GB/T2888一91
風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法
代替GB2888-82
Methodsofnoisemeasurementforfans,
blowerscompressorsandRootsblowers
1 主題內容與適用范圍
本標準規(guī)定了A聲級和聲壓級的噪聲測量方法,同時也規(guī)定了聲功率級的噪聲測量方法。
本標準適用于一般型式的通風機、透平鼓風機、透平壓縮機(以下簡稱風機)和羅茨鼓風機的噪聲測
量。
2 弓!用標準
GB1236通風機空氣動力性能試驗方法
GB3947聲學名詞術語
GB10178 通風機現場試驗
JB3165離心和軸流式鼓風機壓縮機熱力性能試驗
ZBJ72031 一般用途羅茨鼓風機性能試驗方法
3 術語、符號、代號
3.1 A聲級
用聲級計或用與此等效的測量儀器,經過A計權網絡指出的噪聲級稱為A聲級,用t、表示。單位
為分貝,單位符號dB,本標準為明確以A特性計權用dB(A)表示。
32 聲源
風機及羅茨鼓風機機殼、進氣日、出氣日等產生的噪聲源,其具體聲源部位如下:
a. 敞開于大氣無外接管道的通風機進氣[1(圖1);
注:買 標準聲源。
國家技術監(jiān)餐局1991一們一06批準 1992一08一01實施
Gs/T2888一91
b. 敞開于大氣無外接管道的通風機出氣口(圖2);
c. 進氣 口和出氣 口均接管道的通風機機殼(圖3);
圖 3
d.透平鼓風機和透平壓縮機機殼(圖4);
珍 曰
e. 羅茨鼓風機機亮(圖5、圖6)。 ! 圖4
Gs/T2888一91
圖 5
圖6
3.3 標準聲源
在測量頻率范圍內輸出非常穩(wěn)定,具有良好的全指向性并在消聲室或混響室校正了的聲源為標準
聲源。
3.4 標準長度
噪聲測點到聲源點的距離,測量風機進、出氣口噪聲時,當葉輪直徑小于或等于1m時,取標準長
度為Im;當葉輪直徑大于1m時,取標準長度等于葉輪直徑。標準長度用L表示。
測量風機和羅茨鼓風機機殼噪聲時,標準長度取1m,
3.5 測量值
對聲級計的讀數作了背景噪聲修正后的值。
3.6 假定聲源表面
包括聲源在內,以地面結束的最一{假定長方體表面。風機及羅茨鼓風機的主體視為聲源的凸起物,
全部包括在內。
3.2 半自由場
可設置聲源,有一個反射面的聲場。
4 測f項 目
在規(guī)定的運轉條件下,測量風機及羅茨鼓風機周圍的A聲級及頗帶聲壓級。
GB/T2888一91
5 測f條件
5.,測t環(huán)境
5.1門 測量場所
測量場所,應盡量選用除地面外無反射條件的場所,且應使測量的風機及羅茨鼓風機處于運轉狀
態(tài),測點至聲源點間的距離為1倍和2倍標準長度時,其A聲級的差值應不小于5dB(A).
如不能滿足上述條件時,測量場所狀態(tài)(室內尺寸、裝置尺寸、配置、聲場測量結果)應作記錄
5.1.2 背景噪聲
測量地點應避免背景噪聲影響,背景A聲級和倍頻帶聲壓級應比被測機器至少低10dB。當二者差
值在4^-9dB時,應按表 1修正。
表 1
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司,位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn),近年來,錦工致力于新產品的研發(fā),新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機,贏得了市場好評和認可。
羅茨風機是大型旋轉型工業(yè)設備,轉軸是其核心部件,由于轉速高,負荷大,是故障易發(fā)區(qū)。一旦發(fā)生故障,將危及設備和附近工作人員的安全,并造成羅茨鼓風機損毀及整個生產流程的中斷,帶來巨大的經濟損失。
振動是轉軸故障的主要表現形式,在其故障發(fā)生初期,即可出現振動異常的情況。因此設置在線監(jiān)測系統,對軸振動進行24小時監(jiān)測,可及時發(fā)現故障,避免重大事故發(fā)生,減小事故危害性。
要保證監(jiān)測系統的正常、高效的工作,檢測點的正確設置就顯得非常重要。 選擇最佳的測量點,并選用合適的測振動的傳感器,才能夠獲取充足、可靠地設備運行狀態(tài)信息,對轉軸的運行狀態(tài)進行正確判斷。如果所得的檢測信號不真實、不典型,或不能客觀的、充分的顯示設備的實際狀態(tài),那么整個監(jiān)測系統的運行的可靠性將無法保證。
2振動的特征和測量部位
高爐羅茨風機是大型旋轉型機械設備,它具有轉速高、轉速恒定、負荷相對平穩(wěn)等特征,其轉軸的振動具有以下特征:1.機組軸系只有兩種轉速,即低速軸系的電動機轉速,和高速軸系的羅茨鼓風機轉速,因此振動分析針對這兩個軸系即可;2.羅茨風機是一種透平機械,它的工作介質為空氣,正常工作時載荷平穩(wěn),因此正常工作狀態(tài)下沖擊振動較少;3.羅茨風機屬于大功率設備,設備龐大,因此機組發(fā)生故障時,振動會表現出極強的非線性特征,一些振動故障用線性分析理論難于解釋;4.羅茨風機振動受高爐工況影響較大,高爐工況波動較大時,會造成風機機組劇烈振動,甚至引發(fā)設備故障;5.由于工作轉速在第一臨界轉速以上,當一些自激頻率接近機組固有頻率,會引起機組的自激振動。
轉軸的線性振動數學模型為:
式中 k —— 整個支座的剛度系數,N/m;
c —— 系統阻尼, N/(m/s);
m —— 轉子質量,kg。
這是一個二階常系數線性非齊次微分方程,其解由通解和特解兩項組成,即:
式中 (1)為通解,對應衰減自由振動。
?。?)為特解,對應穩(wěn)態(tài)強迫振動。
衰減自由振動隨時間推移迅速消失,而強迫振動則不受阻尼影響,是一種振動頻率和激振力同頻的振動。
風機機組的振動頻率與轉軸轉動頻率的關系十分密切,因此轉動頻率是設備故障診斷中很重要的一個參數。機組發(fā)生故障時,根據振動頻率的高低,可以粗略地判斷出故障的部位。
能造成機組轉軸振動失穩(wěn)的因素很多,如動壓軸承失穩(wěn)、密封失穩(wěn)、動靜摩擦失穩(wěn)等,失穩(wěn)具有突發(fā)性,往往會帶來嚴重危害。機組的穩(wěn)定性在很大程度上決定于滑動軸承的剛度和阻尼。當系統具有正阻尼時,對振動具有抑制作用,振動會逐漸減弱;當系統具有負阻尼時,則具有激振作用;系統阻尼為零時,系統處于穩(wěn)定臨界狀態(tài)。
為保證盡早發(fā)現故障跡象,盡量避免故障停機造成的經濟損失,必須正確選擇測量部位,以獲得客觀、真實、充分的檢測信息。
通過對風機系統的構成,工作特性的分析,故障易發(fā)區(qū)及故障表現形式的分析,可將風機轉軸、變速箱、電動機轉自轉軸確定為重點監(jiān)測部位。
3測量點的確定
當設備發(fā)生故障時,其往往以一定的狀態(tài)表現出來,而這些狀態(tài)又包含在特定的信號中,對設備進行狀態(tài)監(jiān)測主要是通過獲取這些信號然后進行分析,從而確定設備的故障。而要正確及時的獲取這些信息,必須通過安裝在測量點的傳感器來完成,因此測量點選擇的正確與否,傳感器的選擇是否合適,關系到能否對設備故障做出正確的診斷。
確定測量點數量及方向時考慮了以下幾方面:(1)應是設備振動的敏感點;(2)能對設備振動狀態(tài)做出全面的描述;(3)應是離機械設備核心部位最近的關鍵點;(4)應是容易產生劣化現象的易損點;(5)不能對設備的原工作狀態(tài)產生影響。
經過對監(jiān)測要求、設備結構、安裝維修等方面的考慮,確定測量點分布如圖所示,對于高爐羅茨風機組,可以在風機轉子軸徑部位安裝電渦流傳感器,測量轉子的軸振動;在電機側安裝鍵相傳感器,測量轉速;在變速箱、主電動機的軸承座部位安裝加速度傳感器,測量這些部位的振動加速度。
測軸振動是在一個平面內相互垂直的兩個方向分別安裝的兩個渦流傳感器,測轉速的鍵相傳感器也是渦流傳感器,在電機的轉軸上開出健相槽即可。
溫度、油壓等相關工藝參數的測量,風機制造廠家在出廠前已經設計安裝好,無需另外設置。
渦流傳感器選用美國本特利公司的3300 XL傳感器(8mm 電渦流探頭),加速度傳感器選用美國PCB公司的產品,型號為608A11。將設備的振動信號檢測出來后,經過抗干擾的延伸電纜,將信號傳送至信號調理儀進行后續(xù)處理。
4結論
妥善設置各檢測點,建立羅茨鼓風機在線監(jiān)測系統,以達到監(jiān)測設備運行,減少故障的目的。其所得各項數據信息,還可進一步傳遞到工控機,建立在線故障診斷系統,以達到了解設備的運行狀態(tài)、預知故障、杜絕事故、延長設備運行周期、縮短維修時間、最大限度的發(fā)揮設備的生產潛力,節(jié)約成本的目的。
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