往复式压缩机的振动可分为本体(含驱动机)振动与管道振动。本体振动主要由其内部不平衡惯性力及力矩引起;管道振动主要由管道内气体压力脉动引起。由于它们之间通常采用刚性连接,因此二者又相互影响。此外还可将振动分为两类,一类是带有流体性质的,主要表现在排气量不足,压力、温度异常;另一类是带有机械性质的,其主要特征是出现异常响动、振动和过热等。机械振动的存在会严重影响机械设备的正常运行,另外还会引发噪声,带来环境污染。
2 常见故障及诊断方法
往复式压缩机常见的故障有:排气量不足、排气温度不正常、压力不正常、排气压力降低、响声异常和过热等。反应到机械设备上就会出现连杆部分松动,造成平衡铁固定松动,连杆、十字头、活塞杆损坏;气缸、活塞、活塞杆变形;气缸、十字头、连杆配合面松动拉伤;电动机转子故障;冷却器壳体开裂;气缸开裂;气缸与活塞间隙增大等。有些故障单凭实践经验很难确切判断出来,这就需要应用先进的诊断理论和诊断方法。
往复式压缩机常用的诊断方法有振声诊断技术、振动监测诊断、温度诊断、铁谱分析,此外还有脉冲诊断法、空气中的超声波法、热像诊断及监测工况参数法等。其中最主要的还是振动监测诊断法。
3 振动监测法
3.1 采用振动监则的必要性
振动是压缩机及附属设备内发生最基本物理过程的反映,振动参数既能表征整个机组的性能,又能表征单个零件的性质。此外振动还具有很宽的频谱,较大的传播速度,而且作为信息载体其具有较大的容量,可以在普通的运行条件下进行记录。因此利用机械正常的振动特征,与被诊断机械的动态特征进行比较,可诊断机器和机构是否存在故障。
利用振动监测设备对振动情况进行记录,就可以得到相应的振动信号。如果压缩机各运动副磨损,连接件松动,配合精度变化,一般都能通过振动信号及其参数变化得到充分的反映,然后对振动信号作多方面的分析就能得到反映压缩机状态的详细信息。因此振动监测是诊断压缩机故障最基本的方法。
3.2 振动监侧系统构成及测点布置
振动监测设备中的位移传感器、振动传感器和应变仪,均有受敏感元件控制的感应式传感头,可用信号检测往返于被测结构上的振动信息,这种信息再通过遥感系统或者直接送到进行信息处理的仪表和分析器,然后再对振动情况进行分析。在该系统中要注意监测点的布置,只有正确合理地选择传感器的位置和方向才能监测到有效的信息。一般测点布置要尽可能靠近被检测的部位; 每个部位的测点要与其他干扰源隔离,尽量避开信号传递途中的分界面;适宜安放探头或传感器,并能够安全地进行操作。
4 小 结
实践证明,振动监测是故障诊断技术中一种理想有效的方法。随着新的信息处理技术(如小波包变换、模糊诊断、神经网络等)的进一步应用,振动监测的诊断方法将会发展得越来越完善,其应用也会越来越广泛。