螺桿式空壓機故障診斷與分析

摘 要：該文對螺桿式空壓機進(jìn)行了振動分析，從而判定設(shè)備異常，找到故障根源，進(jìn)一步通過分析信號差異的原因找出故障點，詳細(xì)描寫了現(xiàn)場故障的分析與處理。

關(guān)鍵詞：螺桿壓縮機 振動 故障診斷 頻譜

中圖分類號：TH45文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0043-01

旋轉(zhuǎn)機械故障診斷現(xiàn)在已經(jīng)是全球發(fā)展最快的一項新興技術(shù)。大型旋轉(zhuǎn)機械振動監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的研究與應(yīng)用對于避免巨額的經(jīng)濟損失和災(zāi)難性事故的發(fā)生有著重要意義。技術(shù)人員在發(fā)生故障后，判斷結(jié)果時發(fā)現(xiàn)最重要、最關(guān)鍵而且也最困難的問題就是故障特征信息提取。他是診斷故障的最重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到故障診斷的準(zhǔn)確率和故障早期預(yù)報的可靠性。這就要借助于信息處理、特別是現(xiàn)代信號處理的理論方法和技術(shù)手段來提取最為準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。該文以螺桿壓縮機為研究對象，基于轉(zhuǎn)子振動信號提純的旋轉(zhuǎn)機械故障特征提取技術(shù)。

1 螺桿式空壓機的性能介紹

英格索蘭螺桿式空壓機主要由電機、齒輪、軸承座、螺桿等部分組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。螺桿空壓機是容積式氣體壓縮機，由相互齒合的轉(zhuǎn)子（即螺桿）、機殼以及適當(dāng)配置在兩端的進(jìn)排氣口組成壓縮氣體的工作腔，通過減小工作容積來提高氣體壓力。轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中，陰陽轉(zhuǎn)子赤連接不斷地向?qū)Ψ烬X槽中填塞、工作腔的容積不斷減小，工作腔的齒槽也不斷向排氣端推進(jìn)，當(dāng)壓縮容積與排氣口相通時，氣體以達(dá)到預(yù)定的壓力而排出。氣體的吸入過程跟壓縮過程一樣也是連續(xù)不斷的，因為機器的轉(zhuǎn)速很高，吸排氣可以看成是無動脈的，因此，在一般情況下螺桿空壓機可以省去一個體積很大的儲氣罐。

2 螺桿空壓機故障現(xiàn)象的初步診斷

在對空壓機的例行檢查中，發(fā)現(xiàn)四個測點垂直方向振動值較高，而空壓機外部各部位的連接螺栓都比較緊固，沒有松動現(xiàn)象；混凝土基礎(chǔ)（鋼結(jié)構(gòu)整體座架）無顯著松動，電機軸承溫度、壓縮機軸承溫度都在正常范圍。因此，初步懷疑造成風(fēng)機振動較大的原因在壓縮機機殼內(nèi)部。

3 空壓機頻譜分析診斷結(jié)論

采用HY106C便攜式巡檢儀分別對空壓機的四個軸承的軸向、徑向、垂直方向進(jìn)行了振動信號采集（如圖1所示），通過對各軸承處軸承振動信號進(jìn)行比對分析，發(fā)現(xiàn)四個點存在共同特點，即垂直方向振動都特別大。

圖2為測點3垂直方向的振動頻譜圖，出現(xiàn)了螺桿嚙合頻率（167.5 Hz）幅值較高，并且有較高的一倍頻、而倍頻、三倍頻、四倍頻、五倍頻成分，還有較高的下邊頻成分出現(xiàn)，間隔為42.5 Hz（主動螺桿軸的轉(zhuǎn)頻）。這表明壓縮機螺桿存在較嚴(yán)重的故障。

圖3為壓縮機測點3速度波形圖，沒有出現(xiàn)明顯的沖擊。

綜合分析認(rèn)為：有明顯的邊頻說明齒輪的問題比較突出或嚴(yán)重，單側(cè)邊頻主要是反映齒輪偏心或松動造成偏心并還伴有它的倍頻成分，因此初步判定該壓縮機螺桿存在比較嚴(yán)重的磨損、間隙偏大、有明顯的松動現(xiàn)象存在。

4 結(jié)語

通過密集的振動跟蹤測試分析，發(fā)現(xiàn)振動趨勢未出現(xiàn)較大上升，幅值上下波動范圍不大。由于該設(shè)備還要運行兩個月就要停產(chǎn)，根據(jù)實際情況決定進(jìn)行監(jiān)護運行。之后解體檢查發(fā)現(xiàn)螺桿已經(jīng)出現(xiàn)了較嚴(yán)重的磨損。因診斷準(zhǔn)確，設(shè)備運行兩個月并未出現(xiàn)事故，在保障設(shè)備安全運行的同時，還節(jié)省了外委修理的費用。

參考文獻(xiàn)

[1] 易良渠.簡易振動診斷現(xiàn)場實用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社.

[2] 盛兆順，尹琦嶺.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.