離心壓縮機機械振動故障分析

趙巖

摘 要：離心壓縮機作為現代機械設備的代表，在各個領域的生產中已經得到了廣泛運用。然而在實踐中不難發現，機械振動故障的發生已經嚴重影響到了離心壓縮機作用的發揮。因此，離心壓縮機機械振動故障問題的處理成為了離心壓縮機高效利用的重點內容。

關鍵詞：離心壓縮機；機械振動故障；油膜振蕩；轉子不對中

中圖分類號：TH452 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.081

離心壓縮機作為一種現代化生產的重要機械設備，由于其具有體積小、質量輕、穩定性高等特點，因而被廣泛應用在了石油開采、化工提煉以及冶金加工等領域，并且在生產產值提高上發揮了很大的作用。隨著離心壓縮機應用的不斷深入，其自身的一些弊端也逐漸顯現了出來，比如機械振動故障就是比較突出的問題之一。只有采取有效的方式方法對離心壓縮機的機械振動故障加以分析和解決，才能確保離心壓縮機在工業加工生產中發揮實質性的作用。

1 離心壓縮機概述

作為一種常用的工業生產機械設備，要想準確地對離心壓縮機機械振動故障原因進行分析，并采取合理的處理措施解決，首先就要對其內部結構、運行原理等基本信息有一定的了解和認識。這樣才能更加全面地分析和總結故障問題。

1.1 離心壓縮機的基本結構

離心壓縮機只是壓縮機種類的一種，通常又被叫作“渦燁壓縮機”。離心壓縮機夠由定子和轉子2部分組成。這2部分又包含了很多內部元器件，比如轉子部分主要有葉輪、推力盤主軸等，而定子部分則大部分指離心壓縮機的關鍵元器件，包括密封、推力軸承、支承軸承隔板等。離心鼓風機的結構與其有極多的相似之處，所以利用離心壓縮機的結構通過氣體獲取較高的壓強，致使離心壓縮機在運行中具有工作效率高、處理量大等特征。

1.2 離心壓縮機的運行原理

離心壓縮機的運行主要依靠外界氣體作為有利條件。當外界氣體進入到壓縮機中與壓縮機和葉輪接觸后，葉輪裝置在氣體流動的作用下就會開始運轉。隨著注入氣體量的不斷增加，葉輪的旋轉速度也就隨之加快。與此同時，氣體也會向著出口方向繼續運動，期間壓縮機內部所產生的壓力和動能也會有所提升。如果氣體進入到擴壓器中，通過機械能轉換，壓力就會取代所有的動能。接著氣體會依次流入到壓縮機的一個又一個葉輪中，并作相同操作，最終產生生產生活中所需的壓力?，F階段，由于離心壓縮機具有很多運行優勢，因而受到了各領域的廣泛關注。

2 離心壓縮機機械振動故障研究

對于工業加工生產來說，離心壓縮機既是不可或缺的設備組成部分，又是生產效益的基本保障。一旦離心壓縮機發生故障，不僅會給正常的加工成產帶來很大的影響，嚴重時，還對給工業生產造成巨大的經濟損失，所以離心壓縮機的機械振動故障必須引起大家的高度重視。為了對離心壓縮機的機械振動故障加以說明和防范，特結合實際工作經驗，對可能引起離心壓縮機機械振動故障的因素進行總結，以供大家參考。

2.1 轉子與氣封間的摩擦

轉子與氣封間的摩擦通常屬于元器件間的接觸性問題，一般包括以下2種形式：①局部摩擦。這種摩擦是在轉子和氣封在正常運轉時，受到外界因素的干擾，部分產生接觸的磨合現象。②大弧度摩擦接觸。這種摩擦接觸是在局部摩擦產生后，以原有振動頻率為基礎，產生的振動加劇現象，被稱作“削波現象”。

2.2 轉子運動不平衡

由于轉子運動不平衡引起的離心壓縮機振動故障是最為常見的故障之一。根據對離心壓縮機內部結構的了解，轉子的質量中心與旋轉中心會產生一定的偏心距，那么轉子運轉時，受到偏心距的影響就會對轉子離心力的產生造成阻礙。這時，就會促使軸承載荷加大，必然會引起離心壓縮機振動問題的發生。經過整理，轉子不平衡問題主要表現在以下幾個方面：①檢測轉子頻譜時，頻譜圖中顯示出了與眾不同的峰值情形或者是基頻中有大量諧波能量出現；②檢測轉子時域時，波形顯示與標準波形不符，通常正弦波較為常見；③轉子在運轉中，運動軌跡為橢圓狀；④轉速對振動程度的影響明顯。

通過對轉子不平衡時間的分析，得出導致轉子不平衡現象出現的原因主要包括以下3點：①在設計轉子時，忽視了偏心距的存在，設計精度不夠高。②材料質量問題。如果制造時轉子厚度不均勻，也會引起機械振動。③轉子在超負荷狀態下運轉，勢必會造成對機械的損害，例如裂痕問題，致使機械振動現象的發生。通過以上論述，要想降低由于轉子不平衡而引起振動故障的發生概率，就必須根據引發轉子不平衡的原因實施有針對性的處理。

2.3 油膜振蕩

在實際生活中，對于離心壓縮機而言，油膜振蕩問題一般針對的是高速滑動軸承，其表現為以下特征：如果是油膜振蕩，那么可以利用震蕩消失轉速和起始轉速判定。假如二者不同，就可視為油膜振蕩故障。另外，在離心壓縮機運轉時，嘗試加快轉速。在油膜振蕩情況下，振動一般不會有所緩解。

對于因油膜振蕩而產生的機械振動故障，一般采取以下3種處理措施：①對機械預負荷作出適當調整；②避免與油膜的共振區接觸；③調節軸承關鍵值，比如減小軸承間隙或者增加軸承比壓。

2.4 轉子不對中

轉子不對中與轉子不平衡從表面上看沒什么區別，但兩者實則屬于兩種狀態，轉子不對中主要表現內容有：①位置不同的振動大小由負荷大小來決定，負荷降低時，往往高振動更加明顯；②聯軸器同一側互相垂直的2個方向上，2倍頻的相位差是基頻的2倍。目前，轉子不對中的解決辦法有減小安裝誤差、提高設計精度、重新設置導向系統等。

3 結束語

通過以上敘述，可以得知轉子問題引起離心壓縮機機械振動故障的主要原因。因此，只有對轉子所存在的問題加以規避，才能大大提高離心壓縮機的工作質量和工作效率。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕