正航介紹內(nèi)燃發(fā)電機組軸系扭轉(zhuǎn)振動的限值及測量方法

1 范圍

本標準規(guī)定了內(nèi)燃發(fā)電機組軸系扭轉(zhuǎn)振動的允許限值和測量方法的術(shù)語和定義、扭轉(zhuǎn)振動計算、扭轉(zhuǎn)振動的測量、扭振限值等。

本標準適用于由往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的、固定式和移動式的發(fā)電機組軸系。本標準適用于陸用、船用發(fā)電機組，本標準不適用于航空和驅(qū)動陸用車輛、機車的發(fā)電機組。

對特殊用途的內(nèi)燃發(fā)電機組可提出專用要求。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 13436 扭轉(zhuǎn)振動測量儀器技術(shù)要求

3 術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1機組 

包括一臺或數(shù)臺往復(fù)式活塞式連桿機構(gòu)驅(qū)動的機械與從動機的機械裝置的總成。

3.2軸系 shaft system

與一臺機組相連的所有可旋轉(zhuǎn)零部件的總成。

注：在計算扭轉(zhuǎn)振動時，所考慮的是整個軸系。

3.3扭轉(zhuǎn)振動 torsional vibration

旋轉(zhuǎn)軸系的振蕩角變形（扭轉(zhuǎn)角）。

3.4扭振振幅 torsional vibration amplitude

欲考慮的角位置與任意給定基準位置間、在垂直于軸系軸線剖面內(nèi)所測得的角位移。

3.5相對振幅 relative amplitude

軸系中某點振幅與參考點振幅的比值。

3.6固有頻率 natural frequency

可以由各個無阻尼系統(tǒng)運動方程式求得的參數(shù)。

注：通常不必計算阻尼系統(tǒng)的固有頻率。

3.7固有矢量 natural vector

系統(tǒng)在按相應(yīng)固有頻率振動時，其所有剖面對任意選作系統(tǒng)基準剖面（此處振幅定為1）的相對振幅。

3.8彈性曲線 elastic line

各剖面內(nèi)固有矢量振幅的包絡(luò)線。

3.9振動節(jié)點 vibratory node

彈性曲線在相對固有矢量振幅等于零時的位置點。

3.10扭轉(zhuǎn)振動固有模態(tài) natural mode of torsional vibration

用固有頻率及其彈性曲線來表示，以表征各個扭轉(zhuǎn)振動的模態(tài)。

3.11激勵力矩 exciton torque

由往復(fù)式活塞連桿機構(gòu)驅(qū)動的機械或從動機件所產(chǎn)生的、激勵軸系扭轉(zhuǎn)振動周期性扭轉(zhuǎn)力矩。

3.12諧波 harmonic

由激勵力矩分解成一系列正弦項（傅里葉級數(shù)）中的每一項。

3.13振動諧次 vibration

與各諧波相對應(yīng)的每轉(zhuǎn)振蕩的次數(shù)。

3.14共振轉(zhuǎn)速 resonance speed

整個軸系產(chǎn)生共振時的轉(zhuǎn)速（此時一個振動模態(tài)的固有頻率等于激勵力矩的諧波頻率）。

3.15綜合扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 synthesized torsional stress

在軸系給定剖面上由各激勵力矩的諧波所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的總和，其中計及各諧波所產(chǎn)生應(yīng)力的幅值和相位。

注：在表達綜合扭轉(zhuǎn)應(yīng)力時，不使用平均力矩。

3.16附加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 additional torsional stress

在所考慮的軸系給定剖面處，由給定諧波扭轉(zhuǎn)振動所產(chǎn)生的、疊加在平均傳遞扭矩扭轉(zhuǎn)應(yīng)力上的應(yīng)力。

4 扭轉(zhuǎn)振動計算

4.1 概述

已知軸系的動態(tài)特征，可以計算：

a）固有頻率和振型；

b）軸系的激勵響應(yīng)。

經(jīng)協(xié)議預(yù)先同意，使用經(jīng)有關(guān)各方同意的常規(guī)方法進行固有頻率和振型計算。必要時也可以根據(jù)客

戶要求進行軸系的激勵響應(yīng)計算。

4.2 計算方法

4.2.1 自由振動

計算無阻尼軸系線性方程組的特征值（固有頻率）和特征向量（固有矢量）。

4.2.2 強迫振動

求軸系一側(cè)為發(fā)動機激勵力矩，和必要時還有其他零部件不可忽略的激勵力矩時的微分方程解。

4.3 計算資料

為進行軸系扭轉(zhuǎn)振動計算，所需計及的資料有：每一零部件的極慣性矩和扭轉(zhuǎn)剛度（如附錄 A 的

例子），必要時還有零部件的激勵力矩、運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍、具體運行參數(shù)、扭轉(zhuǎn)振動阻尼等。

4.4 計算結(jié)果

利用 4.2.1 和4.2.2 所述方法求得的結(jié)果，連同其他資料可以得到下列數(shù)據(jù)：

a）固有頻率、固有矢量和共振轉(zhuǎn)速；

b）軸系扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；

c）彈性聯(lián)軸節(jié)的振動力矩和這些力矩對其他機件的影響；

d）軸線給定點的振幅；

e）聯(lián)軸節(jié)和其他阻尼源產(chǎn)生的熱能。

4.5 計算報告

如協(xié)議要求有扭轉(zhuǎn)振動計算報告，則該報告內(nèi)容應(yīng)包括內(nèi)燃發(fā)電機組主要數(shù)據(jù)、軸系布置和按 4.4規(guī)定的必要計算結(jié)果。