关键词 氮压机组 振动处理

    中图分类号TB657  文献标识码B

 

    涟钢双菱实业公司氨压机组经常发生剧烈振动，其水平方向振动高达27.8mm/s（均方值），垂直方向振动高达19.6mm/s，严重威胁氨压机组的安全运行。为消除这一重大设备隐患，曾多次停机数小时进行检修，但收效甚微，氨压机组水平振动仍高达23.9mm/s，垂直振动高达15.2mm/s。为此，对机组振动进行了全面的测试与分析，找出了故障原因，并进行处理，保证了氨压机组的安全运行。

    一、振动分析

    该氨压机组系活塞式（从大连冷冻机械有限公司购置），由电机经联轴器驱动，电机功率100kW，转速985r/min(16.4Hz )。用VM-63测振仪在氨压机组的负荷端和尾端各向分别测得振动数据见表1，各点振动均以16.4Hz(氨压机组主轴工频）分量占绝对优势测试各安装联接部分，氨压机组底板与钢结构基座顶部水平面的结合部各向振动分别相同，说明联结可靠、无松动。

    虽然主振动频率为工频，但氨压机组的垂直方向（V）振动较小，水平（H）和轴向（A）的振动很大，且氨压机组回转部分的最大直径只有φ350mm，不平衡的可能性较小。一般情况下，振动越大，共振的可能性就越大，且该钢结构基座较长（工320mm×1000mm×l600mm )，所以决定先对其是否工作在共振区进行测试。因该机组担负着全厂的含汽饮料等制冷量的供应，不能进行停机测试，所以采用振型分析的方法来检测是否共振。

    振型分析是通过机器结构上各点和各方向的振动分布，来获取故障特征的一种分析方法为了确定机器结构的振动分布，首先选取较多数量的、能反映机器振动全貌的测点，并测取振动数据（主要是振幅，有时也包括相位），然后将数据图示于机器结构的简图上，显示出其基本振型。该方法能有效地证实共振、识别节点、寻找振源和揭示结构的薄弱环节。

    对设备（带基座）的结构（图1a），当振幅随测点至基础的高度呈曲线急剧放大时（如图1b），为本身共振；当振速呈直线放大、且底板振动也呈线性时（图lc），为弱基础摆振；当振幅呈直线放大、而底板振动却呈曲线时（图ld），为安装底板共振。

    二、振型测试

    1．设备（带基座）本身共振型测定

    从底板开始，向上每隔0.lm测取一水平方向（H）振动值，直至设备轴线，数据见表2，振速与测点高度成正比，设备与基座上没有出现共振时的曲线振型，整体呈直线放大的线性振动。

    2．底板振型测定

    对设备底板与基础进行测试，基础为钢结构工字钢框形支架，在其上测得振动分布如图2。可以看出在与氨压机组轴线水平投影呈约17°交角的线上振动最小，其余各点的振动值基本与到此斜线的距离成正比。

图2

    综合设备底板与基础的振型，基本可确定设备底板与基础的振动为以底板上图示17°斜线为基准的摆振。

    3．振型验证

    如果该振动确实为绕底板上17°斜线为轴的摆振，则平行于该斜轴线方向的振动量最小，垂直于该斜线方向的振动量最大。那么尾端测点处的最大值应为28mm/s左右。如果H向与A向振动不同相，亦即它们不是同一振动的两个分量，其值将在28~15mm/s范围内变化。为测量准确起见，把验证测点选在氨压机组壳体过渡圆弧与轴线水平面的交线上，测得垂直于斜轴线的振动为28.5mm/s，振动值稳定，且确为各方向中的最大值；平行于轴线的振动为7.2mm/s，且确为最小值。预测与实际振动情况吻合良好，证明以底板上图示17°斜线为轴的摆振的结论成立。

    三、故障查找

    因对中平衡情况良好，不可能产生轴向和径向激振力，所以断定，该振动可能是由氨压机组中进出油的液动力或活塞运动力所激起，使钢结构基础变形后刚度下降而形成的摆振。但检查钢结构基础并没有变形，刚度没有下降。

    振动的内部原因确定无疑，是由氨压机组中进出油的液动力或活塞运动力所激起的，是否还有其他没有被发现的内部或外部原因？在运行的氨压机组旁观察了三天，发现在氨压机组钢结构基础和地脚螺丝的周围隐约积存着一些乳状液体。据操作工说，自从他开氨压机组以来，一直有这种现象，乳状液体扫去以后，几分钟又会有，而且冬天少一些，夏天多一些。取样分析得知，这种乳状液体主要成分是奶油和牛奶之类，都是做冰淇淋的原料，冰淇淋乳状液体是如何出现在氨压机组结实的混凝土基础底下呢？怀疑基础下还存在地漏。随后对地脚螺丝进行测振，果然振动非常大，地脚螺丝也上不紧。在氨压机组钢结构基础旁挖地才124mm．就露出了一个巨大的黑洞，深988mm，里边积存着乳状液体，取出后装满了三大桶，附近l 000mm远的沟内流着做冰淇淋的乳状液体就是由此而进入。

    四、故障处理

    故障虽已查明是当时施工时留下的地漏引起的，且不只一处，但要停机凿除原混凝土基础，重新再捣制，成本非常高，需要较长时间，是生产所不允许的。经分析研究决定采取以下处理措施：①车削M30×1100mm异形锚固螺杆，包括螺母8套。②制作8件工32a×250mm，在中心距150mm一端的地方钻φ35mm孔。③保留原混凝土基础，沿氨压机组钢结构基础周围在原地脚螺丝处垂直向外伸出150mm的地面钻8个φl00mm×950mm孔。④把异形锚固螺杆和工32a×250mm一同放入φ100mm×950mm的地面钻孔中，并将工32a×250mm焊接在氨压机组钢结构基础上。氨压机组停车，把异形锚固螺杆放正、固定，在φ100mm×950mm的地面钻孔中灌入配好的环氧树脂，4h后紧固异形锚固螺杆螺母。

    处理后试车各振动数据见表3。氨压机组振动已大大降低了，从根本上解除了生产的后顾之忧。

 

    五、结论

    (1)设备故障诊断技术是提高设备检修质量和效率的有效手段。

    (2)诊断测点及方向的选定对提高诊断的准确性有举足轻重的作用，监测测点应尽量全面地反映机器可能出现的各类故障信息，以及时得到机器状态异常的警告。诊断测点及方向的选定应以确诊现有故障的类型、部位为目标，具有很强的针对性．往往要经过多次试测验证，才能找到包含明确故障信息的测点和方向。它们可能与常用的“垂直、水平和轴向”不一致，但必定与机器的结构特性有关。

    (3)振型分析在与结构相关的故障诊断中有非常重要的作用，在部件多、结构复杂的大型机组振动分析中，影响因素众多，按常规测试进行测试分析极为繁琐，上作量大，且不易发现问题。而通过振型分析则可迅速确定结构的薄弱环节，进而在小范围内确诊故障，找出最佳的处理力一案，诊断效率高。

    (4)机械设备振动故障形式多种多样，各不相同，原因是复杂和交错影响的，振动故障源也可能是多源头的，所以应综合采用多种监测技术和手段，再借助于专家的知识和经验，才能够可靠地诊断机械设备振动故障的原因。

    (5)异形锚固螺杆和环氧树脂在机械故障振动处理和安装中作用非常大，能省时，节约费用和提高效率。