螺杆压缩机振动原因分析

螺杆压缩机振动原因分析

1前言

螺杆压缩机是一种容积型、回转式压缩机,它具有许多活塞压缩机无法比拟的优点。近年来,随着转子齿型和其它结构的不断改进,各方面性能在逐步提高,机型种类也在不断增多,容量范围和使用范围也越来越大,特别是在中型制冷装置上,是取代活塞压缩机具有发展前景的一种机型。但是,由于螺杆压缩机作为一种新型的压缩机,在检修维护保养方面,还缺乏成熟的经验与资料。笔者结合这几年来在螺杆机的维护保养方面的工作经验和实践,就螺杆制冷压缩机在使用过程发生的振动问题,进行分析,找出解决振动的方法,从一个侧面为搞好螺杆压缩机的维护保养进行了探讨。

2问题的提出

该螺杆压缩机组用于江苏金浦集团钟山化工有限公司冷冻装置,为双螺杆式,机组型号为LG20A200Z,由武汉冷冻机厂生产制造,主要技术指标见表1。

螺杆机自投入运行以来一直运行平稳,但前一段时间,压缩机出现振动情况,而且随着时间推移,机组振动的幅度也越来越大,不但严重影响到机组的正常运行,而且还多次由于振动造成有关管路脱焊,从而造成跑氨事故的发生,已直接危及到整套装置的正常运行和操作人员的人身安全,螺杆压缩机的振动问题已到了非解决不可的地步。

3原因分析

3.1分析有可能产生振动的原因

为了使分析更有针对性,我们对机组的振动情况进行了检测,测点(主要分布在轴承处)分布如图1所示。检测结果显示,机组③④两测点处的振动较大,且振幅从大到小的排列次序为③④②①,这充分说明机组的振动是由螺杆机头引起的。

在详细查阅了有关资料及产品说明书,掌握了机组的工作原理及其结构的基础上,对机组的振动原因进行了全面的分析和探讨,认为引起螺杆机组振动的原因有以下几种可能:

(1)机组操作不当,吸入过量的润滑油和制冷剂液体;

(2)压缩机与电机轴线错位偏心;

(3)压缩机地脚螺栓松动或螺帽松动;

(4)机组与管道的固有频率相同而产生振动;

(5)压缩机与电机联轴节由于敲击变形,传动芯子磨损等因素,联轴器组合件产生偏重,静平衡被破坏;

(6)机组内部的阴阳转子在运转中受到了不平衡力的作用。

3.2运用排除法,找出振动的真正原因

(1)对机组进行全面检查后,按照正常开车程序,重新起动机组,调整各运行参数(油压、油温、进气压力、排气压力、电流等)至正常范围;

(2)重新校正压缩机与电机同轴度到规定的范围(端面跳动0.08mm,径向跳动0.08mm) ;

(3)检查地脚螺栓、螺母有无松动,并紧固好;

(4)改变机组有关工艺管线支承点位置,把关键部位的硬管连接改为波纹管连接和不锈钢软管连接,消除共振点。

综上所述,每采取一项相应对策和措施后,都开机试运转,检查机组振动情况,发现机组振动情况暂时虽有所好转,但振动还没有从根本上消除,这说明以上4个方面的原因不是机组振动的主要原因。

(5)检查联轴器,发现有敲击痕,并变形很大;拆卸联轴器,联轴器橡胶传动芯子磨损严重。由此我们推断,联轴器可能产生偏重,静平衡被破坏。再经过多次盘动机组,转动后停止的位置基本维持不变,又从另外一个侧面证明以上的推断。

联轴器静不平衡,机组运转后离心力在轴承上产生附加载荷,对轴承交变作用,轴承受力产生变化,磨损加大,变形加大,温度升高,机组产生振动。可见,联轴器静不平衡是产生振动的原因之一。

(6)通过对机组结构,特别是对阴阳转子运转过程的受力进行了详细分析,认为转子不平衡力的产生是由各部件间隙不当引起的。即:阴阳转子与排气端座贴合面间的间隙;单列向心推力轴承组件外隔圈和轴承之间的间隙;平衡活塞与平衡活塞套间的间隙;主轴瓦与主轴颈间隙;轴承压盖与单列向心推力球轴承外圈端面间隙。由于间隙不当引起摩擦、撞击等产生不平衡力,其结果必然会引起振动。

通过进一步拆检机组,测量相关部件间隙,并与标准间隙进行了分析和对比。测量间隙与标准间隙对照表见表2。

从表2中可以看出,阳转子轴承压盖与单列向心推力球轴承外圈端面的测量间隙与标准间隙相比大了许多,再经对轴承压盖和轴承挡圈仔细检查,发现轴承压盖和轴承挡圈均有不同程度的撞击痕迹,由此可以推断轴承压盖与单列向心推力球轴承外圈端面间隙过大是造成转子运转中不平衡力产生的主要原因,即机组产生振动的又一个原因。