1引言

本标准适用于传递动力的具有单独箱体的齿轮装置。本标准不适用于一些特殊的或辅助性的齿轮装置，如与传动齿轮装置做成一体的压缩机、泵、汽轮机以及不传递动力的一些齿轮装置。但若经销商同意本标准也可用于这些设备。

本标准规定了在验收试验中，测定振动级的仪器类型、测量方法、测试步骤及验收中的振动等级。

如振动测量中要求作出一些特殊规定，允许制造厂和用户协商确定振动的测量方式和验收级别。

2名词术语

本标准中使用的机械振动名词术语均按照GB2298—80《机械振动冲击名词术语》的有关规定。

3使用说明

系统的影响因素

齿轮制造厂不能控制的因素可能会对试验现场齿轮装置的振动等级产生影响，附录A中列出了传动系统的一些影响因素，齿轮装置应以能将这些影响减到最小的方式进行试验。因此，在传动系统的设计阶段就应对整个系统的振动进行估计，对系统的各影响因素进行检验。对各项检验要作出明确规定并严格执行。

振动测量方式的选择

齿轮装置的振动有两种测量方式，一种是测量箱体的振动，另一种是测量轴的振动。联合使用轴振动测量和箱体振动测量以获得齿轮装置轴的绝对运动量也常常是一种比较有效的方法。

对采用滚动轴承作支承的齿轮装置，轴承径向间隙较小，轴承和箱体间的相对运动也较小，应选用箱体振动测量。对采用普通滑动轴承作支承的齿轮装置，采用轴振动测量或箱体振动测量均可。但在频率0～500Hz范围内时，采用箱体振动测量因不敏感不易测得微小的振动量，应选用轴振动测量。箱体振动测量可获得较宽的频率范围和动态性的范围，为轮齿啮合频率的分析提供必要的依据。

4仪器

类型

测量使用的传感器和仪器须按有关规定定期送交计量部门检验。取得合格证，在有效期内使用。振动仪器系统的选型及其使用见附录B。仪器中最好配一台1/3倍频程频率分析仪。

轴振动测量仪器

轴的振动测量推荐采用非接触式传感器，测量仪器必须能够读出振动位移的峰峰值。

箱体振动测量仪器

箱体的振动测量应选用压电式加速度传感器，测量仪器应是具有准确的均方根整流特性的电动式仪器，它能够确定振动速度（mm/s）的均方根值。因传感器的安装方法会影响传感器的频率效应，传感器应采用螺钉、螺栓或粘接材料进行固定。但对于轻型的加速度计，在频率为2000Hz以下时可采用磁力固定，磁铁和安装表面应与加速度等级相适应，不允许采用手持式接触测量。

测量频率范围

仪器的测量频率范围必须保证既能测得轴的最低回转速度，又能测得最高的轮齿啮合频率。轴位移测量频率范围应为0～500Hz，箱体边度的测量范围应为10～10000Hz或更高。

偏差

测量仪器系统，包括传感器和读数仪器，在整个运转温度范围内测得的振动等级，测值的偏差不可超过±5％。

校准

振动测量系统应在测量前后进行校准，此外，还应遵照有关规定，定期将测量系统送交计量部门标定。

注：如验收试验的运行条件与现场使用情况有很大差别，应对测得的振动数据予于修正，修正方法由生产厂和用户协商决定。

5振动测量

轴的振动测量

轴的振动位移应相对于箱体进行测量，传感器应安装在尽可能靠近轴承的地方并且固定在箱体刚性较好的部位。应测量每根轴三个相互垂直方向上的振动，其中的一个方向必须与被测轴线平行，测点的数量和安装位置由用户和制造商协商决定。

机械与电气偏心引起的测量误差不得高于振动位移评价值的25％或6μm（两者中取大值），在传感器安装的位置处，被测轴的机械与电气偏差可从振动的读数值中减掉以得到真实的振动级。减去机械与电气偏差后得到的实际振动测值的误差不可超过4.3条中规定。

箱体的振动测量

应在箱体轴承座处测量箱体的振动。测量必须在三个正交方向上进行，三个方向中的两个必须位于与齿轮回转轴线相垂直的平面内，这个平面最好是水平平面或垂直平面。

建议在齿轮装置的每一个可从外部接近的轴承位置（必要时在固定螺钉处）进行测量。传感器的数量及其安装位置取决于箱体的刚性和轴的多少，由用户和制造厂协商选定。

测量单位

测量振动所使用的单位列于表1。

表1

项目	单位
速度（r.m.s）	mm/s dB(基准参考值v0=5×10-5mm/s)
位移（峰峰值）	μm
频率f	Hz

仪器读数方法

a.测量的观察时间不得低于10s

b.记录仪器显示的平均值。

6试验准则

齿轮装置振动测量应该在制造厂试车试验过程中进行，除与用户另有协议外，试验的传

动装置由制造厂决定。                          

6.1试验系统的联接

驱动装置、试验传动系统、被测齿轮装置和加载装置最好是用现场工作时的联轴器进

行联接，也可用相同悬伸质量的联轴器进行联接。

6.2齿轮装置的试验条件

除齿轮制造厂和用户另有商定外，本标准规定振动测量的条件如下：

a.试验时齿轮装置应以额定速度运转，如装置用于变速工况，试验应在速度范围内的算术平均值速度处进行。

b.试验时齿轮装置应按设计给定的方向运转，如果齿轮装置为可逆运转，则在两个方向都应进行试验

c.试验时齿轮装置可加载运转也可空载运转，由制造厂与用户协商决定。

d.试验时齿轮装置应按设计要求进行润滑。

e.测量时机器应在设计温度范围内运转。

7验收等级

轴位移和箱体速度评价值曲线见图1、图2，由用户和制造厂协商选取符合工作要求的评价值。进行验收时，可以对整个齿轮装置统一使用一个评价标准，也可以对每一根轴或测量位置分别使用评价标准。附录C给出了一些典型齿轮装置振动的主观评价值，可供参考。

注：①DR：位移评价值，μm.

②当频率在0～50Hz范围内时，评价值等于评价曲线的位移量。从50Hz起，曲线每十倍频程下降10dB

7.1振动级

振动评价曲线是对频率的关系曲线，只有经过滤波的测值才能与评价曲线进行比较。

在没有测得频谱数据或数据不全时，总振级可采用下列规定作为验收标准。

a 以轴的转速作为名义频率，将未经滤波的轴位移值的最大值与图1进行比较，不低于且接近该值的评价曲线的级作为未经滤波的轴的名义振动位移级。

b 将未经滤波的箱体振动速度均方根值的最大值与图2进行比较，以不低于且接近该值的评价曲线的级作为未经滤波的箱体名义振动速度级。

注：①VB：速度评价值：mm/s

②当频率在45～1590Hz范围内时，评价值等于评价曲线的速度值，在此频率范围外，曲线每十倍频程下降14dB。

7.2轴位移的评价

将经过1/3倍频程滤波测得的轴位移频谱与图1进行比较，以包含且最接近于频谱的评价曲线的级作为该轴的位移评价级，以齿轮装置所有被测轴上的最高评价级作为齿轮装置的振动等级。

7.3箱体振动的评价

将经过1/3倍频程滤波测得的箱体振动速度频谱与图2进行比较，以包含且最接近于频谱的评价曲线的级作为该处的箱体振动速度评价级，以齿轮装置所有测量位置上的最高评价级作为齿轮装置的振动等级。

8测量报告

测量报告应包括下列内容：

a被测齿轮装置的型号、主要技术参数及有关特殊规定。

b实验运转数据、齿轮装置安装及运行条件（包括装配及联接的一些特点）。

c齿轮装置布置情况草图及5.1、5.2条所述的各测点的位置、轴线及测点的数量。

d测量仪器的制造厂名、类型、精度等级。

每个测量位置均须至少记录下列项目之一，作为试验的测量结果和结论。

a.总振级

b.振动的1/3倍频程频谱、主要频率分量及其等级，必要时还可记录窄带频谱。

附录    A

系统的影响因素（补充件）

A.1 目的  齿轮装置的振动是由齿轮装置本身及系统内部的其他振源产生的。后者振动值的大小及振动从振源传递到测量点的途径都会对测得的实际振级产生很大的影响。下面列出了，应予考虑的系统的一些影响因素。

A.2 系统的典型影响因素

A.2.1原动机振源

a.内燃机的强迫激振

b.液压马达的强迫激振

A.2.2   负载特性

a.负载转速变化。如：风扇、叶轮等。

b.负载脉动。如：螺旋推进器、往复式压缩机、各类泵等；

c.随机负载冲击。如：矿石破碎机。

A.2.3装配方面的因素

a.系统各部件的对中；

b.组件和部件的平衡；

A.2.4   系统的扭转特性

a.联轴器的刚度、阻尼

b.扭转柔度

c.回转件的转动惯量

A.2.5   系统的横向特性

a.基础的稳定性

b.安装方法

c.零部件的刚度、质量

A.2.6   负载和转速

a.负载

b.转动方向

c.转动速度

A.3 责任

A.3.1  A.2中列出了影响齿轮装置工作特性的一些因素，在现场工作时，这些因素一般非齿轮装置制造厂所能控制的。因此，对这些因素产生的不良影响，齿轮装置制造厂不负责任。

A.3.2传动系统在设计阶段就应考虑系统的影响因素，明确对系统各部分的要求，系统各部分的生产厂都必段了解自身的责任。

附录B（振动仪器及其特性）（补充件）

B.1 本附录主要说明齿轮装置振动测量时所使用的测振仪器及其特性。

B.2 箱体振动和轴振动的测量仪器

测振仪器的类型和使用必须符合有关标准的规定。

B.3 箱体振动的测量

测量轴承座处的振动可获得测点处的振动烈度值,由于测得的振动值是一绝对量，试验的支承结构最好为可以看作是固定的基础结构。试验时，至少在试验的速度范围内，必须避免支承结构的共振。测得的振动烈度是齿轮装置转动部分和支承箱体动态耦合的函数。在使用滚动轴承时耦合是非常直接的，使用滑动轴承时，由于油膜的阻尼作用，轴的振动或多或少的受到抑制。滑动轴承受速度、扭矩、载荷以及润滑油的影响教大，评价轴承座的振动烈度时，必须考虑这些变化因素的影响。（一般有不平衡和偏心引起）可能还不会强烈的传递到齿轮装置的轴承座上，但在重载条件下，这些振动传递的强度可能很高。此外，由于齿轮啮合引起的高频振动也会强烈的传递到轴承座上并且在测得的箱体振动信号中在支配地位。

测量箱体振动时，可使用速度传感器或加速度计，速度传感器测量的线性范围取决于其类型，一般诶10～2500Hz，当低于高速齿轮装置的轮齿啮合频率时，应使用测量范围不低于10kHz的加速度计，该仪器在使用过程中要进行调节，在将信号转换成速度信号时要特别注意排除低频噪声的影响，同时必须注意采用的传感器的安装方法应能确保仪器的线性测量范围。

B.4  轴的振动位移的测量

推荐使用非接触式传感器测量轴的位移。

非接触式振动传感器有多种形式，其测量工作原理各不相同，主要形式有：电容式、感应式及涡流式传感器。由于涡流式传感器具有频率范围较宽、尺寸较小并且对工作环境条件变化不敏感等优点，所以在齿轮装置的测量中应用的较为普遍。

非接触式传感器一般用于测量齿轮轴和轴承座之间的相对运动。将两个探头互相垂直的放置在规定的测量表面上，齿轮轴的运动轨迹就可通过示波器显示出来。大多数飞接触式传感器（主要指涡流式传感器）可用来确定轴在轴承间隙里的位置。

尽管涡流式传感器频率响应范围很宽（0～10kHz）,但在频率超出500Hz时，一般只能测出少量的轴振动信号。因此非接触式传感器不适用于高于500Hz的振动评价。

非接触式传感器在低频范围工作时，可用于判别于轴的不平衡和机械误差有关的振动影响因素，如齿轮径向跳动，圆度等，它还可以判别齿轮作用力、扭矩和不对中力在轴上引起的附加载荷的大小，辨别轴承的有关问题及可能存在的不稳定性。

安装非接触式传感器时，应保证传感器与轴承或箱体间无大的相对运动，最好采用一刚性组件将传感器插入箱体，并且可从外部接触传感器，不必打开箱盖就对传感器进行校准和维修。

测量表面应与轴颈同心，与评价等级的规定相适应（参见5.1轴的振动测量）。

附录C

振动的主观评价值（参考件）

图C1   振动的主观评价值

本附录为齿轮装置的机械振动提供了一个主观的评价依据，仅供参考。

本附录中的资料是主观的、仅适用于一些典型的齿轮装置作为一般的指导原则。

由于各种齿轮装置的设计、尺寸及应用条件不同，对振动的要求也各不相同，对大型低速球磨机齿轮是非常适用的评价标准，对高速齿轮或舰船驱动齿轮却未必合适。对低速球磨机齿轮使用高速齿轮的评价标准就会增加不必要的成本，所以在选择验收等级时，必须特别谨慎。振动的主观评价值如图C1，符号意义见表C1。

表C1

符号	用途
A	海军舰船等
B	高速（超出3600r/min）等
C	工业、商船等
D	低速球磨机等

 

附加说明：

本标准是等效ISO/TC60/WG9—N62制订的。

本标准由国家机械工业委员会提出。由郑州机械研究所归口。

本标准的主要起草人钱振选、李伯农。