗi ổ lăn hay giá đỡ được đánh giá theo vùng ước lượng ứng với lớp giá đỡ nhất định. Các vùng ước lượng này được thiết lập từ kinh nghiệm quốc tế.

5.2.2 Vùng ước lượng

Các vùng ước lượng dưới đây được xác định nhằm đánh giá rung động đối với một máy cụ thể và đưa ra các hướng dẫn hành động cần thiết có thể.

– Vùng A: Vùng rung động của máy mới sau khi được cấp phép sử dụng;

– Vùng B: Vùng rung động của máy được phép làm việc dài hạn, không hạn chế;

– Vùng C: Vùng rung động của máy không thỏa mãn điều kiện vận hành dài hạn. Tuy nhiên, có thể vận hành máy trong khoảng thời gian nhất định ở tình trạng này cho đến khi có điều kiện tiến hành biện pháp khắc phục;

– Vùng D: Các giá trị rung động trong vùng này được xem như đủ “khắc nghiệt” để làm hỏng máy.

Trị số gán cho các vùng bao, không có dụng ý đưa ra như “Quy định” để chấp nhận, mà là đối tượng thỏa thuận giữa khách hàng và nhà chế tạo/cung cấp. Tuy nhiên, những trị số này đưa ra hướng dẫn để đảm bảo tránh các sai lỗi thô thiển hoặc yêu cầu không thực tế. Trong trường hợp cụ thể liên quan đến máy cụ thể có thể yêu cầu sử dụng các giá trị vùng bao cao hơn hoặc thấp hơn. Khi đó, nhà chế tạo phải giải thích nguyên nhân, đặc biệt, cam kết là máy hoạt động không bị nguy hiểm ở độ rung cao hơn.

5.2.3 Giới hạn vùng ước lượng

Trị số giới hạn vùng bao cho trong các Bảng A.1 và Bảng A.2 dựa trên các giá trị vận tốc rung và độ chuyển dịch dải rộng cực đại đo được từ hai đầu đo định hướng trực giao xuyên tâm. Bởi vậy phải chọn giá trị đo lớn nhất trong mỗi mặt phẳng đo khi sử dụng các bảng này. Khi so sánh các giá trị đo và vận tốc rung và độ chuyển dịch cực đại với các giá trị tương ứng trong Bảng A.1, Bảng A.2, vùng “khắc nghiệt” nghiêm ngặt nhất sẽ được áp dụng.

5.2.4 Rung động dọc trục

Trong thực tiễn, ít áp dụng đo rung động dọc trục đối với các ổ lăn chịu lực hướng tâm trong quá trình giám sát vận hành liên tục. Đo rung động dọc trục, trước tiên được sử dụng cho mục đích chuẩn đoán hay điều tra định kì vì một sự cố dễ được phát hiện từ rung động dọc trục. Hiện tại, chuẩn mực rung động dọc trục cá biệt chỉ áp dụng trong trường hợp có lực dọc trục tác động lên ổ lăn, ở đó rung động tương quan với xung lực dọc trục có thể làm hỏng bề mặt đỡ tải theo chiều dọc trục. Các chuẩn mực trong Bảng A.1 và Bảng A.2 áp dụng cho rung động hướng tâm trên tất cả các loại ổ lăn và rung động dọc trục trên ổ lăn chịu lực dọc trục.

5.3 Chuẩn mực II: Sự thay đổi độ lớn rung động

Chuẩn mực II đưa ra đánh giá về sự thay đổi độ lớn rung động so với giá trị tham chiếu (chuẩn) đã được thiết lập trước đó. Có thể xuất hiện các thay đổi đáng kể về độ rung động dải tần rộng, đòi hỏi một số đánh giá mà vùng C của chuẩn mực I không đáp ứng được. Những thay đổi như vậy có thể xảy ra đột ngột hoặc tăng dần theo thời gian, qua đó có thể chỉ ra kịp thời trước khi xảy ra sự cố hỏng hóc hay một số biểu hiện không bình thường khác. Chuẩn mực II được quy định trên cơ sở sự thay đổi độ lớn rung động dải tần rộng xuất hiện ở điều kiện vận hành xác lập ổn định. Điều kiện vận hành ở trạng thái xác lập ổn định có thể bao gồm các thay đổi nhỏ về công suất máy hay điều kiện vận hành.

Khi áp dụng chuẩn mực II, các phép đo rung động đem so sánh phải được đọc tại cùng vị trí đo (đầu đo), cùng hướng và gần như cùng một điều kiện vận hành. Các thay đổi rõ rệt về độ rung động (không quan tâm đến giá trị rung động tuyệt đối) cần được kiểm tra để tránh các tình huống nguy hiểm. Khi độ rung động tăng hoặc giảm vượt quá 25 % giá trị trên của vùng B xác định trong Bảng A.1 và Bảng A.2, các thay đổi như vậy cần được quan tâm đúng mức, đặc biệt nếu chúng xuất hiện đột ngột. Khi đó, cần tiến hành kiểm tra, chuẩn đoán để phát hiện nguyên nhân của sự thay đổi và xác định các hành động thích hợp tiếp theo.

CHÚ THÍCH: – Trị số 25 % được đưa ra như một gợi ý về sự thay đổi đáng kể của độ rung động, song cũng có thể sử dụng các giá trị khác dựa trên kinh nghiệm đối với các loại máy đặc biệt. Ví dụ: có thể cho phép các thay đổi lớn hơn đối với một số kiểu bơm.

5.4 Giới hạn vận hành

Đối với chế độ vận hành dài hạn, trong thực tiễn cần thiết lập các giới hạn rung động. Các giới hạn này có dạng cảnh báo và ngắt an toàn.

CẢNH BÁO: Để đưa ra cảnh báo, giá trị rung động xác định đã đạt tới hoặc thay đổi đáng kể xuất hiện, tại đó cần có hành động tức thì cần thiết. Nhìn chung, nếu xuất hiện trạng thái “Cảnh báo”, có thể tiếp tục vận hành tiếp trong một khoảng thời gian trong khi tiến hành nghiên cứu xác định nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi rung động và xác định hành động sửa chữa.

NGẮT AN TOÀN: Xác định độ lớn rung động mà vượt qua nó, tiếp tục vận hành máy có thể gây nên hỏng hóc. Nếu vượt qua giá trị “ngắt an toàn” phải hành động kịp thời để làm giảm rung động hoặc dừng máy.

Các giới hạn vận hành khác nhau, phản ánh sự khác nhau về tải động học và độ cứng vững của bệ/giá đỡ, có thể được quy định đối với các vị trí và chiều đo khác nhau.

5.4.1 Cài đặt “Cảnh báo”

Giá trị cảnh báo có thể khác nhau đáng kể, tăng hoặc giảm đối với các máy khác nhau. Các trị số được chọn thông thường được cài đặt dựa trên “đường cơ sở” xác định từ kinh nghiệm đối với vị trí và hướng đo cho máy cụ thể.

Khuyến cáo, trị số cảnh báo được chọn đặt 25 % cao hơn đường cơ sở của giá trị giới hạn trên đối với vùng B. Nếu đường cơ sở thấp, trị số cảnh báo có thể đặt thấp hơn vùng C.

Đối với máy mới chưa có đường cơ sở, chọn đặt chế độ cảnh báo ban đầu trên cơ sở kinh nghiệm từ các máy tương tự hoặc liên quan, phù hợp với các giá trị chấp nhận đã thỏa thuận. Sao một thời gian vận hành, giá trị “đường cơ sở trạng thái xác lập” cần được thiết lập và điều chỉnh lại theo giá trị cảnh báo tương ứng.

Khuyến cáo, giá trị cảnh báo thông thường phải không vượt quá 25 % giá trị giới hạn trên của vùng B. Nếu thay đổi đường cơ sở của chế độ xác lập ổn định (ví dụ: sau khi đại tu máy), trị số đặt cảnh báo tương ứng phải được xem xét lại.

5.4.2 Cài đặt “Ngắt an toàn”

Giá trị ngắt an toàn thông thường liên quan với độ tích hợp máy và phụ thuộc vào các đặc điểm của mỗi kiểu thiết kế riêng biệt đưa vào để chịu được tác động của các lực động học bất thường. Do vậy, nhìn chung các giá trị được sử dụng phải tương tự nhau đối với các máy có thiết kế tương tự, và thông thường không liên quan đến giá trị đường cơ sở xác lập ổn định sử dụng để cài đặt cảnh báo.

Tuy nhiên, vì trị số này khác nhau cho các máy có thiết kế khác nhau, và do vậy không thể đưa ra các hướng dẫn cụ thể về các trị số “ngắt an toàn” tuyệt đối trong các vùng C hoặc D, nhưng giá trị ngắt an toàn được khuyến cáo: phải không vượt quá 1,25 lần giới hạn trên của vùng C.

5.5 Chuẩn cứ/Quy trình bổ sung

Các phép đo và ước lượng rung động máy trong tiêu chuẩn TCVN xxxx-1 (ISO 10816-1) có thể được bổ sung bởi các phép đo rung động trên mỗi trục truyền động cụ thể khi có nhu cầu và sử dụng các chuẩn cứ trong tiêu chuẩn TCVN 9229-3 (ISO 10816-3). Cần thiết phải phân biệt rằng không có mối quan hệ đơn giản giữa rung động bệ/gối đỡ ổ lăn với rung động của trục hoặc ngược lại. Sự khác biệt giữa các phép đo rung động tuyệt đối của trục và các phép đo rung động tương đối của trục liên quan đến rung động bệ/gối đỡ ổ lăn có thể khác nhau do sự khác biệt về góc pha. Do vậy, khi áp dụng các chuẩn cứ trong tiêu chuẩn TCVN 9229-1 (ISO 10816-1) và TCVN 9229-3 (ISO 10816-3) để đánh giá độ rung động của máy phải tiến hành đo độc lập rung động của trục và bệ/gối đỡ ổ lăn. Nếu áp dụng các chuẩn cứ khác nhau sẽ dẫn đến các kết quả đánh giá khác nhau về “rung động khắc nghiệt”. Khi đó vùng có “giới hạn khắc nghiệt” nghiêm ngặt hơn sẽ được xem xét áp dụng.

5.6 Đánh giá trên cơ sở thông tin vectơ rung động

Trong tiêu chuẩn này chỉ xem xét đánh giá rung động dải tần rộng mà không xét tới các thành phần tần số hay pha. Do vậy, trong nhiều trường hợp sẽ phù hợp với phép thử nghiệm nghiệm thu và cho mục đích giám sát vận hành. Tuy nhiên, cho mục đích giám sát điều kiện vận hành dài hạn, sử dụng thông tin vectơ rung động là đặc biệt bổ ích để phát hiện và xác định các thay đổi trạng thái động học của máy. Trong một số trường hợp, không thể phát hiện được các thay đổi này nếu chỉ sử dụng các phép đo rung động dải tần rộng (ví dụ: trong TCVN 9229-1 (ISO 10816-1)).

Tần số và pha liên quan đến thông tin rung động ngày càng được sử dụng rộng rãi cho mục đích giám sát và chuẩn đoán. Tuy nhiên, đặc tính kỹ thuật của chuẩn cứ trên nằm ngoài phạm vi của bộ tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816).

Phụ lục A

(Quy định)

Vùng bao ước lượng

Thực tế cho thấy vận tốc rung phản ánh khá đầy đủ các giá trị vùng bao rung động của nhiều kiểu máy và dải tốc độ quay khác nhau. Bởi vậy, đại lượng đánh giá chính được chọn là giá trị hiệu dụng của vận tốc rung dải tần rộng.

CHÚ THÍCH: – Trong nhiều trường hợp, người ta chấp nhận đo rung động bằng các thiết bị đo có thang đọc giá trị đỉnh thay vì giá trị rung động hiệu dụng.

Nếu hình dạng sóng rung động về cơ bản là sóng sin, giữa giá trị đỉnh và giá trị hiệu dụng tồn tại quan hệ đơn giản và các vùng bao trong các bảng có thể được biển diễn bằng các giá trị  “từ không đến đỉnh” bằng cách nhân giá trị hiệu dụng với hệ số  hoặc bằng các giá trị “đỉnh đến đỉnh” – nhân với hệ số . Ví dụ: chia các giá trị rung động “từ không đến đỉnh” đo được cho , và nhận được chuẩn cứ (mức) hiệu dụng trong các Bảng A.1 hoặc Bảng A.2.

Đối với nhiều máy, rung động vượt trội thường xuất hiện tại tần số trục quay động cơ, và đối với máy bơm – đôi khi tại tần số cắt của cánh bơm. Khi đó, đo giá trị rung động “đỉnh” thay vì các giá trị hiệu dụng, có thể thiết lập được các bảng tương đương các Bảng A.1 và Bảng A.2. Nhân trị số vùng bao trong các bảng đã cho với hệ số  có thể tạo ra các bảng tương đương để đánh giá rung động khắc nghiệt “đỉnh” đối với trường hợp chỉ hiện diện có một tần số.

Như đã biết, nếu chỉ xem xét giá trị vận tốc rung riêng rẽ mà không quan tâm đến tần số có thể nảy sinh độ chuyển dịch lớn không chấp nhận được. Ví dụ: trường hợp đối với máy có tốc độ quay thấp, khi thành phần rung động một lần trên một vòng là chủ đạo. Tương tự, chuẩn mức vận tốc không đổi đối với máy có tốc độ quay cao, hoặc có năng lượng rung động đủ lớn trong dải tần số cao có thể dẫn đến trị số gia tốc cao. Một cách lý tưởng, chuẩn mức đánh giá chấp nhận cần phải dựa trên độ chuyển dịch, vận tốc và gia tốc rung động tùy thuộc vào dải tốc độ vận hành và kiểu máy. Tuy nhiên, hiện nay các giá trị vùng bao rung động chỉ được đưa ra dưới dạng vận tốc và độ chuyển dịch, trình bày trong Bảng A.1 và Bảng A.2 cho các nhóm máy tương ứng trong các phần của tiêu chuẩn TCVN 9229 (ISO 10816).

Các giới hạn áp dụng cho giá trị hiệu dụng dải tần rộng đối với vận tốc rung động và độ chuyển dịch ở dải tần số từ 10 Hz đến 1000 Hz, hoặc đối với máy có tốc độ thấp hơn 600 r/min – từ 2 Hz đến 1000 Hz. Trong hầu hết các trường hợp, chỉ cần đo mỗi vận tốc rung động là đủ. Nếu phổ rung động được xem xét chứa các thành phần tần số thấp, khi đánh giá cần phải dựa trên các phép đo dải tần rộng đối với vận tốc rung động và độ chuyển dịch.

Máy thuộc tất cả các nhóm có thể được lắp đặt trên bệ/giá đỡ cứng vững hay giá đỡ đàn hồi. Đối với cả 2 loại, các giá trị vùng ước lượng khác nhau cho trong các Bảng A.1 và Bảng A.2. Hướng dẫn phân loại giá đỡ trình bày trong điều 4.

Bảng A.1 – Phân loại vùng ước lượng rung động khắc nghiệt đối với máy

Nhóm 1: Máy có công suất trên 300 kW và không lớn hơn 50 MW;

Máy điện với chiều cao tâm trục H ³ 315 mm

Bảng A.2 – Phân loại vùng ước lượng rung động khắc nghiệt đối với máy

Nhóm 2: Máy trung bình và công suất danh định trên 15 kW đến và bằng 300 kW,

Máy điện có chiều cao tâm trục 160 mm £ H < 315 mm

CHÚ THÍCH 1:

– Trị số cho trong các bảng trên áp dụng cho các phép đo rung động hướng tâm trên tất cả các loại ổ lăn, bệ/giá đỡ ổ lăn, và gối đỡ ổ lăn đối với rung động dọc trục ở điều kiện vận hành ổn định xác lập với tốc độ quay danh định hoặc trong vùng tốc độ cho trước. Không áp dụng khi máy làm việc ở chế độ quá tải nhất thời (khi đặt tải hay vận tốc thay đổi).

CHÚ THÍCH 2:

– Có thể sử dụng các trị số cao hơn đối với các máy đặc biệt hay giá đỡ và điều kiện vận hành đặc thù. Tất cả các trường hợp này là đối tượng thỏa thuận giữa nhà chế tạo và khách hàng.

CHÚ THÍCH 3:

– Hiện nay, trong thực tiễn thường không giám sát trị số gia tốc rung của các máy này. Thông tin về các giá trị gia tốc sẽ được hoan nghênh và kết nối thông qua các hội đồng tiêu chuẩn quốc gia ở nước sở tại tới ban thư ký của ISO/TC 108/SC 2.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Quy trình đo và điều kiện vận hành

3.1 Khái quát chung

3.2 Thiết bị đo

3.3 Vị trí đo

3.4 Giám sát liên tục và không liên tục

3.5 Điều kiện vận hành

4 Phân loại máy

4.1 Khái quát chung

4.2 Phân loại theo kiểu máy, cỡ công suất hoặc chiều cao tâm trục

4.3 Phân loại theo độ đàn hồI bệ/giá đỡ

5 Đánh giá

5.1 Khái quát chung

5.2 Chuẩn mực I: Độ lớn rung động

5.3 Chuẩn mực II: Sự thay đổi độ lớn rung động

5.4 Giới hạn vận hành

5.5 Chuẩn cứ/Quy trình bổ sung

5.6 Đánh giá trên cơ sở thông tin vectơ rung động

Phụ lục A (Quy định) Vùng bao ước lượng