螺杆空压机机架共振的分析与研究

伍 星

攀钢发电厂 四川攀枝花市

1.概述

螺杆式空压机广泛用于冶金、机械、化工、地矿、电力等行业，发电厂有SRC330SW型、SRC-340型、SA250W-6K型、SA230型的空压机15台，其中双螺杆空压机有11台，单螺杆式2台，其他形式2台。发电厂双螺杆空压机常见故障有机架共振、机头振动大、电机振动大、排气温度高、排气量不足、排气压力低、轴承温度高等，在这些常见的故障中，以“机架共振”危害大，产生的后果最严重。在此针对SRC330SW型双螺杆空压机机架共振进行分析研究。

2.SRC330SW型空压机的工作原理

SRC330SW型双螺杆空压机是一种双轴容积式回转型压缩机。进气口位于机头上端，排气口在机头底部，两只高精度阴、阳转子平行安装在机头的机壳内。阳转子有4个齿，阴转子有6个齿；齿形呈螺旋状，两者相互啮合。电机通过1组高精度增速齿轮带动阳转子，并将转速由电机的2950r/min增加到3800r/min。压缩是通过阴、阳转子在气缸内互相啮合来完成的，压缩过程为吸气→压缩→排气。合面移至排气端面，此时齿沟空间为零，即完成“排气过程”。与此同时，阴、阳转子的另一对齿已转至进气端，形成最大空间，开始吸气过程。由此开始一个新的压缩循环。

3.SRC330SW型空压机机架共振的危害

SRC330SW型空压机电机固定在机架上，机头固定在电机上。当电机、机头和机架的固有频率相近时，产生了共振，再反映到电机和机头上，使其振动值严重超标（最高达到了0.23mm）。此型号空压机转速非常高，机头达到了3 800r/min，振动值超标，将减少轴承使用寿命、降低电机及机头钢件的强度、转子的啮合状况变差等，最终可能发生空压机飞车事故。

4.SRC330SW型空压机机架共振的分析

（1）机架稳固性差。SRC330SW型空压机机架的底座部分由16#槽钢制作，空压机电机及机头的全部重量及运行状态下的振动都压在底座上（图1），对于转速高、重量大的空压机，其刚性结构相对来说比较差。在基础非常良好的情况下，底座的刚性不会发生改变，一旦基础条件差，底座就会随着空压机运行时间变长而出现变形。底座出现变形后，与基础接触不严实，空压机就像在沙地上运行一样，振动非常大。

（2）机头、电机与机架为刚性连接。SRC330SW型空压机的电机靠螺栓连接在机架的底座上，属于刚性连接；机头是靠螺栓与管道、油细分离器连接，管道和油细分离器也是靠螺栓连接在机架的底座上，也属于刚性。当电机、机头的振动直接传递给机架的底座，机架出现变形后，其振动将成倍增大，并返给电机和机头，引起电机和机头更大的振动。

（3）水泥基础标号不够。SRC330SW型空压机的基础由于历史原因，水泥强度不够，造成空压机长时间运行后，水泥基础出现沉降，导致机架在基础上接触不严实，出现机架的底座变形。

5.SRC330SW型空压机机架共振处理

通过查阅大量资料及多年检修空压机的经验，总结了处理发电厂SRC330SW型空压机机架共振的方法。处理共振从3个方面着手，加固基础、使机架底座与电机座分离和机头增加减振装置。

（1）加固基础。将原水泥基础拆除，重新浇注，并在重新浇注的混凝土内植入钢筋，增强基础的牢固程度。由于要增加机头的减震装置，现有的位置无法安装，只有提高电机、机头的高度200mm。所以，在制作电机基础时，将原标高增加200mm高，其他基础的标高不变。在电机基础位置预装1块1500mm×1500mm×20mm钢板，在机头基础位置预装一块800mm×500mm×20mm钢板，作为电机座及机头的固定板。

（2）使机架底座与电机座分离。将电机座与机架底座割断，重新在新浇注的基础上制作电机底座，并固定在预埋的钢板上，并用16#槽钢加固剩余的机架底座。彻底将电机座与机架底座分离，并独立于水泥基础上（图2）。

（3）机头增加减振装置。虽然电机与机架成功割断，但机头出口管还是与机架形成刚性连接。所以，在机头出口与出口管间加装减振装置，让机头和电机产生的振动不能直接的反映给机架，并将振动值衰减后再传递出去，减小机架的振动。

图1 空压机安装示意图

图2 处理后的空压机安装示意图

6.处理前后对比

根据几台空压机的振动情况，利用6#空压机进行处理试验。处理前测量各点的振动值（低频值）见表1。

表1 处理前6#空压机测量振动值 μm

根据发电厂《空压机四大标准》中规定，其轴承振动的最高值为8.5μm。从表1可以看出，1#轴承垂直振动值达到9.1μm，2#轴承轴向振动值达到10.5μm，3#轴承垂直、水平振动值达到11μm以上，均超出最高值。

表2 处理后6#空压机测量振动值 μm

按照制定的处理方案，经过1个多月的处理后，6#空压机各点的振动值见表2。

从表2可以看出，处理前振动值超标的几个点在处理后都得到明显的降低，有些值达到了优秀的标准。