Нормы вибрации электродвигателя по ГОСТ Р ИСО 10816-3: таблица зон A–D

Для электродвигателей мощностью более 15 кВт вибрацию оценивают по ГОСТ Р ИСО 10816-3: измеряют среднее квадратическое значение (СКЗ) виброскорости на подшипниковых опорах в полосе 10–1000 Гц и сравнивают с границами зон A, B, C, D. Для двигателей 15–300 кВт на жёстком основании это 1,4 / 2,8 / 4,5 мм/с, для двигателей мощнее 300 кВт — 2,3 / 4,5 / 7,1 мм/с. Ниже полные таблицы стандарта и порядок их применения.

К какой группе относится ваш двигатель

ГОСТ Р ИСО 10816-3-99 распространяется на машины мощностью более 15 кВт со скоростью вращения от 120 до 15 000 об/мин: электродвигатели, насосы (кроме поршневых), вентиляторы, компрессоры с вращательным движением, генераторы. Для электрических машин группу определяют по мощности или по высоте оси вращения вала H:

Группа	Мощность	Высота оси вращения	Типичные подшипники
1	более 300 кВт (до 50 МВт)	выше 315 мм	скольжения
2	15–300 кВт	160–315 мм	качения, скорость более 600 об/мин

Высота оси H — расстояние от оси вала до плоскости основания машины. Для вертикальных машин её определяют так, как если бы машина стояла горизонтально.

Жёсткая или податливая опора

Опору считают жёсткой в направлении измерения, если первая собственная частота системы «опора — машина» выше основной частоты возбуждения (обычно частоты вращения ротора) хотя бы на 25 %. Все остальные опоры — податливые. Крупные и средние электродвигатели с низкой частотой вращения обычно стоят на жёстких опорах; турбогенераторы, крупные компрессоры и вертикальные машины — чаще на податливых. Одна и та же опора может быть жёсткой в вертикальном направлении и податливой в горизонтальном: тогда каждое направление оценивают по своей таблице.

Таблицы границ зон

Значения — среднее квадратическое в широкой полосе 10–1000 Гц (для машин со скоростью ниже 600 об/мин — 2–1000 Гц).

Группа 1 — машины более 300 кВт, электрические машины с высотой оси выше 315 мм (таблица A.1):

Опора	Граница	Виброперемещение, мкм	Виброскорость, мм/с
Жёсткая	A/B	29	2,3
	B/C	57	4,5
	C/D	90	7,1
Податливая	A/B	45	3,5
	B/C	90	7,1
	C/D	140	11,0

Группа 2 — машины 15–300 кВт, электрические машины с высотой оси 160–315 мм (таблица A.2):

Опора	Граница	Виброперемещение, мкм	Виброскорость, мм/с
Жёсткая	A/B	22	1,4
	B/C	45	2,8
	C/D	71	4,5
Податливая	A/B	37	2,3
	B/C	71	4,5
	C/D	113	7,1

Для центробежных насосов мощнее 15 кВт стандарт даёт отдельные таблицы: группа 3 (с раздельным приводом) — те же границы виброскорости, что у группы 1; группа 4 (со встроенным приводом) — те же, что у группы 2.

Что означают зоны

Зона	Состояние
A	Вибрация новых машин, вводимых в эксплуатацию
B	Машина пригодна для эксплуатации без ограничения сроков
C	Машина непригодна для длительной непрерывной работы; может работать ограниченное время до ремонта
D	Вибрация может вызвать серьёзные повреждения машины

Стандарт оговаривает, что эти границы не предназначены для приёмки новой продукции: условия приёмки согласуют изготовитель и потребитель.

Как правильно измерить

1. Двигатель — в установившемся режиме: номинальная скорость и нагрузка, подшипники прогреты до рабочей температуры.
2. Датчик — на крышке или корпусе каждого подшипника, в двух взаимно перпендикулярных радиальных направлениях (для горизонтальной машины обычно горизонтально и вертикально). Осевое направление — при периодических обходах.
3. Для оценки берут максимальное из измеренных значений по всем точкам и направлениям.
4. Если вибрация выше нормы, проверьте фон: измерьте вибрацию на остановленной машине. Если она больше 25 % от вибрации работающей машины, результат нужно корректировать на влияние соседнего оборудования.
5. Прибор должен показывать СКЗ. Если он показывает пиковое значение, а вибрация близка к синусоиде, пик делят на √2 (≈1,41).

Пример

Двигатель насоса: 75 кВт, высота оси 225 мм, стоит на массивной раме — группа 2, жёсткая опора. Максимум по точкам — 3,2 мм/с. Это зона C (2,8–4,5 мм/с): двигатель может работать ограниченное время, ремонт нужно планировать. Чтобы понять, что именно ремонтировать — дисбаланс, несоосность, подшипник или ослабление крепления, нужен спектральный анализ: см. статью «Как читать спектр FFT».

Предупреждение и останов

• Изменение вибрации. Рост или снижение широкополосной вибрации больше чем на 25 % от верхней границы зоны B считают значительным, даже если зона C ещё не достигнута. Причину нужно выяснить.
• ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Рекомендуется устанавливать выше базовой линии конкретной машины на 25 % от верхней границы зоны B и не выше 1,25 этой границы.
• ОСТАНОВ. Обычно в пределах зон C или D, но не выше 1,25 верхней границы зоны C.

Ограничения стандарта

• Не распространяется на двигатели мощностью до 15 кВт, погружные электронасосы, поршневые машины, стационарные паротурбинные агрегаты более 0,5 МВт, машины гидро- и насосных электростанций.
• Оценивает только общий уровень вибрации в широкой полосе; не предназначен для диагностики зубчатых передач и подшипников качения.
• Международный стандарт ISO 10816-3 заменён серией ISO 20816. Проверьте, какая редакция действует на вашем предприятии.

Чем измерять

Для периодических обходов подходит ультразвуковой детектор SDT340 с вибрационным каналом 10 Гц – 10 кГц: он измеряет вибрацию и одновременно ультразвук подшипника. Для постоянного контроля без прокладки кабелей — беспроводные датчики Wi-care, подробнее в статье «Беспроводной вибромониторинг». KEG TRK поставляет приборы в Казахстане и помогает выстроить программу контроля. Цена по запросу.

Источники

• ГОСТ Р ИСО 10816-3-99 «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 3. Промышленные машины номинальной мощностью более 15 кВт и номинальной скоростью от 120 до 15000 мин⁻¹» (аутентичный текст ISO 10816-3:1998), разделы 1, 3–5 и приложение A.