ISO 14839-2:2004 機械的振動—アクティブ磁気軸受を備えた回転機械の振動—パート2:振動の評価 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

国際規格は、ISO/IEC 指令Part に規定されている規則に従って草案されています。

技術委員会の主な任務は、国際規格を作成することです。技術委員会によって採択された国際規格草案は、投票のために加盟団体に回覧されます。国際規格として発行するには、投票を行った加盟団体の少なくとも 75% による承認が必要です。

この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。

ISO 14839-2 は、技術委員会 ISO/TC 108, 機械振動および衝撃、小委員会 SC 2, 機械、車両および構造物に適用される機械振動および衝撃の測定および評価によって作成されました。

ISO 14839 は、 「機械振動 — アクティブ磁気軸受を備えた回転機械の振動」という一般タイトルの下、次の部分で構成されています。

  • Part 1: 語彙
  • Part 2: 振動の評価次の部分は準備中です。
  • Part 3: 安定余裕の評価。

導入

ISO 14839 のこの部分は、ロータの振動の定常状態値、および公称定常状態動作中に測定された AMB コイルの電流と電圧に関係しますが、臨界速度を通過中の過渡状態には関係しません。臨界速度で通過するこれらの過渡振動の規制は ISO 10814 で確立されており、モード感度、いわゆる増幅率 (Q 値) が評価されます。このトピックは、ISO 14839 のこの部分の範囲を超えています。

油膜ベアリングは小さなクリアランスで堅固に支持されているため [例: ベアリングのラジアルクリアランス ( C ) をジャーナル半径 ( R ) で割った値、 C/R ≈ 0.001], 油膜を避けるためにシャフトの振動は低いレベル内に制御する必要があります。潤滑剤の破裂とベアリング内部の金属接触。対照的に、AMB のサポートは比較的柔らかく、それに対応してクリアランスが大きいため ( C/R ≈ 0.005 など)、AMB ローターではより大きな振動レベルがよく観察されますが、まったく正常で許容範囲です。剛性が低くても機械基礎への伝達力に大きな問題は生じません。油膜ベアリング ローター規格 (ISO 7919-1 シリーズを参照) と比較して、ISO 14839 のこの部分では、振動の評価と許容のためのゾーン制限のより大きな値が提供されます。

1 スコープ

ISO 14839 のこの部分では、次の 2 つの指標に関してアクティブ磁気軸受 (AMB) を備えた回転機械を測定および評価するための一般的なガイドラインが定められています。

  • AMB またはその近くで測定されたシャフトの振動変位、および
  • 磁気コイルまたは電源アンプで測定された動作電流と電圧。

どちらの指数も、社内および/または現場での公称動作条件下で測定されます。これらのガイドラインは、これらの指数の定常状態の実行値と、これらの定常状態の操作で発生する可能性のある大きさの変化の両方の観点から提示されています。

ISO 14839 のこの部分は、15 kW を超える公称電力を生成または消費する産業用回転機械に適用され、サイズや動作定格速度によって制限されません (つまり、ターボ コンプレッサー、ターボ ポンプ、蒸気タービン、タービン発電機、ターボなどで構成されます) -ファン、電気ドライブ、および AMB によってサポートされるその他のローター) ISO 14839のこの部分では、ターボ分子ポンプ、スピンドル、フライホイールなどの小型回転子を除く、上記のように比較的大きな電力容量で規定されるAMBを搭載した回転機械の振動、電流、電圧の評価を定めています。

ISO 14839 のこの部分は、AMB 装備のリジッド ローターと AMB 装備のフレキシブル ローターの両方を対象としています。

2 規範的参照

この文書を適用するためには、以下の参照文書が不可欠です。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

  • ISO 7919-1, 非往復機械の機械振動 ―回転軸の測定と評価基準― 第 1 Part :一般ガイドライン

参考文献

1ISO 7919-2, 機械振動 - 回転シャフトの測定による機械振動の評価 - Part 2: 通常動作速度 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r の 50 MW を超える陸上蒸気タービンおよび発電機/分および3600r/分
2ISO 7919-3, 非往復機械の機械振動 — 回転軸の測定と評価基準 — Part 3: 連結された産業機械
3ISO 7919-4, 非往復機械の機械振動 - 回転軸の測定と評価基準 - 第 4 Part: ガスタービンセット
4ISO 7919-5, 非往復機械の機械振動 — 回転軸の測定と評価基準 — Part 5: 水力発電およびポンププラントの機械セット
5ISO 10439, 石油、化学およびガスサービス産業 - 遠心圧縮機
6ISO 10814, 機械振動 - 機械のアンバランスに対する感受性と感受性
7API 617, 石油、化学、ガス産業サービス向けの軸流および遠心圧縮機および膨張機圧縮機
8ASME PTC 10, コンプレッサーおよび排気装置の性能試験コード
9福島裕也 他石油精製所向けの完全オイルレス遠心圧縮機。 Proceedings of Advancement in Bearing and Seal Technologies 、カナダ、カルガリー、1994 年、18.1-18.36 ページ
10H abermann 、H. および B runet 、M. アクティブ磁気ベアリングにより、機械の振動を最適に制御できます。 ASME 論文 85-GT-221, 1985
11松下 央、金光裕、東間達也、福島裕也. アクティブ磁気軸受搭載回転機のケーススタディから考える振動基準。国際回転機械ジャーナル、 6 、no. 1, 2000, 66-78 ページ
12S hiraki , K. および K anki , H. 高速/大容量ターボ機械の新しい振動基準。第 8 回ターボ機械シンポジウム議事録、1979 年、59-70 ページ

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 14839-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock, Subcommittee SC 2, Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and structures.

ISO 14839 consists of the following parts, under the general title Mechanical vibration — Vibration of rotating machinery equipped with active magnetic bearings:

  • Part 1: Vocabulary
  • Part 2: Evaluation of vibrationThe following part is under preparation:
  • Part 3: Evaluation of stability margin.

Introduction

This part of ISO 14839 concerns steady-state values of rotor vibrations and the AMB coil currents and voltage measured during nominal steadystate operation, but not the transient condition while passing critical speeds. The regulations of these transient vibrations passing at the critical speeds are established in ISO 10814 in which the modal sensitivity, the socalled amplification factor (Q-factor), is then evaluated. This topic is beyond the scope of this part of ISO 14839.

Because of the stiff support of oil-film bearings with small clearances [e.g. bearing radial clearance (C) divided by the journal radius (R), C/R ≈ 0,001], shaft vibration should be regulated within low levels to avoid oil-film rupture of the lubricant and metal contact inside the bearing. In contrast, the relatively soft support of AMBs and correspondingly large clearances (e.g. C/R ≈ 0,005), a larger vibration level is often observed in AMB rotors, but is quite normal and acceptable. The lower stiffness introduces no major problems in the transmission force to the machine foundation. Compared to the oil-film bearing rotor standards (see the ISO 7919-1 series), this part of ISO 14839 provides greater values of zone limits for vibration assessment and acceptance.

1 Scope

This part of ISO 14839 sets out general guidelines for measuring and evaluating rotating machinery equipped with active magnetic bearings (AMBs) with respect to the following two indices:

  • shaft vibratory displacement measured at or close to the AMBs, and
  • working current and voltage measured in magnetic coils or power supply amplifiers.

Both indices are measured under nominal operating conditions in house and/or on site. These guidelines are presented in terms of both steady-state running values of these indices and any magnitude changes which may occur in these steady-state operations.

This part of ISO 14839 is applicable to industrial rotating machines generating or consuming nominal power greater than 15 kW, and is not limited by size or operational rated speed (i.e. comprising turbo-compressors, turbo-pumps, steam turbines, turbo-generators, turbo-fans, electric drives and other rotors supported by AMBs). This part of ISO 14839 establishes the vibration, current and voltage evaluation of the rotating machinery equipped with AMBs, specified by a comparatively large power capacity as described above, excluding small-scale rotors such as turbo-molecular pumps, spindles and flywheels.

This part of ISO 14839 covers both AMB-equipped rigid rotors and AMB-equipped flexible rotors.

2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO 7919-1, Mechanical vibration of non-reciprocating machines— Measurements on rotating shafts and evaluation criteria — Part 1: General guidelines

Bibliography

1ISO 7919-2, Mechanical vibration— Evaluation of machine vibration by measurements on rotating shafts — Part 2: Land-based steam turbines and generators in excess of 50 MW with normal operating speeds of 1500 r/min, 1800 r/min, 3000 r/min and 3600 r/min
2ISO 7919-3, Mechanical vibration of non-reciprocating machines — Measurements on rotating shafts and evaluation criteria — Part 3: Coupled industrial machines
3ISO 7919-4, Mechanical vibration of non-reciprocating machines — Measurements on rotating shafts and evaluation criteria — Part 4: Gas turbine sets
4ISO 7919-5, Mechanical vibration of non-reciprocating machines — Measurements on rotating shafts and evaluation criteria — Part 5: Machine sets in hydraulic power generating and pumping plants
5ISO 10439, Petroleum, chemical and gas service industries — Centrifugal compressors
6ISO 10814, Mechanical vibration — Susceptibility and sensitivity of machines to unbalance
7API 617, Axial and centrifugal compressors and expander-compressors for petroleum, chemical and gas industry services
8ASME PTC 10, Performance test code on compressors and exhausters
9Fukushima, Y. et al. Totally oil-less centrifugal compressor in oil refinery service. Proceedings of Advancement in Bearing and Seal Technologies, Calgary, Canada, 1994, pp. 18.1-18.36
10Habermann, H. and Brunet, M. The active magnetic bearing enables optimum control of machine vibrations. ASME Paper 85-GT-221, 1985
11Matsushita, O., Kanemitsu, Y., Azuma, T. and Fukushima, Y. Vibration criteria considered from case studies of active magnetic bearing equipped rotating machines. International Journal of Rotating Machinery, 6 , No. 1, 2000, pp. 66-78
12Shiraki, K. and Kanki, H. New vibration criteria for high speed/large capacity turbo machinery.Proceedings of Eighth Turbomachinery Symposium, 1979, pp. 59-70