Vibration guideline for large diesel engines

Abstract

Jag gjorde detta examensarbete åt Wärtsiläs fabrik i Vasa. Bakgrunden till arbetet var att Wärtsilä hade flera olika riktlinjer för vibrationsmätningar och acceptabla vibrationsnivåer på deras 20, 32 och 34 motorserie. Mitt arbete gick ut på att samla ihop dessa riktlinjer och sammanfatta dessa till en sammanhängande text. Jag samlade även ihop mätdata från vibrationsmätningar som genomförts under många år och samlade dessa i en Excel fil.

Jag tog avstamp i enkel vibrationsteori för att få med grunderna i riktlinjen. Efter detta gick gick jag in på mera avancerad vibrationsteori, som behövs när man gör och analyserar vibrationsmätningar. Utrustningen som används av Wärtsilä togs upp i ett kapitel för att få en överblick av denna. Vibrationstest av olika mekaniska och elektriska komponenter som monteras på Wärtsiläs motorer presenteras även.

De nya riktlinjerna behöver vara i samförstånd med gällande standarder från klassificeringssällskapen och togs därför i beaktande. Dock konstaterades att en del av standarderna inte kunde användas i enlighet med Wärtsiläs riktlinjer. Vid en del testprocedurer kommer Wärtsilä att göra en egen strängare standard än den från klassificeringssällskapet.

I slutändan åstadkoms en riktlinje med acceptabla vibrationsnivåer samt förslag till mätning av vibrationer för Wärtsiläs motorer, men även för stora dieselmotorer överlag.

This thesis was written at Wärtsilä’s engine factory in Vaasa. Wärtsilä has had several different guidelines for measuring vibrations and acceptable levels of vibration on their 20, 32 and 34 engine series. The purpose of this thesis was to locate and summarize these guidelines in one coherent text. Measurement data from vibration measurements conducted over the years was also put into one excel file.

The beginning of the thesis consists of basic vibration theory. Then the thesis deals with more advanced vibration theory needed when performing and analyzing vibration measurements. One chapter includes an overview of the gear that Wärtsilä uses. Vibration tests of different mechanical and electrical components mounted on the Wärtsilä engines are also presented.

The new guidelines need to be in agreement with valid standards from the classification societies and this was taken into consideration. But it was found out that some of the standards could not be used with Wärtsilä’s guidelines. In some test procedures Wärtsilä will create a standard of their own that is stricter than the one given by the classification societies.

In the end a guideline with acceptable levels of vibration and ways of measuring vibration on not only Wärtsilä’s engines but also on other large diesel engines was presented.

Opinnäytetyö tehtiin Wärtsilässä Vaasan tehtaassa. Syy opinnäytetyöhön oli, että Wärtsilällä oli monia eri ohjeita värähdysmittaukseen ja sallittuja värähdystasoja heidän 20, 32 ja 34-moottorisarjaan. Työni oli kerätä ja tiivistää näitä ohjeita yhteen tekstiin. Keräsin myös mittausdataa värähtelymittauksista monelta vuodelta ja laitoin niitä Excel tiedostoon.

Aloitin kirjoittamalla helposta värähdysteoriasta saadakseni sitä mukaan ohjeeseen. Sen jälkeen otin mukaan enemmän pitkälle kehittynyttä värähdysteoriaa, jota tarvitaan, kun tehdään ja analysoidaan värähdysmittauksia. Saadakseen yleiskuvan koneelle, mitä Wärtsilä käyttää värähdysmittauksissa esitän niitä yhdessä luvussa. Wärtsilän moottoriin asennettuja mekaanisia ja sähköisiä komponentteja, joita on värähdystestattu esitellään myöskin.

Uudet ohjeet pitää olla yhteisymmärryksessä voimassa olevien standardien kanssa, joka otettiin huomioon. Todettiin, että osa näistä standardeista ei voida käyttää Wärtsilän ohjeiden kanssa. Joissakin testeissä Wärtsilä tekee omat tarkemmat standardit kuin standardiseura.

Lopussa ohje, missä löytyy sallittuja värähdystasoja ja menettelytapoja tehdä värähdysmittauksia Wärtsilän moottoreihin, mutta myöskin muihin isoihin dieselmoottoreihin.