往复式压缩机故障分析和管道振动

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1、4.往复式压缩机的故障分析和管道振动1双作用往复活塞压缩机2往复式压缩机故障率压缩机的大量故障是在使用中由于管理不当产生的，尤其是不善于检测、分析各种参数，不善于从参数的不正常变化中辨别故障产生的苗头，以致一旦发生或严重时才不得不停机处理，而有些故障可能会酿成机器损坏，有毒、易燃、易爆气体外泄等严重事故，因此需要重视对往复式压缩机的故障监测与诊断。3学习本章的目的与主要内容目的：了解往复式压缩机的故障类型、原因、诊断方法本章主要内容往复式压缩机的故障类型与故障原因示功图及阀片运动规律的测量与故障分析压缩机的气流压力脉动与管道振动4往复式压缩机的工作原理5往复式压缩机发生故障的部位基本上是由下

2、列三部分组成：①传递动力部分一曲轴、连杆、十字头、活塞销、活塞等零部件的故障:②气体的进出及其密封部分—气缸、进气和排气阀门、弹簧、阀片、活塞环、填料函及排气量调节装置等部分的故障；③辅助部分—包括水、气、油三路的各种冷却器、缓冲器、分离器、油泵、安全阀及各种管路系统方面的故障。从反映故障状态的监测参数(征兆参数)上可分为两大类:一类故障征兆表现在机器的热力参数变化上，如机器的排气量变化，吸、排气压力变化，各部分温度变化以及油路、水路故障所表现出来的热力参数变化;另一类故障征兆表现在在机器的动力性能参数变化上，如压缩机主要零部件的缺陷、磨损、损坏和断裂故障所表现出来的机器振动和不正常声音，还

3、有各种原因引发的管道振动。6由于往复机械通常需要利用一系列机构将回转运动转换成往复运动（如往复压缩机）或将往复运动转换成回转运动（如内燃机），因而其机械结构比较复杂，运动形式也较为复杂。与旋转机械相比，往复机械具有以下特点：1)运动比较复杂，振动既有旋转运动引起的振动，又有往复运动产生的振动，还有燃烧时冲击产生的振动，众多的频率，范围宽广的激励比较难以识别；2)振动随负荷变化，在转速一定时，其负荷又随外界情况变化；往复机械的振动及诊断分析特点73)同时发生多种振动，相互干扰大。当发动机的运动部件出现不同程度的机械故障时，难以从振动信号中检测出相应的激励变化情况；如气体压力引起燃烧室组件的振动

4、;活塞撞击连杆引起的振动活塞撞击气缸引起的振动等几乎在同一时刻发生4)缸数多，互相耦合，相互干扰，邻缸对本缸以及本缸中各运动部件之间的相互干扰不易区分；5)敏感测点的选择及判断依据的确定比较困难。往复机械的振动及诊断分析特点8往复机械的故障类型结构性的故障：指零件磨损、裂纹、装配不当、动静部件间的碰磨等。性能方面的故障：机器性能指标达不到要求，如功率不足、油耗量大、转速波动较大等。结构性的故障会反映在机器的性能中。往复机械的振动及诊断分析特点9在实际工作中，由于采用性能分析法诊断故障属于间接诊断，一方面不直接，影响因素较多；另一方面，采用性能分析法难度也比较大。所用传感器价格昂贵，寿命较短，

5、因此对于往复机械的监测和诊断，一般以振动诊断法应用较多。由于绝大多数故障都会在振动方面有所反映，因此对振动信号进行分析处理，可以诊断出绝大多数设备故障。往复机械的振动及诊断分析特点10考虑到往复机械的复杂性，对往复机械的故障诊断不仅需要在理论上进行研究，还要做大量的实验研究和经验的积累，同时在检测方法上也不能单一化和简单化。在应用诊断检测的同时，还需应用温度监测、铁谱分析以及性能参数的测定。尽可能采用多种检测手段进行综合检测，并进行谨慎细致的分析，以便尽可能早的发现故障，确诊故障的原因，采取切实可行的处理对策。往复机械的振动及诊断分析特点11有关工业用柴油机410次停机故障的分类统计。反映了

6、往复机械故障的复杂性。故障分类发生率故障分类发生率喷油设备及供油系统27.0调速器齿轮故障3.9漏水故障17.3燃油泄漏3.5气门及气门座故障11.9漏气3.2轴承故障7.0机座故障0.9活塞组件故障6.6曲轴0.2漏油及润滑系统故障5.2其他5.0涡轮增压故障4.4齿轮传动装置故障3.9总计100往复机械的振动及诊断分析特点12启动性能的检测启动性能是柴油机的重要指标，主要影响因素有：启动动力源性能，汽缸压缩性能，供油系统、进气系统以及环境温度等。为此启动性能检测包括了：动力源（蓄电池）性能、汽缸压缩性能、供油压力波、进气压力波、启动瞬时转速等，据此进行单项或者多项相关性诊断。动力性能的检

7、测动力性能是柴油机的核心，主要影响因素包括：汽缸的气密性、供油量、喷油提前角、进气量等。可以利用内燃机瞬时转速变化对气密性和动力性进行监测和诊断。往复机械的动力性能监测13增压系统的检测目前，大部分柴油机（除高速小型柴油机外）都装有废气涡轮增压器，增压器工作好坏直接影响主机工作的状态，因此，为了监测涡轮与压气机的效率，需要测量涡轮进出口压力、温度及其转速，对于压气机也要测量相应的温度与压力参数。对中间冷却器中