轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡對(duì)壓縮機(jī)振動(dòng)特性的影響

1、轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡對(duì)壓縮機(jī)振動(dòng)特性的影響近些年來(lái)，工藝螺桿壓縮機(jī)在石化行業(yè)應(yīng)用中展現(xiàn)了很多優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)組無(wú)故障 運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、能保證裝置長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行、適應(yīng)介質(zhì)氣夾帶雜質(zhì)、帶液工況、且不需要 備機(jī)等特點(diǎn)。螺桿壓縮機(jī)是靠陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子的嚙合運(yùn)動(dòng)形成密封腔室對(duì)氣體實(shí)現(xiàn)壓縮進(jìn)行工作的，它的 陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子均做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如果它的轉(zhuǎn)子處于理論上的動(dòng)平衡狀態(tài)，并且壓縮機(jī)的安裝過(guò)程 中不存在誤差，則螺桿壓縮機(jī)幾乎不存在振動(dòng)的可能。但是，安裝與加工方面的誤差總是難 以避免的，因此，在實(shí)際的工作過(guò)程中螺桿壓縮機(jī)的振動(dòng)是存在的。但是，如果安裝、加工 的過(guò)程符合要求，螺桿壓縮機(jī)的振動(dòng)是比較容易控制的。1.工藝螺桿壓縮機(jī)在化

2、工行業(yè)中的應(yīng)用與活塞壓縮機(jī)相比較，螺桿壓縮機(jī)不需要維修頻繁堵塞的氣閥（往復(fù)機(jī)需要經(jīng)常停車以 更換氣閥內(nèi)件），機(jī)組維護(hù)的工作量很??；與離心機(jī)相比，無(wú)需進(jìn)行喘振調(diào)節(jié)。由于這些優(yōu) 點(diǎn)，螺桿壓縮機(jī)在越來(lái)越多的石油、化工、煤化工領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。目前主要的應(yīng)用行業(yè) 如表1所示：表1.工藝螺桿壓縮機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域Table I.The main application fields of process screw compressor應(yīng)用領(lǐng)域工藝/過(guò)程煉油化工常頂氣回收、火炬氣回收、原油穩(wěn)定裝置、PSA變壓吸附、苯乙烯、丁二烯、原料氣、解析氣煤化工焦?fàn)t氣壓縮機(jī)、VCM壓縮機(jī)、CO壓縮機(jī)純堿CO2壓縮機(jī)精

3、細(xì)化工HCL、環(huán)氧氯丙烷、氯乙烯、H2、CL2、氯甲烷其他冶金、發(fā)電-2引起螺桿壓縮機(jī)振動(dòng)的原螺桿壓縮機(jī)優(yōu)點(diǎn)有很多，同時(shí)也有需要不斷改進(jìn)的地方，機(jī)體振動(dòng)控制即是一方面。引 起螺桿壓縮機(jī)振動(dòng)的原因主要來(lái)源于兩個(gè)方面，一個(gè)是安裝誤差，一個(gè)是轉(zhuǎn)子的加工誤差。 可能的安裝誤差主要是電動(dòng)機(jī)輸出軸與壓縮機(jī)輸入軸的不對(duì)中。這種不對(duì)中又可以分為平行 不對(duì)中、角度不對(duì)中以及平行、角度均不對(duì)中。不對(duì)中既會(huì)引起壓縮機(jī)軸的徑向振動(dòng)，也會(huì) 引起壓縮機(jī)軸的軸向振動(dòng)。不對(duì)中對(duì)壓縮機(jī)的振動(dòng)影響是比較大的，并且對(duì)機(jī)器的危害也比 較大，但是，正確的安裝方法可以將電機(jī)輸出軸與壓縮機(jī)輸入軸的不對(duì)中降低到最小甚至消 除。壓縮機(jī)的加工誤

4、差主要是指轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布不均勻，使得壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn)子產(chǎn)生 一個(gè)不平衡力或者力偶。當(dāng)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡做得不夠好的時(shí)候，這種不平衡力或者力偶就會(huì)引 起壓縮機(jī)較大的徑向振動(dòng)，也就是在水平平面內(nèi)或者豎直平面內(nèi)的振動(dòng)。此外，螺桿壓縮機(jī)采用斜齒同步齒輪也會(huì)引起壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸線方向的振動(dòng)。3螺桿壓縮機(jī)振動(dòng)強(qiáng)度與機(jī)型的關(guān)系通過(guò)大量的螺桿壓縮機(jī)振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)看出，像510、630等比較大型的壓縮機(jī)組在 水平、豎直以及軸向三個(gè)平面內(nèi)的振動(dòng)強(qiáng)度一般在23mm/s以內(nèi)，振動(dòng)強(qiáng)度偏大的情況比 較少。而255、321等小型機(jī)組的振動(dòng)強(qiáng)度與之相比要大的多，振動(dòng)強(qiáng)度可以達(dá)到46mm/s 的機(jī)組所占的比例比較大。而且，有的機(jī)

5、頭振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)過(guò)后返回車間進(jìn)行檢修，經(jīng)過(guò)更換 軸承、軸承座等之后重新測(cè)試，振動(dòng)強(qiáng)度依然偏大，與檢修之前相比幾乎沒有什么變化。這 樣情況下，可以排除安裝誤差對(duì)振動(dòng)的影響，因此，造成壓縮機(jī)振動(dòng)強(qiáng)度偏大的原因很可能 是轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡做得不夠引起的。特別是那些運(yùn)行幾年后因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)偏大返廠檢修的機(jī)器， 有可能在工作過(guò)程中因?yàn)槟p、銹蝕等原因造成轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡狀況發(fā)生變化，導(dǎo)致壓縮機(jī)的 振動(dòng)偏大。4結(jié)論與展望根據(jù)前面的分析以及大量的壓縮機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：（1）壓縮機(jī)的振幅與轉(zhuǎn)子的不平衡量mie成正比，所以，嚴(yán)格控制壓縮機(jī)的不平衡量， 是控制壓縮機(jī)水平和豎直平面內(nèi)振動(dòng)的根本方法之一；（2）電動(dòng)機(jī)輸出軸與壓縮機(jī)

6、輸入軸良好的對(duì)中性是消除安裝誤差造成壓縮機(jī)振動(dòng)的根 源；（3）動(dòng)不平衡引起的螺桿壓縮機(jī)振幅可以近似地用m1e/m來(lái)表示，由此可知，轉(zhuǎn)子的 不平衡量m1e越小，壓縮機(jī)組的總質(zhì)量越大，壓縮機(jī)的振幅越小。這也解釋了在大量的振 動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)中較小的壓縮機(jī)組振動(dòng)容易偏大而較大機(jī)組的振動(dòng)相對(duì)較小的原因，由此可知， 對(duì)于總質(zhì)量較小的壓縮機(jī)組，應(yīng)該更注意控制轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡情況；（4）對(duì)于由于振動(dòng)強(qiáng)度偏大而返廠檢修的壓縮機(jī)組，在經(jīng)過(guò)檢修、更換易損件排除安 裝誤差造成的壓縮機(jī)振動(dòng)以后，就考慮是否是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在長(zhǎng)期工作過(guò)程中動(dòng)平衡品質(zhì)發(fā)生 了變化而引起其振動(dòng)強(qiáng)度偏大。石化行業(yè)中壓縮機(jī)的振動(dòng)值大小一方面關(guān)系機(jī)組噪聲等級(jí)高

7、低;另一方面關(guān)系壓縮機(jī)轉(zhuǎn) 子、軸封及軸承的壽命。因此準(zhǔn)確地分析振動(dòng)產(chǎn)生的原因及提出減小振動(dòng)的合理措施，對(duì)降 低噪聲、改善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境及提高壓縮機(jī)及輔助設(shè)備壽命有很大的意義。壓縮機(jī)是石化裝置 的動(dòng)力單元，地位較高，若能從振動(dòng)方面入手提高壓縮機(jī)的無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間，便也能提高整 個(gè)石化裝置的生產(chǎn)時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益。此文在壓縮機(jī)出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)及振動(dòng)微分方程理論的 基礎(chǔ)上對(duì)壓縮機(jī)的振動(dòng)以及動(dòng)平衡對(duì)其振動(dòng)的影響作了概述，并使用了常規(guī)的力學(xué)模型進(jìn)行 了定性的分析。同時(shí)，壓縮機(jī)振動(dòng)強(qiáng)度與機(jī)型大小的具體關(guān)系還需要更充分以更多的試驗(yàn)數(shù) 據(jù)的支持。其次，壓縮機(jī)振動(dòng)是一門非常復(fù)雜的學(xué)問(wèn)，精確的理論分析以及動(dòng)平衡對(duì)壓縮機(jī) 振動(dòng)影響的定量計(jì)算尚需