1 范圍
GB/T 6072的本部分規(guī)定了往復(fù)式柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動的機(jī)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(jī)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(jī)驅(qū)動的機(jī)組，但不包括驅(qū)動筑路機(jī)械、土方機(jī)械、農(nóng)用拖拉機(jī)、工業(yè)拖拉機(jī)、汽車和載重卡車及飛機(jī)用機(jī)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(dá)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(jī) 詞匯 第1部分：發(fā)動機(jī)設(shè)計和運行術(shù)語
ISO 2710-2 往復(fù)式內(nèi)燃機(jī) 詞匯 第2部分：發(fā)動機(jī)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(jī)組 set
包含一臺或數(shù)臺往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)與從動機(jī)的機(jī)械裝置的總成。
3.2
軸系 shaft system
與一臺機(jī)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(zhǔn)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(zhǔn)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(jī)或從動機(jī)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(dá)。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(jī)，振動諧次相當(dāng)于諧波的序列，對于四沖程發(fā)動機(jī)，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(dá)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(jī)；
3─飛輪；
4─交流發(fā)電機(jī)；
5─減振器殼體；
6─風(fēng)扇；
7─發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；
8─勵磁機(jī)；
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(jī)和交流發(fā)電機(jī)及理想當(dāng)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(jī)轉(zhuǎn)子；
12─勵磁機(jī)；
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(jī)組供應(yīng)商應(yīng)負(fù)責(zé)使用經(jīng)有關(guān)各方同意的常規(guī)方法進(jìn)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(qiáng)制振動
求軸系一側(cè)為發(fā)動機(jī)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(jī)和從動機(jī)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(jī)組供應(yīng)商能進(jìn)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(jī)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(jī)組供應(yīng)商提供，其內(nèi)容應(yīng)包括往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)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(jī)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(jī)組供應(yīng)商應(yīng)進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)氣缸的發(fā)火次序。
經(jīng)客戶和機(jī)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(jī)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(jī)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(zhǔn)確度和校驗方法，以及位移傳感器的位置等，如果機(jī)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(dāng)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(dá)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(jī)組供應(yīng)商
機(jī)組供應(yīng)商可以是發(fā)動機(jī)制造廠或從動機(jī)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(jī)，從另一家制造廠購買了從動機(jī)，則該買方就被認(rèn)為是機(jī)組的供應(yīng)商。
6.2 質(zhì)量保證
機(jī)組供應(yīng)商可根據(jù)需要向客戶承諾，只要嚴(yán)格遵循機(jī)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(jī)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(jī)組供應(yīng)商應(yīng)對計算負(fù)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(jìn)行補(bǔ)充驗證，應(yīng)由機(jī)組供應(yīng)商負(fù)責(zé)進(jìn)行測量，即使已將其轉(zhuǎn)包。特別是，機(jī)組供應(yīng)商須與客戶或代表他們的檢測機(jī)構(gòu)商定后方可選擇所用的測量方法。
6.3.3 如果機(jī)組存在可能引起振動損壞的轉(zhuǎn)速區(qū)，機(jī)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(jī)組供應(yīng)商負(fù)責(zé)進(jìn)行，并應(yīng)經(jīng)零部件制造廠及其他各方協(xié)商同意。
