离心压缩机机械振动故障分析

赵岩

摘 要：离心压缩机作为现代机械设备的代表，在各个领域的生产中已经得到了广泛运用。然而在实践中不难发现，机械振动故障的发生已经严重影响到了离心压缩机作用的发挥。因此，离心压缩机机械振动故障问题的处理成为了离心压缩机高效利用的重点内容。

关键词：离心压缩机；机械振动故障；油膜振荡；转子不对中

中图分类号：TH452 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.081

离心压缩机作为一种现代化生产的重要机械设备，由于其具有体积小、质量轻、稳定性高等特点，因而被广泛应用在了石油开采、化工提炼以及冶金加工等领域，并且在生产产值提高上发挥了很大的作用。随着离心压缩机应用的不断深入，其自身的一些弊端也逐渐显现了出来，比如机械振动故障就是比较突出的问题之一。只有采取有效的方式方法对离心压缩机的机械振动故障加以分析和解决，才能确保离心压缩机在工业加工生产中发挥实质性的作用。

1 离心压缩机概述

作为一种常用的工业生产机械设备，要想准确地对离心压缩机机械振动故障原因进行分析，并采取合理的处理措施解决，首先就要对其内部结构、运行原理等基本信息有一定的了解和认识。这样才能更加全面地分析和总结故障问题。

1.1 离心压缩机的基本结构

离心压缩机只是压缩机种类的一种，通常又被叫作“涡烨压缩机”。离心压缩机够由定子和转子2部分组成。这2部分又包含了很多内部元器件，比如转子部分主要有叶轮、推力盘主轴等，而定子部分则大部分指离心压缩机的关键元器件，包括密封、推力轴承、支承轴承隔板等。离心鼓风机的结构与其有极多的相似之处，所以利用离心压缩机的结构通过气体获取较高的压强，致使离心压缩机在运行中具有工作效率高、处理量大等特征。

1.2 离心压缩机的运行原理

离心压缩机的运行主要依靠外界气体作为有利条件。当外界气体进入到压缩机中与压缩机和叶轮接触后，叶轮装置在气体流动的作用下就会开始运转。随着注入气体量的不断增加，叶轮的旋转速度也就随之加快。与此同时，气体也会向着出口方向继续运动，期间压缩机内部所产生的压力和动能也会有所提升。如果气体进入到扩压器中，通过机械能转换，压力就会取代所有的动能。接着气体会依次流入到压缩机的一个又一个叶轮中，并作相同操作，最终产生生产生活中所需的压力。现阶段，由于离心压缩机具有很多运行优势，因而受到了各领域的广泛关注。

2 离心压缩机机械振动故障研究

对于工业加工生产来说，离心压缩机既是不可或缺的设备组成部分，又是生产效益的基本保障。一旦离心压缩机发生故障，不仅会给正常的加工成产带来很大的影响，严重时，还对给工业生产造成巨大的经济损失，所以离心压缩机的机械振动故障必须引起大家的高度重视。为了对离心压缩机的机械振动故障加以说明和防范，特结合实际工作经验，对可能引起离心压缩机机械振动故障的因素进行总结，以供大家参考。

2.1 转子与气封间的摩擦

转子与气封间的摩擦通常属于元器件间的接触性问题，一般包括以下2种形式：①局部摩擦。这种摩擦是在转子和气封在正常运转时，受到外界因素的干扰，部分产生接触的磨合现象。②大弧度摩擦接触。这种摩擦接触是在局部摩擦产生后，以原有振动频率为基础，产生的振动加剧现象，被称作“削波现象”。

2.2 转子运动不平衡

由于转子运动不平衡引起的离心压缩机振动故障是最为常见的故障之一。根据对离心压缩机内部结构的了解，转子的质量中心与旋转中心会产生一定的偏心距，那么轉子运转时，受到偏心距的影响就会对转子离心力的产生造成阻碍。这时，就会促使轴承载荷加大，必然会引起离心压缩机振动问题的发生。经过整理，转子不平衡问题主要表现在以下几个方面：①检测转子频谱时，频谱图中显示出了与众不同的峰值情形或者是基频中有大量谐波能量出现；②检测转子时域时，波形显示与标准波形不符，通常正弦波较为常见；③转子在运转中，运动轨迹为椭圆状；④转速对振动程度的影响明显。

通过对转子不平衡时间的分析，得出导致转子不平衡现象出现的原因主要包括以下3点：①在设计转子时，忽视了偏心距的存在，设计精度不够高。②材料质量问题。如果制造时转子厚度不均匀，也会引起机械振动。③转子在超负荷状态下运转，势必会造成对机械的损害，例如裂痕问题，致使机械振动现象的发生。通过以上论述，要想降低由于转子不平衡而引起振动故障的发生概率，就必须根据引发转子不平衡的原因实施有针对性的处理。

2.3 油膜振荡

在实际生活中，对于离心压缩机而言，油膜振荡问题一般针对的是高速滑动轴承，其表现为以下特征：如果是油膜振荡，那么可以利用震荡消失转速和起始转速判定。假如二者不同，就可视为油膜振荡故障。另外，在离心压缩机运转时，尝试加快转速。在油膜振荡情况下，振动一般不会有所缓解。

对于因油膜振荡而产生的机械振动故障，一般采取以下3种处理措施：①对机械预负荷作出适当调整；②避免与油膜的共振区接触；③调节轴承关键值，比如减小轴承间隙或者增加轴承比压。

2.4 转子不对中

转子不对中与转子不平衡从表面上看没什么区别，但两者实则属于两种状态，转子不对中主要表现内容有：①位置不同的振动大小由负荷大小来决定，负荷降低时，往往高振动更加明显；②联轴器同一侧互相垂直的2个方向上，2倍频的相位差是基频的2倍。目前，转子不对中的解决办法有减小安装误差、提高设计精度、重新设置导向系统等。

3 结束语

通过以上叙述，可以得知转子问题引起离心压缩机机械振动故障的主要原因。因此，只有对转子所存在的问题加以规避，才能大大提高离心压缩机的工作质量和工作效率。

参考文献

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〔编辑：刘晓芳〕