GBT 18051-2000.pdf
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1、i c s 7 5 - 1 8 0 . 1 0 E 9 2 暑黯 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 c s / T 1 8 0 5 1 -2 0 0 0 潜油电泵振动试验方法 T e s t s o f e l e c t r i c s u b m e r s i b l e p u mp s y s t e m v i b r a t i o n 2 0 0 0 一 0 4 一 1 4 发布2 0 0 0 - 1 0 一 0 1 实施 国 家 质 二 量 技 术 监 督 局发布 GB/ T 1 8 0 5 1 -2 0 0 0 目次 前言 API 前 言 总则 引言 范 围 2定
2、义 ” ” 。 一1 3振动分析 。 。 。 3 3 . 1 简谐运动 , 。 , 3 3 . 2 振动的概念 。 。 4 3 . 3 振动的来源 “ 。 4 3 . 4 振动的控制 5 3 . 5 潜油电泵的振动 “ ” 。 5 4 推荐作法 “ 6 4 . 1 振动限值 ” 。 6 4 . 2 振动的测量 ” 6 附 录A ( 标准 的 附 录 )单 位 转 换 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3、 . . . . . . . . . ” 二 二 二 二 二8 附录B ( 标准的附录) 位移、 速度和加速度之间的关系 , 1 0 附 录C ( 标 准 的 附 录 ) 机 械振 动 烈 度 的 分 级 二 二 二 二 二n 附录D( 提示的附录) 潜油电泵振动测量推荐作法 1 2 附录E ( 提示的附录) 参考资料 二 二1 4 GB/ T 1 8 0 5 1 -2 0 0 0 前言 本标准等效采用美国石油学会标准A P I R P 1 1 S 8 ( R e c o mm e n d e d P r a c t i c e O n E l e c t r i c S u b m e r
4、s i b l e P u m p S y s t e m V i b r a t io n s ) ( 1 9 9 3 年 5 月第 1 版) 。保留了原文的编写格式和方法, 但作f少量的编辑性 修改 , 此外主要变动如下 : 1 .本标准在等效采用 A P I R P 1 1 8 8 的情况下, 鉴于原文第三章振动分析( V i b r a t io n a n a l y s i s ) 中 3 . 5 . 2 临界速度的第二、 第三段所提及的临界速度计算方法来源于两本参考书, 故将其列人附录 E ( 提示 的附录) 参考资料中 。 2 . A P I R P 1 1 8 8 标准未涉及
5、具体的振动测试规程, 因此, 为了便于理解和实际操作需要, 本标准增 加了“ 潜油电泵振动测量操作方法” , 作为提示的附录列人附录D, 3 . AP I R P 1 1 8 8标准的附录 C“ 机械振动严重度分类” 的表 C 1 “ 振动严重度判据” 只列出了 3 6 0 0 r / m i n , 6 0 H z 时的峰峰位移值, 因此在表C 1中补充了潜油电泵在 3 0 0 0 r / m i n , 5 0 H z 时的峰峰位 移值。 本标准等效采用 A P I R P 1 1 8 8标准, 从而使我国潜油电泵的振动试验方法与国际标准和国外先进 标准接轨 , 以满 足国际贸易、 技术
6、和经济交流的需要 。 本标准的附录 A、 附录 B、 附录 C是标准的附录 。 本标准的附录 D、 附录 E是提示的附录 。 本标准由中华人民共和 国石油 和化 学工业 局提出 。 本标准由全国石油钻采设备和工具标准化委员会归口。 本标准起草单位: 天津斯波泰克潜没电泵有限公司。 本标 准起草人 : 詹 益许 、 阎玉玺 、 王灵沼、 赵林 、 孙越 G s / T 1 8 0 5 1 -2 0 0 0 A P I 前言 ( a )本出版物属美国石油学会( A P I ) 采油设备标准化委员会管理。 ( b )发布美国石油学会( A P I ) 推荐方法, 是为了便于已被验证的、 良好的工程技
7、术和操作方法的广 泛利用。这些推荐作法无意排除需要对何 时何地 采用这些推荐作法进行正确 的判断。 ( c ) A P I 推荐作法的制定和发布, 无意以任何方式限制任何人采用其它的作法。 ( d ) AP I 推荐作法可供愿意执行的任何人使用, 学会已作了不懈的努力, 以保证本推荐作法数据的 准确性和可靠性。 但是, 学会对于因使用这些推荐作法而造成的损失或损坏不负责任。 对于使用可能与 任何联邦的州或市的法规有矛盾的A P I 推荐作法而发生的与这些法规的任何抵触, 或由于使用推荐作 法而侵犯任何专利权 , AP I 均 不承担任何义务或责任 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 G
8、 B / T 1 8 0 5 1 -2 0 0 0 潜油电泵振动试验方法 Te s t s o f e l e c t r i c s u b me r s i b l e p u mp s y s t e m v i b r a t i o n 总则 1 . 1引言 本标准为建立潜油电泵振动分析和控制的一致性提供了指导依据。本标准通常适用于多数场合下 使用的潜油电泵和部件的验收试验。 1 . 2范围 本标准包括潜油电泵和部件的振动限值、 试验和分析。 2定义 本标准采用下列定义: 2 . 1 振幅a m p l i t u d e 振 幅为一个周 期变化量的最大值 。 2 . 2 位移( d
9、 ) d i s p l a c e m e n t 位移是说明一个物体或粒子位置变化的矢量。通常从其静止的位置处开始测量。 2 . 3 峰峰位移( d o , ) p e a k - t o - p e a k - d i s p l a c e m e n t 一个振动量的峰峰位移是位移极值之间的代数差值。对于正弦振动, 此值为位移振幅的2 倍。 2 . 4 速度( V) v e lo c i t y 速度是一个矢量, 为位移相对于时间的变化率。 2 . 5 转速( N) r o t a t i n g s p e e d 旋转 速度是 指机械系统旋转 的频率 。通 常用每分钟的转数表示(
10、 r / mi n) o 2 . 6 iA界速度c r it i c a l s p e e d 临界速度是相当于旋转系统固有频率的速度。 2 . 7 速度峰值 p e a k v e l o c i t y 壳体或箱体的振动通常通过以峰值速度的单位来测量, 即发生在正常正弦位移期间的最大速度。 2 . 8 加速度( a ) a c c e l e r a t i o n 是代表线速度或角速度 的时 间变化 率的矢量。 2 . 9 重力加速度( g ) g r a v i t a t i o n a l c o n s t a n t 量 9是重力产生的加速度, 其值随观查点的纬度和海拔高度的
11、不同而不同。经国际认可, 值 9 8 0 . 6 6 5 c m/ s 2 =3 2 . 1 7 3 9 f t / s =3 8 6 . 0 8 7 i n / S 2 被选作标准重力加速度值。 2 . 1 0 G值 ( G) 量G是当地的重力加速度与标准重力加速度值之比。例如, 重力加速度 9 8 . 1 c m/ s , 或 3 8 . 6 i n / s 写作。 . 1 G, 2 . 1 1 周期p e r i o d 完成一个正弦振荡所需要的时间间隔, 通常以s 为单位来表示。_ _ 国家质f技术监督局2 0 0 0 一 叫一 1 4 批准 2 0 0 0 一 1 0 一 0 1实施
12、 t GB/ T 1 8 0 5 1 -2 0 0 0 2 . 1 2 频率( f ) f r e q u e n c y 以时间为单位的周期运动的频率是周期的倒数。频率的单位是转每单位时间。转每秒称为赫兹 ( Hz ) . 2 . 1 3 角频率 a n g u l a r f r e q u e n c y ; 圆频率 c i r c u l a r f r e q u e n c y 角频率是一个周期量, 用单位时间的弧度来表示, 它等于频率乘以2 7 C , 2 . 1 4 固 有频率( 几)n a t u r a l f r e q u e n c y 固有频率是系统自由振动的频率
13、在复杂的系统中有大量的固有频率, 但通常只有几个频率会有足 够高的能量显示出来。 2 . 1 5 基础频率 f u n d a m e n t a l f r e q u e n c y 振荡系统的基础频率为系统的最小固有频率。 2 . 1 6次 谐 波 s u b h a rm o n ic 次谐波是一个正弦量, 其频率为基础频率的几分之一。 2 . 1 7 简谐运动s i mp l e h a r m o n i c mo t io n 简谐运动是位移为时间的正弦函数的运动, 有时称为“ 谐波运动” 。 2 . 1 8 激励e x c i t a t i o n 激励是作用 于某 一系统并
14、使系统 以某些方式 响应 的外界 力( 或其他输 人) 。 2 . 1 9 振荡o s c i l l a t i o n 振荡是指一个量 ( 如位移 ) 的量值随时间变化 。 2 . 2 0 振动v i b r a t i o n 是描述机械系统中振荡的一个术语。 2 . 2 1 稳态振动s t e a d y - s t a t e v ib r a t i o n 当振动的周期和振幅为常数时称为稳态振动。 2 . 2 2 同步振动s y n c h r o n o u s v i b r a t i o n 经滤 波后相应 于机械旋转速度频率 的振动 。 2 . 2 3 强迫振动f o
15、r c e d v i b r a t i o n 如果通过持续激励来引起响应, 那么这个系统的振动就是强迫振动。 2 . 2 4 共振r e s o n a n c e 当强迫频率等于或接近系统的固有频率时, 强迫振动中的系统就会发生共振。 然而激励频率发生任 何小的变化都会引起系统响应的减弱。 2 . 2 5 振动测量仪v i b r a t i o n m e t e r 振动测量仪是测量一个振动物体的位移、 速度或加速度的仪器。 2 . 2 6 传感器t r a n s d u c e r 将感受到的物理量转换成测量所需物理量的一种装置。 2 . 2 7 滤波器f i l t e r
16、滤波器是根据信号频率来分离信号的一种模拟或数字装置。 它允许某些信号频率通过, 而抑制或衰 减其他信号频率。 2 . 2 8 平衡 b a l a n c i n g 平衡是调整转子质量分布的一个过程, 以便减少或控制由于轴颈振动或每转一次作用在轴承上的 力所导致的旋转不平衡。 2 . 2 9 阻尼d a mp i n g 能量 随时间的损耗 。 2 . 3 0 隔离is o l a t i o n 通过使用弹性支撑来减小系统对外部激励的响应。 GB / T 1 8 0 5 1 -2 0 0 0 2 . 3 1 刚度 s t i f f n e s s 指弹性件所受到的力( 或扭矩) 的变化与
17、相应直线( 或旋转) 偏移的变化之比。 2 . 3 2 基础 f o u n d a t i o n ; 支撑 s u p p o r t 基础是支承一个机械系统载荷的结构。 其可以固定在某一位置, 也可承受为被支撑系统提供激励的 运动。 3振动分析 3 . 1 简谐运动 处于简谐运动的系统遵循式( 1 ) 定义的位移模式 : d=d o s i n ( 2 r f t )=d o s i n ( m t ) , , , ( 1) 式中, f是简谐运动的频率, m = 2 r f是相应的角频率, t 是时间, d o 是位移的幅值。 系统的速度v和加速度a通过对位移一次及二次求导得到: v=d
18、 a ( 2 r f ) c o s ( 2 r f t ) =d o m c o s ( m t ) 。 (2) a=一d o ( 2 r f ) s i n ( 2 r f t ) =一d , . s i n ( m t ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3) 当式( 1 ) 一式( 3 ) 中的三角函数值等于 1 时, 承受简谐运动系统的位移、 速度、 加速度的绝对值最大。 这些值被认为分别是位移、 速度、 加速度的幅值, 其数学式定义为: d 。 二d o v , =( 2 r f ) d a“ 。 二 ( 2 r
19、f ) 2 d o (4) 位移幅值 d 。 的单位当用米制时用毫米( mm) , 当用英制时用密耳( mi l ) 。速度幅值v 。 的单位当用公 制时用厘米每秒( c m/ s ) , 当用英制时用英寸每秒( i n / s ) 。加速度幅值 a 。 的单位当用公制时用厘米每秒 每秒 ( c m / s ) , 当用英制单位 时用英寸每秒每秒( i n / s ) . 线速度和加速度的不同单位的转换系数见表 A1 。角速度和角加速度的不同单位的转换系数见表 A2 , 在分析过程中, 通常使用峰值、 峰峰值、 平均值或均方根值( r ms ) 来表示振幅比较方便, 这些转换系 数见表A3以备
20、参考。作为频率函数的峰峰位移与速度幅值关系见图Al ( 米制) 和图A2 ( 英制) 。 简谐运动 的峰峰位移 如下: 姚 。 =2 ( v , / 2 r f ) =( v , / r f ) , ( 5 ) d =2 ( a , / ( 2 n f ) ) = ( a , / 2 ( r f ) ) (6) 在米制单位中: 矶。 =3 . 1 8 3 ( v , / f ) (7) d =。5 0 6 6 ( a , f f) “ (8) 式中: d峰峰位 移, m m; v , 速度峰值, c m/ s ; a , 加速度峰值, c m / s ; f - 频率, H z . 在英制单位
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