DH－80空气压缩机轴承振动原因分析及预防措施

秦 涛

0 引言

离心式压缩机又称透平式压缩机，主要用来压缩和输送气体。其主要由转子和定子2部分组成。转子包括叶轮和轴，叶轮上有叶片、平衡盘和一部分轴封；定子的主体是气缸，还有扩压器、弯道、回流器、进气管、排气管等装置。当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，被甩到后面的扩压器中，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断被吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。离心式压缩机具有以下优点：结构紧凑，尺寸小，重量轻，排气量范围大；排气连续、均匀，不需要中间罐等装置；振动小，易损件少，不需要庞大而笨重的基础件，运转可靠，寿命长；除轴承外，机器内部不需润滑，省油，且不污染被压缩的气体；转速高；大排量时效率高，节能降耗能力强；维修量小，调节方便。因此，离心式空气压缩机具有较为广阔的应用前景。

1 离心式空气压缩机工作原理

离心式空气压缩机属于速度式压缩机，在用气负荷稳定时工作稳定可靠。离心式空气压缩机通过高速旋转的叶轮离心加速，增加了压力，实现了机械能向气体的静压能和动能的转化。气体在流经扩压器的通道时，流道截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，也就是进一步起到增压的作用。从这里可以看出，叶轮对气体做功是气体压力得以升高的根本原因，而叶轮在单位时间内对单位质量气体做功的多少是与叶轮外缘的圆周速度密切相关的，圆周速度越大，叶轮对气体所做的功就越大。

2 DH－80空气压缩机轴承振动原因分析及预防措施

2.1 转轴振动值过大

DH－80空气压缩机转轴是高运转部件，空压机系统内每级转轴都装有振动探头，可以实时监测其径向振动情况。若轴振动值增大，主要是因为转轴长期运行，导致磨损严重，或叶轮损坏造成转动不平衡，从而产生轴承振动。

预防措施：严格按照空压机操作规程操作，这对保护轴承很重要；使用合格的润滑油，禁止让轴承过热运转；严禁杂物进入空压机内；定期做听、看、摸检查，提前消除隐患。

2.2 气体冷却效果降低

空气压缩机内部气体冷却采用水冷式，在投入使用初期，接入的冷却水是自来水，运行一段时间后，气体冷却效果就会下降。这主要是因为冷却水系统管壁结垢或堵塞。

预防措施：将高性能除垢试剂加入到冷却管中，经过一定时间的浸泡，再利用高压水枪对浸泡后的管壁进行强力冲刷，从而达到除垢的目的。但除垢方法不能经常性使用，因为会使冷却水系统管壁受到腐蚀，影响冷却水系统的安全。所以，以不易结垢的水源（处理过的软化水、提纯后的蒸馏水等）来充实冷却水系统较好。

2.3 冷却用油温度过高

空气压缩机内部依赖润滑油进行冷却，润滑油又是通过外部的冷却水进行冷却。由于空气压缩机的运动会不断升高润滑油的温度，一旦润滑油的温度超过零部件的耐受温度，就会损坏零部件。

预防措施：选用高质量的冷却用润滑油，经常性清洗油过滤器，保持润滑油各项指标一直处于合理的范围内，使润滑油能够始终发挥作用；同时，要定期对油温探测装置进行校核，发现问题及时更换，以免因监测不准而发生事故。

2.4 喘振问题

喘振是空气压缩机特有的现象，主要原因是：当空气压缩机转速低于一定值时，空气就会从排气端倒灌入空气压缩机中，倒灌气体与压缩机排出气体相冲击，就会产生喘振现象。喘振现象严重时，会损坏空气压缩机相关部件。因此，必须做好预防工作。空压机设计时已采用控制进气阀和旁通阀开度的方法来有效控制喘振的发生，即用旁通阀开度来控制气体的流量，但在迅速关闭出口阀的同时，由于旁通阀打开速度不够快，仍会使空压机发生喘振。

预防措施：要进一步提高操作的规范性和合理性，并综合采取多种措施，有效防止喘振现象的发生。

2.5 空气过滤器滤网堵塞

空气过滤器滤网堵塞是经常出现的问题，原因是大气尘埃被滤网过滤下来。空压机连续运行几天就可能积满灰尘，过滤器滤网堵塞后，空气进入通道会变得不顺畅，很容易产生噪声，同时也会引起振动。此状况长期得不到改善，会导致过滤网破损、系统振动加剧等问题。

预防措施：可以将空气过滤器滤网定期拆卸下来，用相关的干燥清扫工具进行清理，恢复滤网的原有功效。一般情况下，滤网经过多次清理后容易破损，这时必须更新滤网，保证系统正常工作。

2.6 超常规振动和噪音

如果空压机上某些部件出现故障，或是出现螺丝松动等问题，会引起系统的振动和噪音。通常来讲，操作人员通过对超常规振动和噪声可推断出相关故障。（1）驱动电动机运行不稳定、轴的对中状态改变都会产生异常振动和噪声。（2）缸与活塞之间由于润滑不到位会产生振动，相关联接件结合不紧密也会导致振动的发生。（3）排气阀片折断、阀弹簧松软或损坏、负荷调节器调得不恰当等均可在阀腔内发出撞击声。（4）空气压缩机安装时轴承装配不当、润滑不良较易引起振动，如果轴颈或轴肩台加工不良、轴颈弯曲、装配不合乎规格等，都会在轴承旋转过程中产生轴向力作用，滚动轴承在没有可靠固定的情况下，也会产生振动和噪声。（5）空缩机在长期运行后轴承表面损坏，也会导致运行过程中产生振动。

预防措施：对于超常规振动和噪音，要通过选择加工精度高的轴承、经常检查轴承表面状况、做好相关部件的固定工作等措施来有效防范。

2.7 轴承基座振动

轴承基座产生振动的原因是多方面的，归纳起来主要有以下几种：轴承与基座的连接处固定不牢固，导致系统工作时轴承基座发生振动；相关转动机构间隙过大，运行中容易偏离中心而产生振动；润滑油的黏度偏低，不能起到良好的润滑作用而产生振动等。

预防措施：搞好各连接部位的固定，对转子提前进行中心平衡实验，及时更新风机与减速机连接的弹性联轴器，并对中调整；优化橡胶棒的直径；调整减速机轴距，保证合理的齿顶间隙，确保两轴平行；适当减小轴承间隙；可考虑增加润滑油的黏度。

3 结语

DH－80空气压缩机轴承的质量与稳定性，直接影响空气压缩机系统的稳定性，如果轴承出现制造粗糙、润滑不良、异物进入、滚珠破碎等现象，将会导致轴承运行发生振动，进而引起整个压缩机系统的振动。对于转轴振动值过大、气体冷却效果降低、冷却用油温度过高、喘振问题、空气过滤器滤网堵塞、超常规振动和噪音、轴承座振动等原因引起的轴承振动问题，要分类进行研究，采取有针对性的对策措施来进行预防和纠正。要通过在轴承座上安装相关振动、加速度、位移等传感器，并将传感器测量所获取的信号传入计算单元，进行频谱分析，从而准确判断振动发生的部位、类型，做好前期预防，防止出现压缩机轴承缺陷。通过多种综合措施，对空气压缩机轴承振动情况进行监测与处理，确保空气压缩机安全高效运转。

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