摘要：随环境温度升高，冰机排汽端出现鼓风声、气动马达产生较大振动通过跟踪观察分析，认为是温差问题。经第一次处理后，故障现象得到缓解，但仍存在再度观察分析发现，鼓风声不是发自透平排汽端而是来源于联轴器处理后，彻底解决了问题。
关键词：冰机；气动马达；振动处理；原因分析
一、故障简述
2004年5月下旬，随着气温变化，冰机驱动透平排汽端出现鼓风声，处于机头顶部用于调节机组转速的气动马达亦产生异常振动。鼓风声和振动通常从上午10点开始出现，至下午6点左右最大。此后随着气温的下降，异响逐渐消失，气动马达振动恢复到振前值。至6月22日，气动马达φ5mm不锈钢气源管因振动而断裂；7月3日固定气动马达的四颗M l 0mm螺栓中的一颗因强振而断裂。
二、振动数据
透平出现鼓风声和气动马达产生高振动时，径向轴承振值和推力轴承轴位移值稳定，温度正常。机组振动数据见表1。
三、振动原因初步分析
1．从表1可见，每天气温上升到最高时，循环水温度升高2~3。C，导致冰机负荷增加，转速上升100r/min左右。此时，透平排汽端鼓风声变大，气动马达振动剧烈，但透平转子振动却较小，前后轴承通频振值都在20μm以下，如图1所示。可以看出，1X~8X振频幅值都在几个微米以下，可认为透平转子没有弯曲，径向轴承亦未损坏，因而不是引起透平排汽异响和气动马达强烈振动的主要原因。同时，增加和降低机组转速，转子振动均没有变化，说明转子和轴承运行状态良好。
2．冰机驱动透平为中压上排汽凝汽式，重达12t的透平缸体及转子完全由前、后缸上的挠性支承板承载，后缸上部与排汽管连接，受到管子重力和扭矩传递约束反力的作用。由于透平前端质量较小，且未受到其它载荷，故缸体受到外部激振力作用时比后端更易发生振动：气温升高时，冷冻系统负荷增加导致透平转速增加100r/min左右，排汽流速度加大，频率成分发生变化。用螺栓固定在透平前端缸体上部的气动马达尤如一悬臂梁，刚性较差，气流中的某种频率成分正好与气动马达的固有频率相同，因而产生共振，导致φ5mm气源管和M l 0mm连接螺栓折断。
根据上述分析意见，采取对冷冻系统进行调整以尽可能降低压缩机负荷，并加强对机组的监护和巡检工作等措施，但问题没有解决。为此，对用DM2000采集到的透平状态数据进行了分析。透平轴承平均中心线见图2。
可见，透平后轴承中心位置比前轴承高70μm左右，理论上认为，前后轴承中心位置高差20μm属正常。气温的变化不但使透平排汽产生异常鼓风声音，同时还使轴承中心线抬高，其主要影响因素是温差。温差产生的主要原因是：(1)透平散热不好；(2)润滑油温度高。
为此，制定了下述措施：(1)在油冷器外部安装喷淋水管，喷水降温，降低上油温度；(2)因为四大压缩机组在同一厂房内，散热效果不好，因而在排汽端呈八字形安装两台通风机强制通风换热。上述措施的效果见表2。可见效果很明显。气动马达振动和排汽鼓风现象基本得到控制，但还没有彻底解决。当环境温度较高、合成氨负荷在95%、透平转速6 200r/min时，气动马达振动值上升到2.0~2.3cm/s，透平排汽仍然会出现鼓风声。且前后轴承中心线位置差仍在50μm 。
四、确诊
此后将监测范围扩大到压缩机低压缸及联轴器。
1、当鼓风声出现时，联轴器罩壳温度较正常偏高，且鼓风声发自联轴器而非透平排汽端。为此把分析问题的焦点集中在联轴器上。
2．认真分析图2，发现透平后轴承平均中心比前轴承高52μm，低压缸前轴承平均中心线比透平后轴承高76μm。按照对中要求，冷态下透平中心应比低压缸中心高出51 μ.,m，工作状态下透平受热膨胀，其轴承中心应与低压缸轴承中心等高，可见机组原始对中不是很好。但从图1可知，频谱中1X和2X都比较小，且齿式鼓形齿联轴器具有较好的高差和角度补偿量，故对中问题并非主要原因。
经对联轴器进行检查发现，中间接筒没有浮动量，齿侧和齿顶沉积了大量油泥；安装在联轴器上靠近压缩机侧的油嘴几乎被密封胶完全堵塞，只有少量润滑油流出。清洗联轴器及喷油嘴后，检查联轴器齿面未损伤。重新开车后气动马达振动消除，联轴器鼓风声消除。
由此可以确定，造成透平气动马达振动的原因是，正常情况下，喷油嘴喷出的润滑油除了把联轴器驱动压缩机时产生的热量带走外，还保证联轴器处于良好的润滑状态。喷油嘴堵塞后，供油量减少，导致：(1)联轴器啮合面不能形成油膜，齿轮产生异常鼓风声；(2)热量不能被完全带走，造成局部过热。随着运行时间的延长，整个联轴器温度升高，外加齿侧积满油泥，造成联轴器补偿能力降低，导致透平后端轴平均中心线升高。
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