【正文】 運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)二段出口管道振動(dòng)很大，最大振幅達(dá) 400， 管道上的閥門(mén)、壓力表均被振壞，管卡被振松振斷。 壓縮機(jī)參數(shù)： 轉(zhuǎn)速 n=428r/min 吸入溫度 t=20℃ 一級(jí)排氣額定壓力 p1=～ 二級(jí)排氣額定壓力 p2= 一級(jí)進(jìn)氣管實(shí)測(cè)長(zhǎng)度 l= 聲速 : 雙缸雙作用壓縮機(jī)的激發(fā)頻率 一階共振管長(zhǎng) smRTa /3 4 32 9 32 8 ????? ?Hzf x 2 8 ???mfalx~ 3 4 3)~(4)~( ?????? 一般對(duì)于避免管道氣柱共振的措施有兩種：其一是取消進(jìn)氣管 ， 這樣一級(jí)排氣壓力可以恢復(fù)到正常的設(shè)計(jì)壓力；其二是把進(jìn)氣管加長(zhǎng) 。 (c) 閥隙通流面積太小 ， 氣流阻力太大； (d) 氣流存在壓力脈動(dòng)。經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)曲軸箱靠電動(dòng)機(jī)端的底座地腳螺釘確定松動(dòng)情況嚴(yán)重，引起該處測(cè)點(diǎn)很高的振幅。 如果氣流脈動(dòng)頻率恰好與氣柱或管道自振頻率相同 ， 就會(huì)產(chǎn)生管道共振 ，這種共振將帶來(lái)嚴(yán)重的后果 ， 不僅引起壓縮機(jī)和基礎(chǔ) 、 管道各連接部分松動(dòng) ， 嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)窳压艿?。 圓角半徑一般取 r=(～ )d(d為曲拐銷(xiāo)直徑 )， 其表面粗糙度不大于。 對(duì)其結(jié)構(gòu)形狀 、應(yīng)力集中情況和裝配精度等方面都有嚴(yán)格要求 。 閥件破損后碎塊落入氣缸 ， 引起氣缸拉毛 ， 活塞和活塞環(huán)損壞 ， 帶來(lái)更為嚴(yán)重的問(wèn)題 。 — 包括水、氣、油三路的各種冷卻器、緩沖器、分離器、油泵、安全閥及各種管路系統(tǒng)方面的故障。 （ 6） 活塞桿跳動(dòng)量過(guò)大 。 （ 3） 安裝不正確或工作中氣缸軸線(xiàn)發(fā)生變化 ， 與曲軸軸線(xiàn)不垂直 ， 使曲軸承受附加彎矩 。 對(duì)于天然氣工業(yè)用的壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)則以美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) API618為基礎(chǔ) 。該機(jī)型為 2列 、 對(duì)稱(chēng)平衡式 ， 結(jié)構(gòu)布置如圖 46所示 。故障的判別一般采用正常示功圖與不正常示功圖作對(duì)比的方式進(jìn)行 ， 需要有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 。 我們可以通過(guò)諧波分析方法 ， 把氣流脈動(dòng)波形分解為數(shù)階諧波 ，其中幅值最大的諧波稱(chēng)為主諧波 。這樣，通過(guò)能量轉(zhuǎn)換，緩沖器就等于一個(gè)氣體彈簧，起到對(duì)振源的隔振作用，從而把出緩沖器后的壓力脈動(dòng)峰值降低了很多。對(duì)于高壓壓縮機(jī)以及管道內(nèi)壓力不均勻度較高的場(chǎng)合，在配管設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到管道的走向平直，在轉(zhuǎn)彎處要增大轉(zhuǎn)彎半徑，避免氣流方向的突變，減小氣流對(duì)管壁的沖擊力。當(dāng)然，管道中氣流壓力的不均勻度首先與激發(fā)源有關(guān)，在多缸壓縮機(jī)中，缸體的布置方式和各缸曲柄的錯(cuò)角位置將會(huì)直接影響到壓力波的波長(zhǎng)和波動(dòng)的均勻性。閥片運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)的 “ 時(shí)間 — 截面 ” 太小 ， 表示氣閥流通截面太小 。 當(dāng)即決定停機(jī)檢查 ， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)一級(jí)缸十字頭螺栓松動(dòng) ， 使活塞 、 連桿和十字頭在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生較大的撞擊力 。 經(jīng)?？赡馨l(fā)生振動(dòng)的部位和原因： 1. 振動(dòng)故障 Chap 4 往復(fù)壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng) 2022/8/25 工業(yè)裝備故障診斷技術(shù) 18 壓縮機(jī)故障振動(dòng)分析 1. 振動(dòng)故障 ① 氣缸與底座調(diào)整不良 ， 連接螺栓松動(dòng) ② 氣缸與活塞環(huán)磨損或間隙太大 ③ 氣缸余隙太小 ， 活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中碰撞閥座 ， 發(fā)出沉悶的金屬撞擊聲和振動(dòng) ④ 活塞和閥座上的螺栓螺母因松動(dòng)而落入氣缸 ， 發(fā)生敲擊振動(dòng) ⑤ 氨制冷壓縮機(jī)和臨界溫度較低的氣體容易發(fā)生氣缸帶液 ，在氣缸內(nèi)發(fā)生液體沖擊 ⑥ 壓縮機(jī)運(yùn)行中曾中斷供水，閥門(mén)、缸壁、活塞溫度迅速上升，在高溫下突然通入冷卻水冷卻氣缸，使缸壁驟然冷卻而抱住活塞，產(chǎn)生很大振動(dòng)，甚至嚴(yán)重?fù)p壞缸體和活塞 氣 缸 振 動(dòng) Chap 4 往復(fù)壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng) 2022/8/25 工業(yè)裝備故障診斷技術(shù) 19 壓縮機(jī)故障振動(dòng)分析 1. 振動(dòng)故障 機(jī) 體 振 動(dòng) ① 往復(fù)慣性力和力矩沒(méi)有平衡好 ② 曲軸中心線(xiàn)與機(jī)身滑道中心線(xiàn)不垂直 ③ 對(duì)稱(chēng)平衡型壓縮機(jī)機(jī)身的主軸承不同心 ， 機(jī)身水平度不符合要求 ④ 地腳螺松松動(dòng) ， 運(yùn)動(dòng)部件連接不牢 ， 基礎(chǔ)剛性不好 ， 底座不均勻下沉 ⑤ 聯(lián)軸器對(duì)中不良 ， 或機(jī)體基礎(chǔ)與電動(dòng)機(jī)底座不均勻下沉 ⑥ 主軸承間隙過(guò)大或軸瓦磨損 ⑦ 連桿大頭和曲拐銷(xiāo)之間間隙過(guò)大 ， 曲拐銷(xiāo)向反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)大頭瓦產(chǎn)生撞擊 ⑧ 十字上下滑板與十字頭滑道間隙過(guò)大 。 （ 3） 氣缸帶液 （ 例如 ， 制冷壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器中的液體造成 “ 沖缸 ” ；壓縮機(jī)吸入氣體太潮濕 ， 氣體被壓縮后有水份析出 ， 發(fā)生氣缸 “ 水擊 ” ） ， 可撞裂活塞 ， 甚至擊破氣缸 。 （ 2） 開(kāi)口銷(xiāo)折斷引起連桿螺栓松動(dòng) 、 斷裂 。 ?閥片材料缺陷 —— 材料夾渣 、 夾層 、 裂紋等缺陷引起閥片應(yīng)力集中 。 另一類(lèi)故障征兆表現(xiàn)在機(jī)器的動(dòng)力性能參數(shù)變化上 ， 如壓縮機(jī)主要零部件的缺陷 、 磨損 、損壞和斷裂故障所表現(xiàn)出來(lái)的機(jī)器振動(dòng)和不正常聲音 ， 還有各種原因引發(fā)的管道振動(dòng) 。 （ 3） 活塞桿的材質(zhì)和熱處理有問(wèn)題 ， 例如存在粗晶 、 魏氏體組織 、 偏析以及強(qiáng)度和塑性不符合要求 。 Chap 4 往復(fù)壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng) 2022/8/25 工業(yè)裝備故障診斷技術(shù) 13 曲軸斷裂 曲軸承受較大的交變載荷和摩擦磨損 ， 對(duì)疲勞強(qiáng)度和耐磨性要求較高 。 壓縮機(jī)機(jī)體振幅的大小與機(jī)器的結(jié)構(gòu)型式有關(guān) 。 往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行故障振動(dòng)和聲音的狀態(tài)監(jiān)測(cè) ， 相對(duì)其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械來(lái)說(shuō)難度較大 ， 故障診斷的研究工作開(kāi)展得還不很普遍 。 Chap 4 往復(fù)壓縮機(jī)故障分析和管道振動(dòng) 2022/8/25 工業(yè)裝備故障診斷技術(shù) 27 示功圖及閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律的測(cè)量和故障分析 壓縮機(jī)示功圖顯示的故障 壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí) ， 氣缸內(nèi)的氣體體積和壓力是在不斷變化的 ， 通常利用示功器觀(guān)察和記錄不同的活塞位置或曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)氣缸內(nèi)部氣體壓力的變化 ， 所得到的就是 PV示功圖 。 只要容器的容積大于管道容積的 10倍以上 ，