螺杆式空压机故障诊断与分析

科技创新导报2013NO.11ScienceandTechnologyInnovationHerald创新技术科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald43旋转机械故障诊断现在已经是全球发展最快的一项新兴技术。大型旋转机械振动监测与诊断系统的研究与应用对于避免巨额的经济损失和灾难性事故的发生有着重要意义。技术人员在发生故障后，判断结果时发现最重要、最关键而且也最困难的问题就是故障特征信息提取。他是诊断故障的最重要环节，直接关系到故障诊断的准确率和故障早期预报的可靠性。这就要借助于信息处理、特别是现代信号处理的理论方法和技术手段来提取最为准确的诊断结果。该文以螺杆压缩机为研究对象，基于转子振动信号提纯的旋转机械故障特征提取技术。1螺杆式空压机的性能介绍英格索兰螺杆式空压机主要由电机、齿轮、轴承座、螺杆等部分组成。其内部结构如图1所示。螺杆空压机是容积式气体压缩机，由相互齿合的转子（即螺杆）、机壳以及适当配置在两端的进排气口组成压缩气体的工作腔，通过减小工作容积来提高气体压力。转子在旋转过程中，阴阳转子赤连接不断地向对方齿槽中填塞、工作腔的容积不断减小，工作腔的齿槽也不断向排气端推进，当压缩容积与排气口相通时，气体以达到预定的压力而排出。气体的吸入过程跟压缩过程一样也是连续不断的，因为机器的转速很高，吸排气可以看成是无动脉的，因此，在一般情况下螺杆空压机可以省去一个体积很大的储气罐。2螺杆空压机故障现象的初步诊断在对空压机的例行检查中，发现四个测点垂直方向振动值较高，而空压机外部各部位的连接螺栓都比较紧固，没有松动现象；混凝土基础（钢结构整体座架）无显著松动，电机轴承温度、压缩机轴承温度都在正常范围。因此，初步怀疑造成风机振动较大的原因在压缩机机壳内部。3空压机频谱分析诊断结论采用HY106C便携式巡检仪分别对空压机的四个轴承的轴向、径向、垂直方向进行了振动信号采集（如图1所示），通过对各轴承处轴承振动信号进行比对分析，发现四个点存在共同特点，即垂直方向振动都特别大。图2为测点3垂直方向的振动频谱图，出现了螺杆啮合频率（167.5Hz）幅值较高，并且有较高的一倍频、而倍频、三倍频、四倍频、五倍频成分，还有较高的下边频成分出现，间隔为42.5Hz（主动螺杆轴的转频）。这表明压缩机螺杆存在较严重的故障。图3为压缩机测点3速度波形图，没有出现明显的冲击。综合分析认为：有明显的边频说明齿轮的问题比较突出或严重，单侧边频主要是反映齿轮偏心或松动造成偏心并还伴有它的倍频成分，因此初步判定该压缩机螺杆存在比较严重的磨损、间隙偏大、有明显的松动现象存在。4结语通过密集的振动跟踪测试分析，发现振动趋势未出现较大上升，幅值上下波动范围不大。由于该设备还要运行两个月就要停产，根据实际情况决定进行监护运行。之后解体检查发现螺杆已经出现了较严重的磨损。因诊断准确，设备运行两个月并未出现事故，在保障设备安全运行的同时，还节省了外委修理的费用。参考文献[1]易良渠.简易振动诊断现场实用技术[M].北京：机械工业出版社.[2]盛兆顺,尹琦岭.设备状态监测与故障诊断技术及应用[M].北京：化学工业出版社,2003.螺杆式空压机故障诊断与分析崔静波程英辉（河北钢铁股份有限公司承德分公司河北承德067102）摘要：该文对螺杆式空压机进行了振动分析，从而判定设备异常，找到故障根源，进一步通过分析信号差异的原因找出故障点，详细描写了现场故障的分析与处理。关键词：螺杆压缩机振动故障诊断频谱中图分类号：TH45文献标识码：A文章编号：1674-098X(2013)04(b)-0043-01图1空压机传动测点示意图图2压缩机测点3振动频谱图图3压缩机测点3速度波形图