旋转机械振动标准
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机械振动标准
一、轴承座振动
轴承座振动，又称为轴承振动或瓦振，它是以轴承座垂直、水平和轴向三个方向中的最大振动为评定依据，测点布置如图30所示。振动位移和振动烈度是轴承座振动监测所主要采用的两个尺度。
1、轴承座振动位移
《电力工业技术管理法规》中给出的汽轮发电机组轴承振动标准。 汽轮发电机组轴承振动标准（单位：μm） 汽轮发电机组转速 优 良 合格
1500 rpm 30 50 70
3000 rpm 20 30 50
轴承座振动测量方向和位置 2、轴承振动烈度 表4 大型旋转机械振动烈度评定等级GB11347.1—89 振动烈度 支 承 类 别
Vms（mm/s） 刚 性 支 承 柔 性 支 承
0.46
A A 0.71
1.12
1.8 2.8 B 4.6 B 7.1 C 11.2 C 18.0
D 28.0
D 46.0 71.0
振动评定区域分界定义
区域A 新投产机组的振动应在此区域内。 区域B 振动在此区域内的机组通常认为是合格的，可以长期运行。
区域C 振动在此区域内的机组不适宜长期连续运行。一般来说，该机器可在这种状态下运行有限时间，直到有采取补救行动的合适时机为止。 区域D 振动在此区域内，通常认为其剧烈程度足以引起机组破坏。
功率＞50MW陆地安装的大型汽轮发电机组
区域边界 轴转速（r/min） 1500或1800 3000或3600
振动速度 （mm/s,rms） 区域A/区域B 2.8 3.8 区域B/区域C 5.3 7.5
区域C/区域D 8.5 11.8 功率＞300KW并且＜50MW的大型机组；转轴高度H≥315mm的电机 支承类型 区域边界 位移有效值 μm 速度有效值 mm/s 刚性 A/B 29 2.3
B/C 57 4.5 C/D 90 7.1 柔性 A/B 45 3.5
B/C 90 7.1 C/D 140 11.0 功率＞15KW并且≤300KW的大型机组；转轴高度160mm≤H＜315mm的电机 支承类型 区域边界 位移有效值 μm 速度有效值 mm/s
刚性 A/B 22 1.4 B/C 45 2.8 C/D 71 4.5 柔性 A/B 37 2.3
B/C 71 4.5 C/D 113 7.1 燃气轮机（功率＞3MW）－轴承座和支架振动速度 轴的转速 rpm 区 域
A/B B/C C/D 3000－20000 4.5 9.3 14.7
二、转轴振动标准
对于额定转速从1000rpm～30000rpm具有滑动轴承的耦合工业机器，如：蒸汽轮机、涡轮压缩机、涡轮泵、透平发电机组、涡轮风机、电力驱动装置及相关联的齿轮变速装置，ISO7919制定的转轴相对振动标准为：
区域边界A/B nS/4800pp
区域边界B/C nS/9000pp （16）
区域边界C/D nS/13200pp
式中n为旋转速度（每分钟转速，r/min）。
图为耦合的工业机器运行转速与最大相对位移推荐值关系图 图给出了根据上式绘出的不同转速下的振动标准区域。具有滑动轴承、额定功率大于3MW、额定转速从3000rpm到30000rpm的燃气轮机组（包括带有齿轮箱的燃气轮机机组）振动标准与此相同。该标准不适用于电站输出功率大于50MW的陆地安装的大型汽轮发电机组和输出功率大于等于1MW的水轮动力机组及泵。 2.6.8.8 用经过平稳的转子所装配的机器在其最高连续转速或规定的运转转速范围内的其它任何转速下机组进行机械运转试验时，在靠近和相对每个径向轴承的任意平面上所测得的未滤波的峰—峰振幅不应超过下列值或25μm（1mil）,取两者之中的较小值。 在国际单位制单位中：
厂局域网
信号来源
现场机组 现场监测站 现场浏览站 机动处浏览站 厂长浏览站 服务器
BENTLY3500
CO压缩机 BENTLY3500
CO2压缩机
三、有关振动的常用术语
1. 机械振动
机械振动是物体相对于平衡位置所作的的往复运动。通常用振动的基本参
数、即所谓的“振动三要素” — 振幅、频率、相位加以描述。
例如，机器箱体的颤动、管线的抖动、叶片的摆动等都属于机械振动。 2. 涡动、进动、正进动、反进动、弓状回转
涡动是转动物体相对于平衡位置所作的旋转运动。
旋转机械转子的实际运动状态是，一方面绕着本身的轴线旋转（自转），另
一方面整个轴线又绕着某一平衡位置同时在做旋转运动（公转）。转子实际上是
做旋转状的涡动，并不是往复状的机械振动。由于这种涡动在径向上所测得的振
幅、频率、相位在数值上与机械振动相同，因此可以沿用机械振动的许多成熟的
理论、方法，所以旋转机械转子的涡动通常仍然称作振动。但是，在研究大机组
转子的振动时，不应该忘记转子的振动实际上是涡动的这一基本特点。
由于转子是在自转的同时、进一步在作公转，所以涡动也称为进动。
正进动是指涡动方向与转子旋转方向相同的涡动。
反进动是指涡动方向与转子旋转方向相反的涡动。
由于不平衡等其它力矩的作用，旋转状态下挠性转子的轴线并非是直线，而
是呈弓状弯曲的形状，因此转子的涡动又被形象地称作弓状回转。 3. 振动的基本参数—振幅、频率、相位
a）振幅
振幅是物体动态运动或振动的幅度。它是振动强度和能量水平的标志，也是
评判机器运转状态优劣的一个主要指标。
振幅的量值可以表示为峰－峰值（P－P）、单峰值（0－P）、有效值（rms）
或平均值（Average）。峰－峰值是整个振动历程的最大值，即正峰与负峰之间的
差值；单峰值是正
峰或负峰的最大
值；有效值即均方
根值。只有在纯正
弦波的情况下，单
峰值等于峰－峰值
的1/2，
有效值等于峰值的0.707倍，平均值等于峰值的0.637倍；平均值在振动测量中很少使用。
振幅分别采用振动的位移、速度或加速度值加以描述、度量，三者可以通过
微分或积分进行换算。在振动测量中，除特别注明外，振动位移的量值为峰－峰
值，单位是微米[μm]或密耳[mil]；振动速度的量值为有效值，单位是毫米/秒[mm/s]
或英寸/秒[ips]；振动加速度的量值是单峰值，单位是重力加速度[g]。一般认为，
在低频范围内，振动强度与位移成正比；在中频范围内，振动强度与速度成正比；
在高频范围内，振动强度与加速度成正比。也可以认为，振动位移具体地反映了
动、静间隙的变化，振动速度反映了能量的大小，振动加速度反映了冲击力的大
小。所以，在工厂的实际应用中，大机组转子相对于轴承的振动用振动位移的峰
－峰值表示，大机组轴承箱及缸体、中小型机泵的振动一般用振动速度的有效值
表示，某些滚动轴承及齿轮的振动用振动加速度表示。
振动烈度是我国及国际振动标准的通用术语，是描述一台机器振动状态的特
征量，无论各标准对振动测量及评定方法做了怎样的规定，几乎都用振动速度的
均方根值进行度量（大机组除外）。因此，对一般转动设备，只有振动速度才有
振动标准可参照，才能对机器运转状态的优劣进行评定。
右图为中
石化旋转机械
振动标准SHS 01003-2004关
于机器振动烈
度的评定等级
表。其它我国
及国际振动标
准关于机器振
动烈度的评定
等级也大致如
此。其中，根
据输出功率、
机器－支承系
统的刚性等将
旋转机械分为如下4类：
Ⅰ—小型转机，如15 kW以下的电机；
Ⅱ—安装在刚性基础上的中型转机，功率在300 kW以下；
Ⅲ—大型转机，机器－支承系统为刚性支承状态；
Ⅳ—大型转机，机器－支承系统为挠性支承状态。
当支座的固有频率大于转子轴承系统的固有频率时，机器－支承系统为刚性
支承状态；当支座的固有频率小于转子轴承系统的固有频率时，机器－支承系统
为挠性支承状态。
对大机组而言，没有权威的振动评定等级标准，但根据权威的API标准规
定，转子振动位移的峰－峰值不应超过A 值（A=25.4√12000/N，N为最大连续
工作转速）或25.4μm，取二者之中的较小值。 b) 频率
周期T是物体完成一个振动过程所需要的时间，单位是秒 [s] 。例如一个
单摆，它的周期就是重锤从左运动到右，再从右运动回左边起点所需要的时间。
频率f是物体每秒钟振动的次数，单位是赫兹 [Hz] 。频率是振动特性的标
志，是分析振动原因的重要依据。频率与周期互为倒数，f＝1 / T。
各种不同类型的故障所引起的振动都有各自的特征频率。例如，转子动不平
衡的振动频率是工频，齿式联轴器（带中间齿套）不对中的振动频率是二倍频，
油膜涡动的振动频率是0.5倍频，等等。通过对振动频率成分的查找，可以探索
构成振动激振力的来源，有助于对机器进行故障类型的判别。
但是反过来，某种振动频率可能和多种类型的故障有关联。例如，动不平衡
的特征频率是工频，但不能说工频高就是发生了动不平衡，因为某些轴承及对中
不良等的振动频率也是工频。因此，振动频率和振动故障的对应关系并不是唯一
的。为了得到正确的诊断结论，需要对各种振动信息进行综合分析。
对旋转机械而言，转子的转速N、角速度ω都可以看作频率，称为旋转频率、
转速频率，或N、ω、f不分，都直接简称为频率，相互换算关系为：f = N /60
＝ω/2π，其中转速N为转/分钟[r/min]，角速度ω为弧度/秒[rad/s]；振动频
率也可以用转速频率的倍数来表示，如一倍频（1X）、二倍频（2X）、半频
（0.5X）、„、等。
对于旋转机械的振动来说，一般存在下述令人感兴趣的频率：①转子的旋转
频率；②各种振动分量的频率；③转子的临界转速；④机器自身和基础或其它附
着物的固有频率。 c) 相位
相位是指两个振动要素在时间或空间上的相差。相位的度量单位为度〔°〕。
在大机组的在线状态监测中，具体测得的相位是指转子各选频振动信号（如
一倍频等）与轴上固定标志（如键相器）之间的相位差。
