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VK型离心式压缩机组振动故障诊断 曾宪虎 摘要：通过处理VK型离心式压缩机组振动故障实践，总结出大型离心式压缩机组共振的主要特征。各种机器设备在运行中，都不同程度地存在振动。引起大型离心式压缩机组振动的原因较为复杂，对设备的危害程度较大，轻则引起停机，重则破坏机器。快速、准确地诊断大型离心式压缩机组振动故障，对于节省处理时间、减少停机损失具有重大现实意义。针对离心式压缩机组出现的振动故障，运用VM63型手持测振表和CAMD6100型旋转机械状态监测与故障诊断系统，将故障实际情况与设备状态监测与诊断等相关理论知识相结合，进行分析、诊断，判断离心式压缩机组振动的类型和故障的原因，采取相应的处理措施，通过单体试车和联动试车均正常，验证了分析与诊断的准确性，总结出大型离心式压缩机组发生共振所具有的一般特征：强制外力的振动频率分量在振动频谱图上十分突出；当机组共振时，其振动通常表现出很强的单向性；机组发生共振时，其振动幅值较高且具有不稳定性。 关键词：离心式；压缩机组；振动；故障；诊断 0 引言 随着冶金化工企业各类离心式压缩机设备不断地大型化，离心式压缩机设备的精密、复杂程度也越来越高，保持其稳定、安全、经济的运行是保证系统正常运行的前提，对该类设备的维护要求也更高，尤其是对经常出现的各类振动故障及异常情况，准确的分析判断和及时合理地处置，是保证压缩机及其系统正常稳定运行必须的重要环节。 本文以德国德马格公司生产的VK型离心式压缩机组振动故障的实际诊断和处理过程，总结出大型离心式压缩机组共振故障时所具有的一般特征，对此类设备振动原因分析及故障处理，具有一定借鉴和指导意义。 1 设备结构、参数及振动测点布置方式 1.1 设备结构 我公司一套大型空气分离制氧机组是１９９１年从法国液空公司成套引进的二手装置，其关键动设备是德国德马格公司于１９６８年制造的离心式空压机组,为空气分离装置压缩空气。该机组采用同步电机驱动，主电机通过刚性联接轴两端的柱销式联轴器，带动压缩机主齿轮，再驱动位于主齿轮两侧从动齿轮轴上的四级闭式叶轮来压缩空气，为空分装置提供洁净的原料空气。其机组结构及振动测点布置方式如图1。 图１ 空压机结构及振动测点布置示意图 1.主电机 2.刚性联接轴 3.压缩机 4.叶轮 1.2 设备参数 主电机：同步电机；额定电压5500V；频率50HZ；功率7600KW；转速1500r/min。 空压机：压缩介质为空气；吸气压力为绝压0.1MPa；排气压力为绝压0.7MPa；设计流量85000 m3/h；I、II级叶轮轴转速4200r/min；III、IV级叶轮轴转速6170r/min。 1.3 振动测点布置方式 振动测点分布在各轴承座外壳上，如图1所示。水平、垂直和轴向分别记为H、V、A。 2 故障现象描述 在空压机组正常运转过程中，其主电机转子引线处突然开路，将该电机抢修处理后联动试车，电机自由端轴瓦振动大，轴承外壳垂直方向振幅最大为83um，检查电机轴瓦、调整瓦背紧力后，振幅降至52 um，随后转入正常生产。运行4天后，因空气分离装置工况不好，该空压机组停产进入检修。对主电机前、后轴瓦再次进行了检查，修后联动试车3次，均发现电机后瓦振动大。为避免频繁启车对压缩机造成损伤和便于分析原因，安排拆开联接轴，单试电机，结果电机自由端轴瓦动仍高，最高振幅达到637um。经对电机转子做全速动平衡并检查调整轴瓦间隙后，单试电机正常，联动试车电机西瓦振动剧烈。多次反复试车均类似。 我们在故障处理初期，采用VM63型手持测振表对该机组进行振动监测，后期采购一套西北工业大学CAMD6100型旋转机械状态监测与故障诊断系统进行现场振动检测，发现主电机振动具有以下一些特征： 1） 电机单体试车时，其振动状态良好，但当电机和压缩机进行联动空负荷试车时，压缩机振动状态良好，电机振动却非常剧烈，人站在电机附近感觉小腿振得发麻。 单试电机时测点①、②轴瓦外壳振动幅值不大，最大振幅为19μm。联动试车时压缩机各轴瓦外壳处振动均在20μm以下，电机轴瓦振动幅值却较大。其中一次用手持表测得联动试车时主电机测点①处垂直方向的振动幅值，从开始的150多um，很快增大到300多um，进而最高达到637um。 2） 在对电机进行振动监测时还发现，该电机启动过程中和达到同步后，振动不仅剧烈，而且振幅很不稳定，且振动特性是非线性的，随时间呈喇叭形急剧增长，电机同一测点处水平、垂直和轴向三个方向上的振动幅值相差明显，垂直方向振动幅值最大。 3） 在联动试车电机出现振动异常后，如果在较短时间内，脱开联轴器，再空转电机，则电机不能恢复到单体试车时的正常状态。 3 故障诊断过程 我们知道，离心式压缩机具有转速快、精度高等特点，振动是压缩机组常见的故障。通常引起