1 范圍
GB/T 6072的本部分規(guī)定了往復(fù)式柴油發(fā)電機驅(qū)動的機組軸系扭轉(zhuǎn)振動的一般要求和定義。
必要時，可以對特定用途的發(fā)動機提出單獨要求。
GB/T 6072的本部分適用于陸用、鐵路牽引和船用往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的機組，但不包括驅(qū)動筑路機械、土方機械、農(nóng)用拖拉機、工業(yè)拖拉機、汽車和載重卡車及飛機用機組。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過GB/T 6072的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據(jù)本部分達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。
ISO 2041：1990 振動和沖擊 詞匯
ISO 2710-1 往復(fù)式內(nèi)燃機 詞匯 第1部分：發(fā)動機設(shè)計和運行術(shù)語
ISO 2710-2 往復(fù)式內(nèi)燃機 詞匯 第2部分：發(fā)動機維修術(shù)語
3 術(shù)語和定義
GB/T 6072的本部分采用ISO 2710-1和ISO 2710-2及下列條目的術(shù)語和定義。
3.1
機組 set
包含一臺或數(shù)臺往復(fù)式內(nèi)燃機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（見圖1）。
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 vibrations
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)所測得的最大角位移。
3.5
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)。
見ISO 2041：1990的2.80。
注：通常不必計算阻尼系統(tǒng)的固有頻率。
3.6
固有矢量 natural vector
系統(tǒng)在按相應(yīng)固有頻率振動時，其所有剖而對任意選作系統(tǒng)基準剖面（此處振幅定為1)的相對振幅。
3.7
彈性曲線 elastic line
各剖而內(nèi)固有矢量振幅的包絡(luò)線（見圖2）。
3.8
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。
3.9
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)。
注：例如第1振動模態(tài)或一節(jié)點振動模態(tài)，或第2振動模態(tài)或兩節(jié)點振動模態(tài)。
3.10
激勵力矩 excitation torque
由往復(fù)式內(nèi)燃機或從動機件所產(chǎn)生的、激勵軸系扭轉(zhuǎn)振動的周期性扭轉(zhuǎn)力矩。
3.11
諧波 harmonic
由激勵力矩分解成一系列正弦項（富里葉級數(shù)）中的每一項。
見ISO 2041:1990的2.26。
注：理論上這些諧波中的每一項均能在軸系的相應(yīng)轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生共振。富里葉級數(shù)項按遞增次序表達。第1次諧波相應(yīng)于該級數(shù)的第1項（即使該項振幅為零）等等（見圖3），常數(shù)項為平均力矩。
3.12
振動諧次 vibration
與各諧波相對應(yīng)的每轉(zhuǎn)振蕩的次數(shù)。
注：對于二沖程往復(fù)式內(nèi)燃機，振動諧次相當于諧波的序列，對于四沖程發(fā)動機，可將諧波的序列除以2得到相應(yīng)的振動諧次，如Ⅱ/4表示第Ⅱ振動模態(tài)受第4次諧波激勵時的共振轉(zhuǎn)速。
3.13
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一個諧波頻率）。
見ISO 2041：1990的2.73。
3.14
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。
3.15
附加附加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 additional torsional stress
在所考慮的軸系給定剖面處，由給定讠皆波扭轉(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。
3.16
轉(zhuǎn)速禁區(qū) barred speed range
扭轉(zhuǎn)振動應(yīng)力超過持續(xù)運轉(zhuǎn)許用應(yīng)力值時的轉(zhuǎn)速范圍。
注：在此轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)禁止持續(xù)運轉(zhuǎn)，但允許瞬時通過，只要不使軸系產(chǎn)生危險或招致?lián)p壞。
1─減振器；
2─發(fā)動機；
3─飛輪；
4─交流發(fā)電機；
5─減振器殼體；
6─風(fēng)扇；
7─發(fā)電機轉(zhuǎn)子；
8─勵磁機；
9─第6缸；
10─第5缸；
11─第4缸；
12─第3缸；
13─第2缸；
14─第1缸。
圖1 六缸柴油機和交流發(fā)電機及理想當量系統(tǒng)
1─減振器；
2─減振器殼體；
3─第6缸；
4─第5缸；
5─第4缸；
6─第3缸；
7─第2缸；
8─第1缸；
9─飛輪；
10─風(fēng)扇
11─發(fā)電機轉(zhuǎn)子；
12─勵磁機；
a─節(jié)點；
b─彈性曲線。
圖2 典型矢量圖
a─綜合；
b─3.5次；
c─6次；
d─5.5次。
圖4典型扭轉(zhuǎn)振動應(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，機組供應(yīng)商應(yīng)負責(zé)使用經(jīng)有關(guān)各方同意的常規(guī)方法進行扭轉(zhuǎn)振動計算，必要時也可簡化計算。
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）和特征矢量（固有矢量）。
4.2.2 強制振動
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
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、扭轉(zhuǎn)剛度、零部件的激勵力矩、運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍、具體運行參數(shù)以及必要時還有扭轉(zhuǎn)振動阻尼等（見5.4）。
發(fā)動機和從動機的制造廠應(yīng)提供所交設(shè)備（如螺旋槳）的一切有關(guān)資料，以便機組供應(yīng)商能進行扭轉(zhuǎn)振動計算。
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。
如有必要還可利用該結(jié)果，求得齒輪的振動加速度。
4.5 計算報告
如果協(xié)議要求有扭轉(zhuǎn)振動計算報告，則該報告應(yīng)由機組供應(yīng)商提供，其內(nèi)容應(yīng)包括往復(fù)式內(nèi)燃機的主要數(shù)據(jù)、軸系布置和按4.4規(guī)定的必要計算結(jié)果，如果機組供應(yīng)商已將計算轉(zhuǎn)包，亦應(yīng)在報告中闡明。
5 扭轉(zhuǎn)振動的測量
5.1 概述
如協(xié)議規(guī)定，為驗證計算，機組供應(yīng)商應(yīng)進行軸系扭轉(zhuǎn)振動測量，則協(xié)議中應(yīng)規(guī)定測量方法和測量位置的選擇，以評價該位置的振幅。
5.2 測量方法
可使用以下設(shè)備作為扭振拾振器：
a）電渦流探頭（非接觸式）；
b）應(yīng)變式傳感器；
c）光學(xué)傳感器。
如經(jīng)客戶和機組供應(yīng)商同意，亦可采用其他方法測量。
5.3 測量參數(shù)
根據(jù)測量方法，應(yīng)測取下列參數(shù)，并將其記錄在測試報告中：
a）軸系轉(zhuǎn)速；
b）發(fā)動機功率；
c）扭轉(zhuǎn)振動振幅；
d）應(yīng)變；
e）測試現(xiàn)場的環(huán)境溫度；
f）固有頻率和臨界轉(zhuǎn)速范圍。
可能影響扭轉(zhuǎn)振動的附加參數(shù)：
g）往復(fù)式內(nèi)燃機氣缸的發(fā)火次序。
經(jīng)客戶和機組供應(yīng)商商定，還可測量其他參數(shù)。
5.4 測試報告
如協(xié)議要求，機組供應(yīng)商應(yīng)提供扭轉(zhuǎn)振動測試報告，其內(nèi)容應(yīng)包括往復(fù)式內(nèi)燃機的主要數(shù)據(jù)、軸系布置、按5.3規(guī)定（根據(jù)需要）的測量參數(shù)和測試現(xiàn)場。此外還應(yīng)記錄測量設(shè)備的型式、準確度和校驗方法，以及位移傳感器的位置等，如果機組供應(yīng)商已將扭轉(zhuǎn)振動測量轉(zhuǎn)包，亦應(yīng)在測試報告中闡明。
當測量條件與協(xié)議規(guī)定的條件不符時，應(yīng)對不同條件所產(chǎn)生的影響和對結(jié)果的修正達成一致意見后方可開始測量。
如果實測振幅與計算振幅差異較大，應(yīng)根據(jù)測量值重新評定計算結(jié)果（見4.3）。
6 一般要求
6.1 機組供應(yīng)商
機組供應(yīng)商可以是發(fā)動機制造廠或從動機制造廠或協(xié)議第三方，如果買方從一家制造廠購買了一臺發(fā)動機，從另一家制造廠購買了從動機，則該買方就被認為是機組的供應(yīng)商。
6.2 質(zhì)量保證
機組供應(yīng)商可根據(jù)需要向客戶承諾，只要嚴格遵循機組安裝和維修說明書的指示，就能從扭轉(zhuǎn)振動的觀點確保機組安全運行。
6.3 職責(zé)范圍
6.3.1 如需計算整個軸系的扭轉(zhuǎn)振動，機組供應(yīng)商應(yīng)對計算負責(zé)，即使已將其轉(zhuǎn)包。
6.3.2 如需對整個軸系的扭轉(zhuǎn)振動進行補充驗證，應(yīng)由機組供應(yīng)商負責(zé)進行測量，即使已將其轉(zhuǎn)包。特別是，機組供應(yīng)商須與客戶或代表他們的檢測機構(gòu)商定后方可選擇所用的測量方法。
6.3.3 如果機組存在可能引起振動損壞的轉(zhuǎn)速區(qū)，機組供應(yīng)商應(yīng)與其他各方商定后，采取必要步驟消除臨界振動或避開這些轉(zhuǎn)速區(qū)。
6.3.4 任何為修改軸系而采取的必要糾正措施均應(yīng)由機組供應(yīng)商負責(zé)進行，并應(yīng)經(jīng)零部件制造廠及其他各方協(xié)商同意。
