
往復(fù)式壓縮機(jī)工作時,曲軸帶動連桿,連桿帶動活塞,活塞做上下運(yùn)動?;钊\(yùn)動使氣缸內(nèi)的容積發(fā)生變化,當(dāng)活塞向下運(yùn)動的時候,汽缸容積增大,進(jìn)氣閥打開,排氣閥關(guān)閉,空氣被吸進(jìn)來,完成進(jìn)氣過程;
當(dāng)活塞向上運(yùn)動的時候,氣缸容積減小,出氣閥打開,進(jìn)氣閥關(guān)閉,完成壓縮過程。通?;钊嫌谢钊h(huán)來密封氣缸和活塞之間的間隙,氣缸內(nèi)有潤滑油潤滑活塞環(huán)。
由于往復(fù)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,所以出現(xiàn)故障的零部件較多,引起故障的原因不一。往復(fù)壓縮機(jī)特征參數(shù)信號主要包括熱力信號、振動信號以及噪聲信號等,其中熱力信號又包括各部件溫度、排氣量、排氣壓力、氣缸內(nèi)壓力等。
通過對特征信號的監(jiān)測分析,識別判斷壓縮機(jī)的故障類型,是故障診斷技術(shù)的核心思想。
往復(fù)式壓縮機(jī)6大部件結(jié)構(gòu)往復(fù)式壓縮機(jī)是容積式壓縮機(jī)的一種,其主要部件包括氣缸、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、活塞組件、填料(也就是壓縮機(jī)的密封件)、氣閥、機(jī)身與基礎(chǔ)、管線及附屬的設(shè)備等。氣缸是壓縮機(jī)主要零部件之一,應(yīng)有良好的表面以利于潤滑和耐磨,還應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性,以便于使摩擦產(chǎn)生的熱能以最快的速度散發(fā)出去;還要有足夠大的氣流通道面積及氣閥安裝面積,使閥腔容積達(dá)到恰好能降低氣流的壓力脈動幅度,以保證氣閥正常工作并降低功耗。余隙容積應(yīng)小些,以提高壓縮機(jī)的效率。該機(jī)構(gòu)包括十字頭、連桿、曲軸、滑導(dǎo)等——它是主要的運(yùn)轉(zhuǎn)和傳動部件件,將電機(jī)的圓周運(yùn)動經(jīng)連桿轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動,同時它也是主要的受力部件。主要有活塞頭、活塞環(huán)、托瓦和活塞桿?;钊男螤詈统叽缗c氣缸有密切關(guān)系,分為雙作用和單作用活塞。活塞環(huán)用以密封氣缸內(nèi)的高壓氣體,防止其從活塞和氣缸之間的間隙泄漏。托瓦的作用顧名思義是起支撐活塞的作用,所以托瓦也是易損件,托瓦材質(zhì)的好壞也直接影響壓縮機(jī)的使用壽命。活塞桿填料主要用于密封氣缸內(nèi)座與活塞桿之間的間隙,阻止氣體沿活塞桿徑向泄漏。填料環(huán)的制造及安裝涉及“三個間隙”。分別為軸向間隙(保證填料環(huán)在環(huán)槽內(nèi)能自由浮動),徑向間隙(防止由于活塞桿的下沉使填料環(huán)受壓造成變形或者損壞)和切向間隙(用于補(bǔ)償填料環(huán)的磨損)。目前平面填料多為“三六瓣型”和“切向切口三瓣型”。是壓縮機(jī)最主要的組件,同時也是最容易損壞的零件。其設(shè)計的好壞會直接影響到壓縮機(jī)的排氣量、功耗及運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。好的氣閥應(yīng)具有以下特點(diǎn):高效節(jié)能(占軸功率的3%~7%),氣密性與動作及時性完美結(jié)合,壽命長(一般實際壽命8000h),形成的余隙容積小,噪音低,溫升小,可翻新使用。目前氣閥的材質(zhì)分為金屬和非金屬,就目前的情況看,非金屬材料閥片的應(yīng)用越來越廣泛。壓縮機(jī)的管路和出入緩沖器的設(shè)計是否合理,將直接影響機(jī)組的振動情況。往復(fù)式壓縮機(jī)5大故障診斷監(jiān)測辦法目前,往復(fù)式壓縮機(jī)的故障診斷監(jiān)測方法主要有以下幾種:溫度是往復(fù)壓縮機(jī)較為敏感的特征參數(shù),監(jiān)測溫度的變化可以了解壓縮機(jī)內(nèi)部零部件的工作狀態(tài),如排氣閥漏氣,在吸氣過程會出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象,導(dǎo)致氣閥溫度升高;活塞桿拉傷,填料函的溫度也會升高等。使用溫度監(jiān)測方法時,傳感器可置于機(jī)體外側(cè),不需改變殼體結(jié)構(gòu),操作方便。往復(fù)壓縮機(jī)一個運(yùn)動周期包括吸氣、壓縮、排氣、膨脹4 個過程,壓力在4 個過程中呈周期性變化,缸內(nèi)壓力變化曲線可直接反應(yīng)壓縮機(jī)是否正常運(yùn)行。如吸氣閥泄漏,吸氣過程壓力延長,排氣過程縮短,膨脹過程曲線也會下移。由于壓力測點(diǎn)位于缸內(nèi),在缸蓋或殼體其它位置要預(yù)留安裝孔,這是壓力監(jiān)測的需要特別注意的地方。
振動信號也是往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷的一個敏感特征參數(shù),如氣閥損壞、活塞桿下沉、十字頭螺栓松動、連桿磨損等大多數(shù)故障均伴隨著振動信號的異常。基于越來越成熟的信號分析技術(shù),對往復(fù)壓縮機(jī)非穩(wěn)態(tài)振動信號的研究工作也越來越多,如通過加速度傳感器測十字頭滑道箱、汽缸側(cè)壁、汽缸蓋、軸承等處的振動信號來診斷動力性故障,是一種比較有效的方法。