原料空氣壓縮機振動原因分析

【摘 要】 本文分析了導致原料空氣壓縮機振動產(chǎn)生的主要原因，并采取相應措施消除振動影響。

【關鍵詞】 空氣壓縮機 振動 油膜

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2017.04.005

某廠原料空氣壓縮機為三級增壓離心式壓縮機，為了保證裝置正常運行，對軸瓦的振動值有著嚴格的限制，運行時在互相垂直的兩個方向?qū)较蜻M行實時振動監(jiān)測（X向和Y向）。壓縮機生產(chǎn)廠家提供的技術要求如下：機組正常運行時各級軸瓦X向Y向振動值在13μm～20μm之間，振動值到45μm時報警，59μm時停機。

1 問題產(chǎn)生

該空壓機運行兩年后停機，隨后進行了兩次開機，兩次開機顯示二級軸瓦X相振動值偏高，達到23μm～28μm，一級和三級軸瓦振動值正常，如表1所示。

第二次開機第四天時，二級軸瓦振動值繼續(xù)上升，最后達到59μm后自動停機。表2是停機前45min內(nèi)的四個瞬時振動值。

為了更好地分析產(chǎn)生振動的原因，我們截取了停機前的機組運行頻譜圖，如圖1所示，停機前，二級軸瓦X向Y向波形為正弦波，振幅逐漸升高至59μm停機，此時一級和二級軸瓦溫度為56℃，三級軸瓦溫度為61℃，油壓檢測值為0.16MPa。

2 原因分析

機組振動主要存在兩方面的原因：轉(zhuǎn)子動平衡不良和油膜震蕩。轉(zhuǎn)子動平衡不良涉及到設計、制造、外界灰塵、本體受損和軸瓦刮磨等多方面因素；油膜震蕩主要涉及到油溫和油壓等因素。在實際檢修中，我們需要抽絲剝繭，由表及里逐一進行排查。

2.1 轉(zhuǎn)子動平衡不良因素排查

（1）設計、制造因素：鑒于該機組已正常運行兩年，因此可以排除這方面的原因。

（2）外界灰塵：如果機組周圍環(huán)境灰塵較大，空氣過濾器過濾效果不佳，較多空氣中的雜質(zhì)進入壓縮機后，會造成葉輪積灰，使轉(zhuǎn)子平衡被破壞，引起轉(zhuǎn)子振動。在我們拆卸過程中發(fā)現(xiàn)過濾網(wǎng)清潔度很高，說明灰塵因素可以排除。

（3）本體受損和軸瓦刮磨方面：打開轉(zhuǎn)子后，仔細檢查各部件，未發(fā)現(xiàn)本體存在裂紋和損傷；軸瓦也不存在刮磨現(xiàn)象，因此也可排除此因素的影響。

結(jié)合頻譜分析，1倍頻比較正常，從側(cè)面佐證轉(zhuǎn)子動平衡因素不是本次影響機組振動的主要原因。

2.2 油膜震蕩

（1）油溫影響：如果潤滑油溫度過低，油的流動性變差，油膜不均勻，油膜較薄的地方剛度不足。油的黏度提高增加了油膜力，引起油膜渦動。油膜渦動一旦產(chǎn)生，就不會自動消失，隨著轉(zhuǎn)速的提高，其頻率也會不斷增強，振幅也不斷增大，直到一定數(shù)值后自動停機。

（2）油壓影響：油壓增加后，潤滑油油膜隨之增厚，使軸頸在軸瓦中的偏心率及承載能力不穩(wěn)定，也能引起油膜渦動，從而造成振動值過大。

分析頻譜圖發(fā)現(xiàn)軸瓦溫度比正常值低2℃～4℃左右，而且1/2倍頻增加，證明運行時存在著油膜渦動。因此可以判定本機組此次振動主要是由油膜震蕩導致的。

3 對策措施

（1）拆卸空壓機二級入口短節(jié)，露出二級葉輪進行吹掃，更換二級空氣過濾器濾網(wǎng)，避免空氣中較大顆粒物進入流道而沖擊葉輪。

（2）將以及冷卻器排液閥開啟時間由原來的180s排放20s，改變?yōu)?10s排放40s，降低冷凝水在冷卻器內(nèi)的積聚，防止冷凝水積聚過多被氣流夾帶進去流道對葉輪產(chǎn)生沖刷。

（3）調(diào)節(jié)潤滑油箱加熱盤管，將潤滑油溫度提升至45℃，軸瓦溫度隨之上升，使?jié)櫥驼扯葴p小，剛性增加，最大程度避免油膜渦動的形成。

（4）降低油壓至廠家規(guī)定的0.14MPa，增加軸頸的穩(wěn)定性，避免形成油膜渦動。

4 實施效果

采取以上措施進行維修后開機，二級軸瓦X向Y向振動值都在20μm以內(nèi)，經(jīng)過一個多月的巡檢發(fā)現(xiàn)機組運行平穩(wěn)，其值如表3所示。頻譜分析中1倍頻和1/2倍頻正常，同時截取頻譜分析圖，頻譜分析中1倍頻和1/2倍頻正常，見圖2所示。

以上結(jié)果充分說明本機組此次振動是由于潤滑油油溫低和油壓高引起的，原因分析合理，措施得當，以最快速度保證了裝置的正常運行。

參考文獻

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作者簡介

唐西平，本科，高級工程師，主要從事機械、輕工、建材、冶金等綜合質(zhì)量檢測工作。