基于振动测试的螺杆压缩机运转可靠性分析

July.201351ElectricalAppliances■技术创新·日用电器基于振动测试的螺杆压缩机运转可靠性分析李路张岚原安振华（珠海格力电器股份有限公司珠海519110）摘要：本文介绍一种新的压缩机运转可靠性判断方法，使用振动测量设备对螺杆压缩机的振动时域曲线采集，并通过FFT变换得到压缩机运转的频域曲线。分析压缩机的运转部件，包括转子，轴承，电机，本体振动特征，对压缩机的运转状态，可靠性状况形成有效的判断。关键词：螺杆压缩机；振动；频谱；可靠性分析Abstract：Thispaperintroducesanewmethodtojudgetheoperationreliabilityofcompressor.Weusevibrationmeasurementequipmenttocollectthevibrationtimedomaincurveofscrewcompressor,andthenobtaineditsfrequencydomaincurvebyFFTtransform.Throughtheanalysisofvibrationcharacteristicsoftheoperationalpartsofcompressor,includingrotorsandbearingsandmotors,weformedaneffectivejudgmentofcompressor'soperationandreliabilitycondition.Keywords：screwcompressor；vibration；frequencyspectrum；reliabilityanalysis螺杆压缩机是中央空调机组运行中的关键部件，压缩机性能的好坏，振动噪音的大小，往往决定了整个机组产品的品质。从国内、外对螺杆压缩机可靠性的研究来看，对压缩机装配完成后压缩机的运转状态，零部件的磨损状况，冷冻油的老化程度，没有形成有效的在线检测与判定。目前国内还没有形成一套完整的研究思路和研发体系，因此关于螺杆制冷压缩机运转可靠性研究还不够深入，缺乏完善的基础理论依据。1螺杆制冷压缩机振动来源1.1机械方面的振动机械方面的振动[1]主要包括：转子及其运转组件质心的偏移振动；转子加工造成的啮合间隙的不均匀，电机转动转子压缩波动引起的冲击振动；轴承破损，间隙过大引起的振动；开启式螺杆制冷压缩机的电机与联轴器不对中引起的振动；机体外部包括机壳、支承结构、底座的振动。1.2气流引发的振动主要是气流振动。气流的振动主要是吸、排气口的振动，包括气体进、出吸排气腔及转子齿槽基元容积时形成的涡流振动，排气过程中回流和膨胀产生的喷流振动；气流管道脉动及弯头振动。1.3电机引起的振动对于开启式螺杆压缩机，电动机振动由通风、机械运转和电磁等引起。一般通风振动较大，机械运转中的滚动轴承引起的振动次之，滑动轴承的引起的振动较小。电磁引起振动是电动机中特有的，它属于机械性振动，是由定、转子间气隙中的谐波磁场力波引起的。当电源电压不稳定时，最容易产生电磁振动。2采用振动测量原理分析压缩机运转可靠性准确识别噪声与振动来源,主要使用过程如图1压OperationReliabilityAnalysisofScrewCompressorBasedonVibrationTest522013年07月日用电器技术创新·TechnologyandInnovation缩机振动分析流程所示。2.1频率的测量利用锤击法、共振法或试验模态分析法[2]对压缩机不工作时整机和重要零部件进行固有频率的测量，使用的主要仪器为：加速度传感器，力传感器，激振器，动态信号分析仪或相应软件。测量基本过程为：激振器产生激励信号后，通过力传感器作用于试件，由安装在试件上的加速度传感器测取试件动态响应，将响应输入到具有动态信号分析仪中，求得固有频率及其它参数。2.2整机振动和噪声频谱测量选取主要测点进行不同负荷条件下振动和噪声分析，利用频率分析功能获取振动和噪声频谱，使用的主要仪器为加速度传感器，传声器，精密振动计和声级计(内设频谱分析功能软件)，滤波器，测量基本过程为：利用加速度传感器、传声器拾取振动和噪声信号，通过振动计和声级计及配套频程滤波器获得振动谱和噪声谱[3]，记录振动和噪声峰值频率。2.3分析振源的判定方法根据上述测试结果,分析压缩机振动波峰值频率和压缩机整机及部件固有频率之间的相关性,通过判定固有频率的1/3倍频，1/2倍频，1倍频特性找到压缩机振动噪音源。因单独测量构件固有频率与构件装配后的固有频率会有一定的差别,所以只能初步确定一些噪声源和振源,还需进一步结合剩余峰值频率的噪声来源进行分析,以便准确确定各类噪声产生的原因和机理。3使用FISDector分析压缩机运转可靠性3.1FISD