化工机械强度与振动

第三章.石油化工旋转机械振动标准（SHS01003-2004）1总则1.1主题容与适用围1.1.1本标准规定了石油化工旋转机械振动评定的现场测量方法（包括测量参数、测量仪器、测点布置、测试技术要求、机器分类等）及评定准则。

石油化工旋转机械振动分析的现场测量方法应满足本标准的规定但不仅限于此。

1.1.2本标准适用的设备包括电动机、发电机、蒸汽轮机、烟气轮机、燃气轮机、离心压缩机、离心泵和风机等类旋转机械。

按照本标准规定的方法进行测试得到的振动数据，可作为设备状态评定和设备验收的依据。

经买卖双方协商认可，亦可采用制造厂标准或其他标准。

1.1.3本标准不适用于主要工作部件为往复运动的原动机及其传动装置。

本标准也不适用于振动环境中的旋转机械的振动测量。

振动环境是指环境传输的振动值大于运行振动值1/3的情况。

1.1.4未能纳入本标准围的其他旋转机械，暂按设备出厂标准进行检验和运行。

1.2编写修订依据GB/T 6075.1-1999 在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第1部分：总则GB/T 6075.3-2001 在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第3部分：额定功率大于15kw、额定转速在120~15000r/min之间的现场测量的工业机器GB 11348.1-1999 旋转机械转轴径向振动的测量和评定第一部分：总则1.3本标准提供两种振动评定方法，即机壳表面振动及轴振动的评定方法。

在机壳表面，例如轴承部位测得的振动是机器部应力或运动状态的一种反映。

现场应用的多数机泵设备（电动机、各种油泵、水泵等），由机壳表面测得的振动速度，可为实际遇到的大多数情况提供与实践经验相一致的可信评定。

汽轮机、离心压缩机等大型旋转机械（如炼油催化三机、化肥五大机组、乙烯三大机组和空分装置的空压机等）通常含有挠性转子轴系，在固定构件上（如轴承座）测得的振动响应不足以表征机器的运转状态，对这类设备必须测量轴振动，根据实际需要，结合固定构件上的振动情况评定设备的振动状态。

化工机泵振动值标准
一、振动频率
振动频率是衡量设备振动速度的指标。

一般来说，化工机泵的振动频率在每分钟数赫兹到数百赫兹之间。

根据设备类型、工作条件和运行环境的不同，振动频率会有所差异。

二、振动幅度
振动幅度是衡量设备振动强度的指标。

对于化工机泵而言，振动幅度通常以毫米（mm）为单位进行测量。

一般来说，正常运行的机泵其振动幅度应在0.05mm以下，而当振动幅度超过0.1mm时，则认为设备存在故障或问题。

三、振动方向
振动方向是指设备振动的方向。

对于化工机泵而言，其振动方向通常包括垂直、水平和轴向三个方向。

在检测和评估机泵的振动值时，需要对这三个方向进行测量和分析，以确定是否存在异常或问题。

四、振动速度
振动速度是描述设备振动快慢的指标。

一般来说，化工机泵的振动速度在每秒数毫米到数百毫米之间。

振动速度与振动频率相关，也与设备的工作条件和运行环境有关。

在评估机泵的性能和状态时，需要同时考虑振动速度和振动频率。

五、振动加速度
振动加速度是描述设备振动加速度的指标。

对于化工机
泵而言，其振动加速度通常以重力加速度（g）为单位进行测量。

一般来说，正常运行的机泵其振动加速度应在0.1g以下，而当振动加速度超过0.2g时，则认为设备存在故障或问题。

解析化工机械设备振动控制技术及其应用摘要：化工机械设备是化工产业在生产过程中所涉及的机械与设备的统称，化工机械通常用于原材料的处理、化学反应、反应物分离等。

当前化工领域主要有石油和医药等，机械设备在其中都具有重大作用，也可以说机械设备的运作质量一定程度上决定了化工生产质量。

但化工机械设备在运作期间也可能受到其他因素影响，这些因素都可能导致设备出现异常或故障问题，而化工生产的设备故障往往会带来严重的经济损失和安全问题，甚至造成大规模的严重性安全事故。

因此，针对化工机械设备加强管理力度，并做好维修保养具有重大作用，不仅能保证化工生产的稳定性，同时也能为其经济效益带来保障。

鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对化工机械设备振动控制技术及其应用提出了一些建议，以供参考。

关键词：化工机械设备；振动控制技术；应用策略引言由于受到多方面因素的影响，化工机械设备在运行过程中出现振动情况，对机械设备生产工作产生影响，可能会造成机械设备磨损和损坏，影响机械设备使用寿命。

因此，面对化工机械设备的振动问题，应采取相应的控制技术，做好振动消除和减弱工作。

在具体的振动控制中，选择合适的机械设备，有效消除振动源，做好防振设备安装工作，加强基础隔振处理工作，注重机械设备养护和维修工作，保证机械设备正常运行。

1、化学机械设备振动概述振动是某个物理量产生的周期性变化，就是物体在一定范围内出现的反复运动。

如果振动物体是机械零件、机器或者机械结构等，那么此种类型的振动属于机械振动。

化工机械设备出现振动会对机械设备正常作业产生影响，加剧耗、缩短使用寿命。

2、化工机械设备存在的问题（1）基础设计缺乏科学性。

要想保证压缩机的正常稳定运行，就要保证其结构设计的精确度，确保基础振动在要求范围内。

一般压缩机基础质量是不平衡扰力的15~20倍，基础振幅的最大值是200μm，最大的振动速度应为6.3mm/s，同时，需要避免压缩机扰落入基础中。

（2）化工设备日常维护中存在的问题。

化工设备机械基础总结化工设备机械是制造化工产品的重要工具，广泛应用于化工工业生产中。

作为化工工业的基础设施，化工设备机械的性能和质量直接影响到化工产品的生产效果和质量。

本文将从几个方面对化工设备机械的基础知识进行总结，并对相关概念进行解释和说明。

一、化工设备机械的种类和功能化工设备机械包括各种用于化工生产的设备和机器，其种类繁多。

常见的化工设备机械有搅拌设备、加热设备、冷却设备、反应设备等。

这些设备和机械的功能各不相同，但都在化工生产过程中发挥重要的作用。

搅拌设备主要用于将不同的物料混合，以实现化学反应和物理变化。

搅拌设备通常由电动机、涡轮、叶轮等组成，通过搅拌物料来增加反应速率。

加热设备主要用于提供热能给化工反应过程，以促进反应的进行。

加热设备有多种类型，常见的有电加热设备、蒸汽加热设备和燃烧加热设备等。

冷却设备主要用于降低物料或设备的温度，以便进行下一步的处理。

冷却设备有多种类型，常见的有冷却水循环设备、换热器和冷却塔等。

反应设备是化工设备机械中最常见的设备，用于进行化学反应。

反应设备有多种类型，常见的有搅拌式反应釜、管式反应器和固定床反应器等。

二、化工设备机械的工作原理和操作要点化工设备机械的工作原理和操作要点是掌握化工设备机械的关键。

在使用化工设备机械之前，应该了解其工作原理和操作要点，并按照正确的方法进行操作。

化工设备机械的工作原理通常包括质量传递、能量传递和动量传递等过程。

在进行化工反应过程中，通常需要控制反应温度、压力等参数，以保证反应的进行和产品质量。

化工设备机械的操作要点主要包括以下几个方面：确保设备和机械的安全性，保证设备的正常运行，确保产品的质量，节约能源和资源。

操作时应注意设备和机械的维护和保养，及时检修设备和机械的故障。

三、化工设备机械的选型和设计化工设备机械的选型和设计是化工生产的关键环节，涉及到设备和机械的性能、质量和成本等方面。

正确的选型和设计可以提高化工生产的效率和质量。

工程机械相关标准介绍（强度、振动、舒适性）一. 结构强度检测试验物体由于外因（受力、湿度变化等）而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。

在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。

同截面垂直的称为正应力或法向应力，同截面相切的称为剪应力。

应力会随着外力的增加而增长，对于某一种材料，应力的增长是有限度的，超过这一限度，材料就要破坏，即强度要求不合格。

对某种材料来说，应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。

极限应力值要通过材料的力学试验来测定。

将测定的极限应力作适当降低，规定出材料能安全工作的应力最大值，这就是许用应力。

工程结构要想安全使用，在保证结构强度安全系数的前提下，使用时其应力应低于它的许用应力，否则结构材料就有可能发生强度破坏。

材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。

对于组织均匀的脆性材料，应力集中将大大降低构件的强度，这在构件的设计时应特别注意。

在实际测量的时候，不是直接测量测量结构工作状态下关键点的应力值，而是通过测量应变值，通过一定的应力应变关系（本构关系），计算得到相应点的应力值。

强度校核是应力应变测试最基础、最广泛的应用，不同的工程机械产品的强度检验（包括结构件、焊缝、局部应力集中区、均匀应力区、弹性屈曲区）对结构强度安全系数、许用应力，及其工况等都有着严格的国家标准，这些项目的检验是考察工程机械产品质量最基本的要求。

GB/T 6068.3-2005《汽车起重机和轮胎起重机试验规范第3部分：结构试验》、GB/T9141-1998《液压挖掘机结构强度试验方法》等国家标准详细规定了对整机主要结构件的应力位移动特性测试的非破坏性试验的方法。

标准中，针对不同的工程机械产品的动、静态应力应变测试方法布点位置数据分析，做了详细的介绍。

质量检验部门依据该标准，对定型的新产品和重大改装产品进行检验校核，主要测试内容包括：静应力测量，动应力测量，位移测量等，具体测试方法请参看相应的国家标准。

结构强度与振动实验技术报告学院：能源与动力学院姓名：学号：SX1导师：指导教师：沈承同组人员：2015年6月实验一 单自由度系统的动力吸振实验一、实验目的通过对单自由度系统施加动力吸振器，减小其振动量，观察实验现象，灵活掌握动力减振实验方法。

二、实验内容基于二自由度反共振原理设计动力吸振的基本理论，测试单自由度系统的固有频率，了解动力吸振器的设计过程，采用动力吸振器后单自由度系统的减振效果。

三、实验原理所谓吸振就是将原系统的振动能量转移到附加系统，从而使原系统的振动减小。

动力吸振器利用联结在振动系统上的附加质量的动力来实现吸振，即将原振动系统的振动能量转移到附加的弹簧质量振动系统上了。

单式动力吸振器是一个单自由度振动系统，与单自由度振动主系统一起构成二自由度系统，力学模型如右图所示。

主系统质量1m ，刚度1k ，位移1y 。

吸振器质量m ，刚度k ，位移y 。

激扰力为sin F t ω。

系统的运动微分方程如下（无阻尼）：()1112122sin m y k k y k y F t ω++-=()122210m y k y y +-=设其稳态响应为11sin y A t ω=22sin y A t ω=代入得到：()()()2221222121222F k m A k k m k m k ωωω-=+---()()22222121222Fk A k k m k m k ωω=+--- 令111/k m ω=——主系统的固有角频率；222/k m ω=——动力吸振器的固有角频率；1/st F k δ=——主系统的静位移；21/m m μ=——质量比值；上式可以改变为无量纲形式：()()()()()22122222122211/1//1//stA ωωδμωωωωωωμωω-=⎡⎤⎡⎤+---⎣⎦⎣⎦()()()()2222221222111//1//st A δμωωωωωωμωω=⎡⎤⎡⎤+---⎣⎦⎣⎦当单式动力吸振器的固有角频率2ω等于外力的角频率ω时，外力正好等于动力吸振器的弹性恢复力22k A ，此时设备不振动，从而达到了减震的目的。

关键词：转动设备；振动；处理在石油化工行业中，大量机械设备的采用，促进了行业的发展，尤其是转动设备的采用大大提高了生产效率。

在实际运行中，不可避免的由于各种原因导致设备的振动而产生故障，设备的振动幅度与配合间隙相关，间隙越大振动越大，对设备的损伤也越大，很容易造成设备故障，影响设备的正常运行，因此应该做好石油化工转动设备的振动原因和故障分析，从而有针对性的采取解决措施。

1石油化工中主要的转动设备运行问题石油化工设备中，烟机、风机、气压机、空压机、合成机组等是主要的转动设备，也是主要的振动来源。

上述基础一般采用离心式或轴流式压缩机，具有功率大转速高的特点，大多为生产中的主力设备，一旦发生故障停机就会造成生产损失，直接影响企业的经济效益。

随着石油化工行业的不断发展，生产设备的尺寸和重量越来越大，并且在自动控制，故障检测等方面提出了新的要求。

特别是转动设备的振动问题，一直是造成设备故障的主要原因之一，由设备振动造成的故障损坏、能源额外损耗和停产维护是生产成本提高的主要元凶，并且进一步危害到生产安全，威胁到工作人员的身体健康。

2振动产生的原因及分析2.1振动的原因石油化工转动设备的振动是机械振动的一种，是由物体在平衡位置做有规律的往复运动所形成的，是一种常见的物理现象，在机械运行过程中非常常见。

石油化工设备经过长期运行，不可避免的会产生磨损和变形，磨损和变形都会导致不平衡力的作用，从而产生振动，机械振动一般按照一定的规律进行，假如受到外界因素的影响，有可能导致振动失去原有规律，从而造成机械设备的损坏。

此外，机械零件之间的配合不好也会产生振动。

磨损件和正常件对比图如图1。

2.2振动的分析方法通常采用时域分析法对石油化工转动设备的振动进行分析。

时域分析法需要采用专门设备将机械振动转化为波形，通过观察一定时间内的波形变化，分析振动的规律和特点，振动信号的幅度值是指其最大值与最小值之间的差值，当振动幅度之超出标准范围时，还需要对振动的方向进行分析，来确定振动对机械设备的影响程度。

化工厂异常的噪音和振动在化工操作中，一个有经验的操作工，往往会凭借警觉的听力，来辨别异常的噪音和振动，能够从一般的喧闹声中发现那种噪音并检查处理，以防止设备的损坏。

产生噪音的原因有如下几种：1、阀门内部部件腐蚀；2、泵抽空；3、大功率泵低负荷运转；4、离心压缩机喘振；5、换热器隔板破裂；6、烃类在水中闪蒸；7、控制阀尖叫；8、蒸汽管线发生水击。

一、转动设备的异常噪音1．压缩机压缩机的噪音主要由主机的气体动力噪音及辅机的机械噪音组成。

一般平时测得的噪音为84～102dB。

当压缩机开始发生喘振后，将会隔几秒钟定期地放出一个深沉而又吼哮的噪音。

此时，压缩机已处于不稳定状态下运转，转子在轴承间往复滑动，而且压迫止推轴承。

转子这种水平方向的移动不可避免地要损坏压缩机轴封和轴承。

每一次的喘振声表明了转子在轴承间又一次的滑动。

这种喘振的声音越高，转子水平方向的作用就越强，危害性也越大，会导致由轻喘振到压缩机完全自行破坏。

一般来说，一个机器在3000R／min转动要比8000R／min转动更加能抗喘振。

引起喘振的原因和补救办法：①排出压力太高。

把压缩机后冷却器的接受器放空以降低背压，或者把进入后冷却器的冷却水阀门打开。

②抽气速率低。

打开防喘振阀，这就使得放出的气体可以循环回到后压缩机的进气端。

③吸入气体温度高。

多数的装置都备有在压缩机的吸气口的上游注入少量轻的液烃类设施，液体蒸发冷却了吸入压缩机的热气流。

也可以要求上游工序降低进入压缩机的气体温度。

2．泵机泵噪声主要来源于电机，电机噪声由电机本身的电磁振动所发生的电磁性噪声，尾部风扇引起的空气动力性噪声及机械噪音三部分组成。

一般是83～105dB。

泵的异常噪音和振动主要是泵抽空、泵容量太大、泵的气蚀等造成的。

泵抽空：离心泵发出振颤的声音是因为抽空，这说明抽气的压力不足以阻止泵内液体汽化，气泡变形破碎时引起振颤，如果抽空继续下去，泵的轴封、轴瓦和叶轮均要受到损坏。