往复压缩机故障诊断研究现状及展望

李雪梅

摘 要：往复式压缩机作为一种通用的重要机械在工业上有较为广泛的应用，然而在故障诊断方面较复杂，因此在故障诊断技术方面的研究一直都受到各界的广泛关注。文章主要阐述了往复压缩机现阶段的诊断技术并对往复式压缩机中常见的故障和机理进行了分析，进而提出了研究技术的难点以及今后发展的主要方向，希望对该方面的研究有所裨益。

关键词：往复压缩机；故障诊断；研究

前言

目前，随着我国科学技术的不断发展，工厂的许多机械设备等都向着自动化的目标发展，带来的问题就是机械设备的复杂化使一些零部件之间一环扣一环，联系更加紧密。若是某一部分出现了故障就会导致整个设备的运行受阻，进而造成较大的经济损失，更严重的会造成人员的伤亡。所以，机械设备的正常运行过程中，若是能够及时正确的预报或是诊断出隐含的故障因素，能够使压缩机在保证完整的情况下检查出出现故障的部件，进而能够防止事故的出现，能为企业带来更高的经济效益。

1 往复压缩机故障诊断技术研究现状

每个企业在进行往复压缩机故障诊断技术的选择时，需要将每种技术实施过程中的可能性以及优缺点进行仔细的对比，必须要保证技术的科学合理才能进行下一步实施，进而挑选出最适合机械的故障诊断方法。

1.1 通过分析油液进行故障诊断的技术

在往复压缩机正常运行的过程中，只要涉及到两个运动的面发生接触就一定会引起磨损的现象。根据具体的实验数据可知，运行过程中的不同时间段，往复压缩机的润滑油会呈现出较大差异的衰败长度，磨损的微粒也会有明显不同的特征，主要从形貌、大小、分布以及数量上有所体现。所以，在润滑油中对于往复压缩机的相关信息都有所体现，进行油液的分析故障诊断就是根据这一原理。收集观察往复压缩机所使用的润滑油，再通过各种不同的检测措施，进而分析润滑油的使用状况以及是否携带或携带多少的磨损微粒等各项信息，能够综合评价出所使用的润滑油及设备放入磨损程度，相关的工作人员就能判断出潜在的故障存在。这种故障分析方法的分析的对象是润滑油的磨损微粒与机械性能衰败的信息，因此在实施此种故障诊断的技术之前首要的任务是对分析样品的收集，再进行检测得到数据，进而通过分析所得数据判断出故障的存在与否以及进行预防的方案。由于这一技术的综合性，要求往复压缩机中的零部件都具有不同且明显的特征，只有这样才能保证诊断结果的准确性。

1.2 进行参数测定的故障诊断技术

往复压缩机内的每一个部件都有显著地不同，包括在零部件发生损坏之前和被破坏之后，所以需要借助于机器的测定来对零部件进行性能的检测，再将得到的数据与标准的数据进行比较，进而得出有异常的数据，并确定往复压缩机出现故障的位置，而且要根据检测到的数据与标准的数据差异情况进一步推断出故障的下一步发展趋势。对机械进行测试的过程中，可供测量的对象是不固定的，所以每一次进行测试得到的参数也是不同的，因此根据测试对象的不同主要采取两种方式进行诊断，即电力参数测定和热力参数的测定。在对往复压缩机的故障诊断中，通常都选择热力参数的测定方法，因为这种方法能够较大方面的检测出往复压缩机在热力性能方面的故障。另外在进行多级压缩的过程中，需要根据温度的变化和压力的变化数据进行初步的诊断，得出出现故障的根本原因，这也是热力参数测试方法的直接体现，然而这种方法的缺点是只能进行粗略的判断出故障出现的原因而不能具体化，要求技术人员能够结合气缸的温度压力信号以及功能图进行进一步的考虑，从更深层次考虑出现故障的原因。

1.3对振动情况进行分析的故障诊断技术

在往复压缩机运行的条件下，往复压缩机中的零件之间会产生作用力，进而引发噪声和振动，若是零部件之间发生磨损，往复压缩机的动力学性能将会出现相应的改变。所以，技术人员应该对往复压缩机外部的噪声和振动信号的进行精确的测量，再根据测量的结果数据进一步探讨分析其内部有可能出现的故障情况。然而在实际的操作中，噪声会极易受到周围环境的影响，因此正确的振动数据要求保证故障的诊断技术获得高度准确性是关键因素。同时，技术人员应该通过获取频域以及时域的征兆进行故障的精确诊断。或者能够使用表格的方式把充足且独特的振动信号频谱值输入计算机中，并整理成为故障频谱数据库，那么在诊断的时候，就可以将谱峰进行对比分析，可以根据谱峰的高度变化和预测每种故障出现的根本原因，以及出现频率及分布情况，将多种情况加以综合就可以得出正确的诊断结果。然而，这种方法最大的缺点就是故障谱峰数据库的制作需要花费大量的人力物力来开展模拟实验。因此，在实际的操作中，需要经常收集正常情况下某一组的时域信號，再与正常状态下往复压缩机的指标进行比较，若是测得的数值大于标准的极限指标，那么就可以确定往复压缩机已经出现了故障，正处于异常运行状态。

2 往复压缩机故障诊断技术的展望

2.1 往复压缩机机械的诊断技术要与设计及制造相结合发展

现阶段，有许多的往复压缩机生产厂家，在进行设计和制造往复压缩机时，没有将诊断技术与设计及制造相结合发展。所以，在今后的压缩机设计和制造的过程中考虑到故障诊断，如可以将光纤传感器预先就埋在柴油机的内部，能够为以后的机械诊断和维修提供较大的方便，进而避免了由于间接的测量诊断而带来的误差，同时也能省去大量且复杂的数据信号处理的过程。

2.2 加强往复压缩机中具有共性故障诊断方法的研究

在往复压缩机故障的诊断过程中，根据经验可知有些具有共性的故障出现，因此需要进行系统的归纳和总结，其基本的思路是：在不同的设备当中，如果运行的参数和结构特点之间有相似部分的零部件，一般情况下故障的表现形式以及机理也具有相似性，因此信号的采集和处理的方法也基本相同。所以，针对某种零部件，只需要构建一个诊断相似的模块，就能实现在不同的设备中使用。这样一来，建立好了不同零部件的故障诊断模块，再遇到较为复杂的设备后，只需要将零部件进行细化就能快速的诊断出系统存在的问题。

2.3 将信息处理技术与分析技术的综合应用

技术人员应该能够充分的利用信号处理的技术，提高信息的分析能力，进而增强模块建立的识别能力。然而过去的最为典型的就是傅里叶变换信号处理技术，目前该方法的使用受到了多方面的限制，现阶段已经不能胜任机械故障的检测，取而代之的是新兴的时频分析法，该方法将会得到广泛的应用和充分的发展

2.4 往复压缩机故障诊断趋向智能化

目前，往复压缩机在人工智能化故障诊断中，专家系统和神境网络的研究方向上已经取得了较大的进步，但是在往复压缩机的故障诊断中仍然存在着许多亟需解决的问题。人工智能化的神经网络呈现大规模的并列分布处理系统，而且具有很好的自学性和组织性，更重要的是能够从故障中学习，进而联想记忆和功能匹配等模式，如果能进一步利用好智能化技术，将会很好的解决技术人员解决不了的问题。

3 结束语

在今后往复式压缩机发展的进程中主要发展的趋势是人工智能化以及计算机辅助数据的分析等先进技术，进而开发实现往复压缩机的在线监测和故障诊断系统，利用该系统实现资源的共享，进一步提高故障诊断的准确度，这也是往复式压缩机故障诊断技术的一个创新之处。

参考文献

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[2]程艳霞，铁占续，孙付伟，等.往复式压缩机故障诊断方法研究综述[J].河南理工大学，2010.

[3]张志波.往复压缩机故障诊断技术研究[J].科技创新导报，2012.