ISO 3945:1985

Mechanical vibration of large rotating machines with speed range from 10 to 200 r/s — Measurement and evaluation of vibration severity in situ

Vibrations mécaniques des grandes machines tournantes dans la gamme des vitesses comprises entre 10 et 200 tr/s — Mesurage et évaluation de l'intensité vibratoire in situ

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 27-Nov-1985
• Withdrawal Date: 27-Nov-1985
• ICS: 17.160 - Vibrations, shock and vibration measurements
• Technical Committee: ISO/TC 108/SC 2 - Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and structures
• Drafting Committee: ISO/TC 108/SC 2 - Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and structures
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 13-Dec-1995

Relations

• Revised: ISO 10816-1:1995 - Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts — Part 1: General guidelines
• Effective Date: 15-Apr-2008
• Revises: ISO 3945:1977 - Mechanical vibration of large rotating machines with speed range from 10 to 200 rev/s — Measurement and evaluation of vibration severity in situ
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

International Standard @ 3945
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDlZATlON.MEX/lYHAPO!AHAfl OPrAHMBAUMfl il0 CTAHAAPTM3AUMM*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mechanical vibration of large rotating machines with
speed range from 10 to 200 r/s - Measurement and
evaluation of vibration severity in situ
Vibrations mécaniques des grandes machines tournantes dans la gamme des vitesses comprises entre 10 et 200 tr/s - Mesurage
et évaluation de I'intensité vibratoire in situ
Second edition - 1985-12-15
UDC 621-752 : 534.1 Ref. No. IS0 3945-1985 (E)
Descriptors : rotating machines, tests, determination, vibration, vibration severity.
6 pages
Price based on

---------------------- Page: 1 ----------------------
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 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, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 Oh approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 3945 was prepared by Technical Committee ISOITC 108,
Mechanical vibration and shock.
IS0 3945 was first published in 1977. This second edition cancels and replaces the first
edition, which has been technically revised as follows :
- the factor 112 in equation (3) has been changed to 114;
.- a new final paragraph has been added to 7.2.
Users should note that all International Standards undergo revision from time to time
and that any reference made herein to any other International Standard implies its
latest edition, unless otherwise stated.
O International Organization for Standardization, 1985 0
Printed in Switzerland

---------------------- Page: 2 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD IS0 3945-1985 (E)
Mechanical vibration of large rotating machines with
speed range from 10 to 200 r/s - Measurement and
evaluation of vibration severity in situ
O Introduction
are usually unnecessarily complicated and unsuitable. It is ad-
vantageous and may be decisive that a single measured test
The problems of noise and vibration control have been brought
value be used to define the vibratory state of a machine. For
to the forefront of mechanical and electromechanical engineer- this reason, in industrial applications, it is preferable to choose
ing technology with the continually increasing power and a measurement quantity which can be used as a reference and
speed of present-day machinery. As a consequence, more
which can be displayed on a simple scale. The measured values
restrictive demands have been placed on the operating quality and the chosen scale should ensure a satisfactory evaluation
of machines.
appropriate to the majority of cases which occur in practice,
i.e. the indicated evaluation should not contradict experience
This International Standard is concerned only with severity of already obtained.
the mechanical vibration of individual machine systems and not
with the sound energy radiated from the individual vibrating
parts. Furthermore, the only vibrations considered are those
Scope and field of application
1
occurring on the surfaces of the machines close to or on the
bearings in the frequency range from 10 to 1 O00 Hz. The
This International Standard is based on IS0 2372 and defines
evaluation is based on the effect of the following general con-
rules for evaluating the vibration performance of large prime
siderations :
movers and other large machines with rotating masses only, a
- the forces due to vibration in the machines (for power of more than 300 kW and speeds from 10 to 200 r/s.
Electric motors and generators, steam and gas turbines, turbo-
example, on bearings, coupled machine parts, baseplates,
; compressors, turbo-pumps and fans are examples of these
floor)
types of machines. Some of these machines can be coupled
- the necessity of maintaining trouble-free operation of a
rigidly or flexibly, or they can be connected through gears. The
machine which might be jeopardized by malfunction or
axis of the rotating shaft may be horizontal, vertical or inclined
deterioration of its components (for example, excessive
at any angle between these directions.
rotor deflections which can occur when it passes through a
critical speed, or the loosening of frictional joints as a result
This International Standard does not apply to prime movers or
of shaking forces, etc.);
driven equipment in which the major working components
- the characteristics of the machine and the measuring have a reciprocating motion.
instruments ;
The values of vibration severity recommended as limits in this
- the physical and mental effects on man;
International Standard are intended to serve as standard values
- the effects of the machine vibration on its environment, for machines of similar types, when measured in accordance
such as adjacently mounted instruments, machines etc. with the procedure specified in this International Standard and
evaluated under similar conditions. These vibration severity
values are useful for comparison purposes or general machine
It is clear that vibrations measurable at a surface may provide
acceptance, but they are not intended to reflect specific design
only a qualitative indication of the state of the vibratory stresses
criteria and/or specifications which may exist for a given
or motion within a machine. They do not necessarily give
machine. Thus, in some instances, requirements either more or
evidence of the magnitude of the actual vibratory stresses or
less stringent, or additional to the recommended limits stated in
motions of critical parts; neither do they give evidence of the
this International Standard, may be invoked.
vibratory forces transmitted to the surrounding structure nor do
they ensure that excessive local vibratory stresses may not oc-
cur in the machine itself (for example, due to an internal Since the vibration severity of the machine is intended to reflect
the vibratory forces generated b.y the machine, vibration enter-
resonance). In particular, torsional vibrations of rotating parts
ing the unit under test from other sources shall be excluded.
are not generally indicated by vibrations measurable on a sur-
Therefore, this International Standard is not applicable to
face.
marine or similar installations in which an active vibration en-
vironment, as defined in 7.3, may exist and unduly influence
Although in some cases the above-mentioned factors may be
the vibration measurements.
treated theoretically, evaluation specifications arising therefrom
1

---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 3945-1985 (E)
When displacement amplitudes of the vibrations 8,, S2, . . ., s,
2 References
or the oscillating velocity amplitudes U1, 02, . . ., U,, or the ac-
IS0 2372, Mechanical vibration of machines with operating celeration amplitudes Û,, â2, . . ., Û,, are known, the
associated r.m.s. velocities characterizing the motion are given
speeds from 10 to 200 rev/s - Basis for specifying evaluation
standards.
bY
IS0 2954, Mechanical vibration of rotating and reciprocating
machinery - Requirements for instruments for measuring
vibration severity.
3 Measurement quantity (vibration severity)
The term "vibration severity", as used in this International
Standard, is defined as a comprehensive and simple
characteristic quantity which can describe the vibratory state of
a machine. This quantity is defined as the root-mean-square
value of the vibration velocity in the range from 10 to 1 O00 Hz.
The greatest measured value, determined at stipulated measur- In the case where vibration consists of only two proximate fre-
ing points and in stipulated directions, characterizes the quency components giving beats, v,,, may be determined from
vibratory state of a machine.
records of measured vibration velocity versus time be the
(exact) equation
In general, vibration severity should lead to a relatively reliable
evaluation which requires only simple stipulated measure-
ments. In critical cases and under special conditions, an evalu- . . . (3)
ation of the behaviour of a machine based on vibration severity
should not be used in lieu of more precisely measured signifi-
where
cant parameters, for example stresses at bearings and joints.
is the peak value at the maximum of the envelope
(the bulge) :
...

Norme internationale @ 3945
OPrAHH3AUMR Il0 CTAHfiAPTH3AUHM*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*MEXfiYHAPOflHAR
Vibrations mécaniques des grandes machines tournantes
dans la gamme des vitesses comprises entre 10 et 200 tr/s -
Mesurage et évaluation de l'intensité vibratoire In situ
Mechanical vibration of large rotating machines with speed range from 10 to 200 r/s - Measurement and evaluation of vibration
in situ
severity
Deuxième édition - 1985-12-15
Réf. no : IS0 3945-1985 (FI
CDU 621-752 : 534.1
Descripteurs : machine tournante, essai, détermination, vibration, intensité vibratoire.
Prix basé sur 6 pages

---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec 1'1S0 participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I'ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I'ISO qui requièrent l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale IS0 3945 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 108,
Vibrations et chocs mécaniques.
La Norme internationale IS0 3945 a été pour la première fois publiée en 1977. Cette
deuxième édition annule et remplace la première édition qui a fait l'objet d'une révision
technique comme suit:
-
le facteur 1/2 dans l'équation (3) a été changé en 1/4;
- un nouvel alinéa a été ajouté à 7.2.
L'attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu'il s'agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
@ Organisation internationale de normalisation, 1985 O
Imprimé en Suisse

---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 3945-1985 (FI
NORM E I NTE RN AT1 ON ALE
Vibrations mécaniques des grandes machines tournantes
dans la gamme des vitesses comprises entre 10 et 280 tr/s -
Mesurage et évaluation de l'intensité vibratoire in situ
O Introduction II est pratique, et il peut même être décisif pour I'ultilité d'un
essai, d'employer une valeur unique pour définir l'état vibratoire
L'augmentation continue de la puissance et de la vitesse des d'une machine. C'est pourquoi il est préférable, dans les appli-
machines tournantes actuelles a porté au premier plan de la
cations industrielles, de choisir une grandeur de mesure qui
technologie mécanique et électromécanique les problèmes de puisse servir de référence, et qui se représente sur une échelle
surveillance du bruit et des vibrations, et, par voie de consé- simple. Les valeurs mesurées et l'échelle choisie doivent per-
quence, a imposé des exigences plus rigoureuses quant à la mettre une évaluation satisfaisante s'appliquant à la majorité
qualité de fonctionnement de ces machines. des cas pratiques rencontrés. L'évaluation recommandée ne
@
à ceux qu'on
doit pas donner des résultats contradictoires
obtient par les essais.
La présente Norme internationale ne traite que de l'intensité des
vibrations mécaniques des systèmes mécaniques globaux et
non de l'énergie acoustique rayonnée par chaque pièce
vibrante. En outre, les seules vibrations considérées sont celles
1 Objet et domaine d'application
qui se produisent sur les surfaces de la machine voisines dss
paliers, ou sur les paliers eux-mêmes, dans la gamme des fré-
La présente Norme internationale, fondée sur I'ISO 2372, défi-
quences comprises entre 10 et 1 O00 Hz. L'évaluation est opé-
nit les règles de spécification des caractéristiques de vibration
rée sur la base des considérations générales suivantes :
des gros générateurs et autres grandes machines à masses
tournantes, développant une puissance supérieure à 300 kW et
- forces engendrées dans les machines par les vibrations
des vitesses comprises entre 10 et 200 tr/s. Parmi ces machi-
(par exemple dans les paliers, les pièces de raccordement,
nes, on peut citer les moteurs et génératrices électriques, les
les socles, le plancher) :
turbines à vapeur et à gaz, les turbocompresseurs, les turbo-
pompes et les ventilateurs. Certaines de ces machines peuvent
- nécessité de garantir le bon fonctionnement d'une
avoir des accouplements rigides ou flexibles, d'autres des
machine qui pourrait être mis en péril par un vice de fonc-
engrenages. L'axe de l'arbre de rotation peut être horizontal,
tionnement ou une détérioration des pièces (par exemple
vertical ou incliné suivant un angle quelconque par rapport à
à une vitesse critique ou
déflexion excessive d'un rotor due
ces directions.
relâchement des joints de friction par suite de secousses,
etc. ;
La présente Norme internationale ne s'applique pas aux généra-
teurs et dispositifs entraînés dont les parties actives principales
- caractéristiques de la machine et des instruments de
e
sont animées d'un mouvement alternatif.
mesurage ;
- effort physique et mental imposé à l'homme; Les valeurs d'intensité vibratoire recommandées comme limites
dans la présente Norme internationale sont considérées comme
- effets des vibrations de la machine sur I'environne-
des valeurs normalisées pour toutes les machines de type simi-
ment, par exemple instruments voisins, machines proches,
laire, lorsque le mesurage s'effectue de la manière spécifiée
etc.
dans la présente Norme internationale, et l'évaluation dans des
conditions équivalentes. Ces valeurs d'intensité vibratoire sont
II est évident que des vibrations mesurées en surface ne don-
utiles à des fins de comparaison ou de réception générale des
nent qu'une indication qualitative de l'état des contraintes ou
machines mais elles n'impliquent aucun critère spécifique de
mouvements vibratoires à l'intérieur d'une machine. Elles ne
calcul ou de spécification d'une machine donnée. On peut
rendent pas nécessairement compte de la grandeur réelle des
donc, dans certains cas, exiger des caractéristiques plus rigou-
contraintes ou mouvements vibratoires des pièces critiques, ni
reuses ou moins rigoureuses que les valeurs limites recomman-
des forces vibratoires transmises aux structures avoisinantes, ni
dées dans la présente Norme internationale, ou des caractéristi-
encore des contraintes vibratoires locales excessives qui peu-
ques supplémentaires.
vent être engendrées dans la machine elle-même (par suite de
L'intensité vibratoire d'une machine étant censée représenter la
résonance interne par exemple), En particulier, aucune vibra-
tion mesurable en surface ne rend compte des vibrations en tor- somme des forces vibratoires engendrées par cette machine, il
convient d'en exclure les effets vibratoires provenant d'autres
sion des pièces tournantes.
sources que de l'élément essayé. C'est la raison pour laquelle la
Bien que les problèmes mentionnés ci-dessus puissent dans présente Norme internationale ne s'applique pas aux installa-
certains cas être résolus du point de vue théorique, les spécifi- tions marines ou similaires dans lesquelles peut exister un
cations relatives à l'évaluation de ce& vibrations sont générale- milieu vibratoire actif (voir 7.3) qui affecte improprement les
ment très compliquées et impropres pour ce qui nous intéresse. mesurages de vibration.
1

---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 3945-1985 (FI
(efficaces) correspondantes, caractérisant le mouvement, sont
2 Références
données par l'équation suivante :
IS0 2372, Vibrations mécaniques des machines ayant une I
vitesse de fonctionnement comprise entre 10 et 200 trls -
Base pour l'élaboration des normes d'évaluation.
IS0 2954, Vibrations des machines tournantes ou alternatives
- Spécifications des appareils de mesurage de l'intensité
vibratoire.
= i/ (+) (S,2 O,2 + #'22w22 + . . . + s, -2 O, 2,
3 Grandeur de mesure (intensité vibratoire)
Le terme ((intensité vibratoire)), au sens auquel ce mot est
employé dans la présente Norme internationale, se définit
comme une grandeur caractérisant, de façon simple et com- Dans le cas où la vibration ne comporte que deux composantes
plète, l'état vibratoire d'une machine. Cette grandeur se définit
de fréquence voisine donnant des battements, v,ff peut être
comme la moyenne quadratique (valeur efficace) de la vitesse déterminée à partir des courbes enregistrées de la vitesse de
de vibration dans la gamme des fréquences comprises entre 10
vibration en fonction du temps par l'équation (exacte)
et 1 O00 Hz. La valeur maximale mesurée, déterminée en des
points prescrits et dans des directions prescrites, caractérise
l'état vibratoire de la machine considérée. . . . (3)
En général, l'intensité vibratoire devrait permettre une évalua-
où
tion relativement sûre n'exigeant que des mesurages simples.
G,,,,,, est la valeur de crête au maximum de l'enveloppe;
Dans les cas critiques et dans certaines conditions spéciales, il
peut cependant arriver que l'évaluation du comportement
O,,+" est la valeur de crête au minimum de l'enveloppe.
d'une machine à partir de son intensité vibratoire ne puisse pas
remplacer le mesurage plus précis de paramètres significatifs,
En cas d'utilisation d'un instrument indicateur donnant des
par exemple contraintes dans les paliers et les joints.
valeurs efficaces vraies (voir la note à la fin de 4.11, la valeur
effective de la vibration de battement peut être déterminée
Dans le cas de vibrations harmoniques à vitesse instantanée
approximativement par l'équation
vi
...