關于往復式壓縮機振動分析及應對措施的探討

高志濤 干杰

摘要：時代在進步的同時，往往也給我們帶來了新的科技成果。壓縮機在工業生產中有著廣泛的應用，并起到了很好的效果，對于人民生活質量的提高有著重大的作用，它極大的改善了人們的生活質量和環境。但是有得必有失，往復式壓縮機在工業生產中的應用給人們帶來便利的同時，也給人們帶來了很多的污染，如噪聲污染等。已經無時無刻不對我們的生活產生著負面的影響，所以我們對壓縮機在工業生產上帶來更大期望的同時，同樣也不能忽視該設備對環境產生的危害，還要結合實際情況對壓縮機的共振產生情況進行處理。鑒于此，本文主要分析往復式壓縮機振動分析及應對措施。

關鍵詞：往復式壓縮機；振動；措施

1 引起往復式壓縮機振動的原因及其危害

1.1 往復式壓縮機振動原因

（1）是機器都有產生振動。這些振動往往都是由于平衡性能導致的。往復式壓縮機也不例外，其振動也是由于壓縮機平衡性能。壓縮機在運行時，曲柄和活塞是連接在一起工作的，它們組建在一起做加速或者減速運動，由于慣性，產生慣性力，二者在旋轉時不斷進行往復運動和旋轉。

（2）壓縮機產生振動的原因不僅一個。在運轉過程中，壓縮機也會產生振動。在壓縮機運行時，內部組件會導致振動，外界因素也是不可忽略的。在壓縮機安裝過程中，地面是否平整，壓縮機是否牢固等都會導致振動。在壓縮機氣缸內氣體的調節過程中，往往會受到壓縮機運轉結構的影響，在振動特性相關的不同組件的變化中，會產生相應的系統旋轉式調節變化，根據慣性平衡和運動慣量變化關系，可以得到更多的有關于往復式壓縮機振動變化的具體情況。

1.2 產生共振時對往復式壓縮機的損害

我們知道機械做的無用功對于機械的壽命影響很大。壓縮機由于它的管路振動劇烈使得管發生破裂，從而影響到往復式壓縮機的壽命和使用安全。在共振對往復式壓縮機產生影響的危害分析中，大部分是關于重點的對周圍環境產生的污染情況分析，工業對城市的污染已經成為當今社會的重要課題，受到社會各界的廣泛重視。重要的是，當振動分貝大于一定程度時，就會成為噪音，給人們帶來危害。

2 設備故障維護措施分析

2.1 熱性能參數檢測技術

熱性能參數檢測主要對壓縮機的熱性能參數進行分析，根據熱性能參數分析結果判斷壓縮機運行狀態，再對比壓縮機正常運行下的熱性能參數，從而判斷設備故障。目前研究人員對熱性能參數檢測的研究較多，且取得一定進展，但是該技術在實際應用的效果不佳，檢測結果的可靠性不高，難以用于預測壓縮機的潛在故障。因此，該技術用于設備故障分析較少，而主要用于檢測設備運行工況及其參數。

2.2 振動噪聲檢測

該檢測方法基于設備運行狀態下不同部位的振動幅度和頻率差異，振動檢測技術將設備振動幅度和頻率轉化為振動信號，再根據振動信號特點判斷設備故障。例如對機器表面振動情況進行分析，可以用于判斷設備的氣缸、主軸承等部位是否存在異常。再使用專用設備對疑似故障部位進行深入檢測，進一步查明故障及其原因。理論上看，振動噪聲檢測的可靠性高，并且振動噪聲檢測技術已經廣泛用于多個領域檢測設備故障。

2.3 油液分析法

該檢測方法基于油液的物理化學性能差異以及油液磨損合信息，例如分析潤滑油酸度和水分、光譜、鐵鋪等信息，判斷設備故障原因。油液分析是當前常用檢測方式，主要用于齒輪箱、壓力系統等部位故障檢測，準確率高。

2.4 人工智能

人工智能屬于新興故障檢測技術，該檢測技術基于計算機、人工智能的發展。人工智能檢測方法以專家系統和神經網絡技術兩種，專家系統檢測方法基于大量檢測實踐經驗和該領域專家知識，并結合計算機技術，根據故障表現推理故障根源和搜索解決問題的策略。專家系統檢測方法多用于處理復雜且難度較高故障。和其他檢測技術相比，專家系統操作簡單，但是獲取專家知識和實際經驗的難度高，并且依賴于專家知識和實踐經驗，因而專家系統存在許多漏洞，需要不斷完善。

2.5 改變系統的共振頻率

管道系統的振動，是由于其作用在系統上的激振力引起的。而在往復式壓縮機工作時，絕大多數振動都是由于管道內氣流壓力沖擊的脈動引起的。在往復式壓縮機管道系統中，當激振力的振動頻率與管道系統的固有頻率相近時，則會發生共振。為了避免這種災難性后果的發生，我們需要使往復式壓縮機的激振頻率與系統固有頻率之間有一定的頻帶寬度。而系統指定的往復式壓縮機的激振頻率是一定的，那么就只有提高管道系統的固有頻率。根據機械振動理論可知，系統固有頻率的公式可以用等效剛度和等效質量進行描述：

式中：Ke—管道系統的等效剛度；Me—管道系統的等效質量。

對管道系統的加固相當于是質量彈簧系統中彈簧的并聯，由上述公式可知，采用合適的方式對管道系統進行加固，提高整個管道系統的剛度，可以使得管道系統具有很高的固有頻率，從而有效避免共振。相關研究表明，鋼架用于支承管系和部分設備，對鋼架的技術指標有兩個要求：①為管道和設備的支承點提供合適的剛度；②鋼架結構系統的最低固有頻率應大于1.2×激發主頻。在相應的三維造型軟件中進行實體建模，通過ANSYS或者ABAQUS等商用有限元軟件進行模態分析計算，得出系統的固有頻率和振型，進而指導管道系統的改進，以消除振動。

總之，隨著時代的進步，科學技術的不斷改革與完善，我國在各個方面都取得了巨大的成就。在工業發展中，往復式壓縮機在實際操作中起著巨大的作用，是不可缺少的設備。在工業生產中應用的范圍很大，其運作情況和研究措施的變化對其工作狀態有著十分重要的影響。但是該設備在工作時往往都要做一些無用功，無疑對能源和機械都有損失。因而，我們應對壓縮機的振動分析和應對措施進行深入研究，此研究對工業發展具有重要的意義。

參考文獻：

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