摘 要 壓縮機(jī)管廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、冶金化工和國(guó)防建設(shè)等各個(gè)部門(mén)。往復(fù)式壓縮機(jī)通過(guò)壓縮空氣產(chǎn)生高壓氣體進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)各種風(fēng)力工具和機(jī)械。同時(shí)化工工藝中也需要壓縮機(jī)提供的高壓氣體加速化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。但是往復(fù)式壓縮機(jī)型號(hào)不同并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這就使得對(duì)壓縮機(jī)的診斷非常的困難，所以關(guān)于壓縮機(jī)故障的診斷方法也非常的復(fù)雜。本文敘述了往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷的現(xiàn)狀和意義，對(duì)常見(jiàn)的故障進(jìn)行分析，介紹了一些常用的和常見(jiàn)的診斷方法。

關(guān)鍵詞 往復(fù)式壓縮機(jī)；故障診斷

中圖分類(lèi)號(hào) TH45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)061-0162-02

隨著工業(yè)的發(fā)展，壓縮機(jī)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，往復(fù)式壓縮機(jī)在應(yīng)用中有很大的優(yōu)勢(shì)，它有壓力大、排量范圍廣、產(chǎn)生的壓力穩(wěn)定和效率高的優(yōu)點(diǎn)。尤其是在制冷和低溫設(shè)備中，往復(fù)式壓縮機(jī)更是不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備之一?？梢哉f(shuō)往復(fù)式壓縮機(jī)以其廣泛的應(yīng)用和我們的生活有著密切的不可分割的關(guān)系。

往復(fù)式壓縮機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中固然有著很大的優(yōu)勢(shì)，但是它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，易磨損件多，易故障件多，維修工作量大。頻繁的故障和較長(zhǎng)的檢修時(shí)間常常造成整個(gè)生產(chǎn)工藝的中斷，直接影響到工廠的生產(chǎn)活動(dòng)。因此，準(zhǔn)確的對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行故障診斷，找出其中的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防和修復(fù)就顯得非常的必要。

機(jī)械故障診斷是隨著工業(yè)發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)學(xué)科。這一學(xué)科隨著科技的進(jìn)步和生產(chǎn)生活的需要迅速發(fā)展。往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)正是在往復(fù)式壓縮機(jī)的需索使用中發(fā)展形成的

技術(shù)。

發(fā)達(dá)國(guó)家由于工業(yè)化程度比較高，所以在往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷中也取得了較大成就。美國(guó)利用氣缸內(nèi)側(cè)的壓力信號(hào)圖像判斷氣閥故障及活塞環(huán)的磨損；捷克學(xué)者根據(jù)對(duì)千余種不同類(lèi)型的壓縮機(jī)建立了常規(guī)性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，確定評(píng)定參數(shù)，以判斷壓縮機(jī)的工作狀態(tài)等。國(guó)內(nèi)在往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷中也取得了一些成就，比如對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的缸蓋振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行過(guò)簡(jiǎn)單分析以及復(fù)式壓縮機(jī)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究。尤其是近年來(lái)人工智能在壓縮機(jī)故障診斷的應(yīng)用中取得了更大的進(jìn)步，有效的改變了傳統(tǒng)的對(duì)壓縮機(jī)的故障診斷完全依靠人的感官來(lái)操作的情況。但是由于往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加上現(xiàn)代技術(shù)的局限性，使得目前的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)仍然處于一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)渡時(shí)期，時(shí)至今日也沒(méi)有一個(gè)完善的得到大家認(rèn)可的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)。

往復(fù)式壓縮機(jī)常見(jiàn)的故障主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是流體性質(zhì)的故障；另一類(lèi)是機(jī)械性質(zhì)的故障。流體性質(zhì)的故障是指由具有流體性質(zhì)的氣體造成的，這種故障屬于熱力性能故障，具體表現(xiàn)為壓力不足、溫差異常。產(chǎn)生這種情況的原因是氣閥，活塞環(huán)，填料函，冷卻水路，吸氣濾清器等部位發(fā)生故障造成的。機(jī)械性質(zhì)的故障是和流體性質(zhì)故障相對(duì)的屬于機(jī)器動(dòng)力性能故障，這種故障的表現(xiàn)是機(jī)器在運(yùn)行的過(guò)程中產(chǎn)生異常的聲音、振動(dòng)和過(guò)熱等現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是機(jī)器部件縫隙結(jié)合處發(fā)生了變化或者是機(jī)器的一些部位發(fā)生了諸如裂紋之類(lèi)的問(wèn)題。實(shí)踐表明往復(fù)式壓縮機(jī)的故障超過(guò)50%的問(wèn)題都是出現(xiàn)在氣閥方面，而活塞桿斷裂的事故在占所有事故的25%，兩者合起來(lái)占了所有事故的絕大多數(shù)。因此及時(shí)的發(fā)現(xiàn)氣閥故障和活塞桿的問(wèn)題在往復(fù)式壓縮機(jī)的安全使用和運(yùn)行方面無(wú)疑有著重要的作用。

往復(fù)式壓縮機(jī)的應(yīng)用原理決定了壓縮機(jī)的主要障礙基本都是由振動(dòng)引起的，往復(fù)式壓縮機(jī)存在旋轉(zhuǎn)慣性力、往復(fù)慣性力及力矩這些都能夠引起振動(dòng)。同時(shí)活塞式壓縮機(jī)由于間歇性排氣也回引起管路振動(dòng)，同時(shí)在往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行中還能夠產(chǎn)生管道式共振，如果管道和機(jī)體的連接不夠堅(jiān)固，在這種管道共振就會(huì)使其更加松動(dòng)甚至引起管道破裂，引起嚴(yán)重的后果。

往復(fù)式壓縮機(jī)在安裝和使用不當(dāng)?shù)那闆r下也會(huì)產(chǎn)生其他部位的振動(dòng)，這些振動(dòng)主要有氣缸部分振動(dòng)和機(jī)體部分的振動(dòng)兩

大類(lèi)。

氣缸部分振動(dòng)于是由于氣缸與底座調(diào)整不良，氣缸和活塞環(huán)磨損造成的。對(duì)于這種情況要科學(xué)調(diào)整氣缸的配件，經(jīng)常的對(duì)氣缸進(jìn)行檢查并及時(shí)更換。在檢查的過(guò)程中共要著重對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查。

1）對(duì)氣缸和缸蓋之間進(jìn)行檢查，它們之間的墊片松動(dòng)也會(huì)引起氣缸的振動(dòng)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)的更換墊片。

2）氣缸余隙過(guò)小使得活塞在往返運(yùn)動(dòng)碰到閥座從而產(chǎn)生振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生金屬撞擊的聲音。針對(duì)這種問(wèn)題，要科學(xué)的合理的調(diào)整氣缸的余隙，以確?；钊谶\(yùn)動(dòng)的過(guò)程中不會(huì)碰到閥座。

3）就是由于螺母松動(dòng)掉落到氣缸里造成的，這種情況造成的振動(dòng)也是為嚴(yán)重的，能夠產(chǎn)生極為嚴(yán)重破壞作用，其具體的表現(xiàn)是產(chǎn)生敲擊的振動(dòng)，一旦出現(xiàn)這種那個(gè)情況必須進(jìn)行停機(jī)檢查并及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。

當(dāng)然引起氣缸振動(dòng)原因不止于這幾個(gè)方面的原因，此外還有很多的原因，這就需要結(jié)合具體的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行具體的分析。

機(jī)體振動(dòng)也是往復(fù)式壓縮機(jī)振動(dòng)的一個(gè)重要方面。引起機(jī)體振動(dòng)的原因有很多，這里就幾種常見(jiàn)的原因進(jìn)行論述。

引起機(jī)體振動(dòng)的一個(gè)最為常見(jiàn)的原因是由于往復(fù)慣性力和力矩沒(méi)有平衡好造成的。這是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)椴煌臍飧灼鋺T性大小和方向是不一樣，這就意味著在設(shè)計(jì)和暗安裝的過(guò)程中要綜合考慮各種情況以保證往復(fù)慣性力和力矩沒(méi)的平衡。

機(jī)體安裝的不合理也是造成機(jī)體振動(dòng)的一個(gè)重要原因。機(jī)體安裝中要保證曲軸中心線和機(jī)身滑道中心線的垂直，對(duì)稱(chēng)平衡型壓縮機(jī)機(jī)身的主軸承同心，機(jī)身水平度也要符合要求，保證運(yùn)動(dòng)部件連接的牢固。只有這樣才能保證最大可能的減少機(jī)體振動(dòng)。

當(dāng)然氣缸振動(dòng)和機(jī)體振動(dòng)并不是完全割裂的，某種情況下兩者是相關(guān)的。氣缸振動(dòng)有時(shí)候可以引起機(jī)體振動(dòng)，這就要求我們?cè)谔幚硗鶑?fù)式壓縮機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的時(shí)候，要首先清除氣缸振動(dòng)。

關(guān)于氣流壓力脈動(dòng)引起的故障分析問(wèn)題。

氣流壓力脈動(dòng)是由于往復(fù)式壓縮機(jī)在工作的過(guò)程中吸氣和排氣交替以及活塞的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的氣流造成的壓力動(dòng)脈。壓力脈動(dòng)能夠給往復(fù)式壓縮機(jī)造成振動(dòng)，從而帶來(lái)負(fù)面的影響，影響氣閥的工作乃至降低其使用壽命。實(shí)踐證明壓力脈動(dòng)越不均，產(chǎn)生的振動(dòng)就越大，對(duì)管道產(chǎn)生的破壞也就越大。但是壓力脈動(dòng)是往復(fù)式壓縮機(jī)工作必然產(chǎn)生的是不可避免的，但是在一定的范圍內(nèi)事正常的現(xiàn)象，但是劇烈的脈動(dòng)壓力卻是要避免的，否則會(huì)導(dǎo)致管道的破壞。

處理管道中的脈動(dòng)問(wèn)題是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。管道中的脈動(dòng)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)就是熱氣流造成的一種氣流沖擊，要想減少脈動(dòng)沖擊就要降低其壓力受理不均，減小脈動(dòng)的振動(dòng)幅度。在管道中加裝消振器是一種較為常用的減震措施。常用的消振器主要有聲學(xué)濾波器、孔板等。由于在往復(fù)式壓縮機(jī)中管道式復(fù)雜的，所以合理的科學(xué)的配管設(shè)計(jì)也有助于降低管道中脈動(dòng)沖擊。這就要求在設(shè)計(jì)中要避免氣柱共振的產(chǎn)生，同時(shí)在設(shè)計(jì)中還要對(duì)氣流脈動(dòng)進(jìn)行算計(jì)找出其分布規(guī)律使其在允許范圍之內(nèi)。

孔板消振是比較常見(jiàn)的一種消振措施，研究表明，在緩沖器的進(jìn)口處安裝合適的孔板可以改變管道內(nèi)的波形，變管道內(nèi)的駐波為行波，這樣可以降低管道壓力不均的問(wèn)題。但是要注意，只有當(dāng)孔板離容器保持在一定的距離時(shí)才能夠起到消振的作用，距離過(guò)遠(yuǎn)的時(shí)候則不能夠起到消振的作用。

往復(fù)式壓縮機(jī)常用故障診斷的一些常用的方法。

1）是小波分析方法。小波分析方法是利用振動(dòng)信號(hào)對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行故障診斷。往復(fù)式壓縮機(jī)在工作的過(guò)程中一旦出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)產(chǎn)生和正常情況下不同的振動(dòng)信號(hào)。但是由于噪音等干擾因素的存在，這種非正常的振動(dòng)信號(hào)不容易被發(fā)現(xiàn)。小波分析通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析可以明確的找出異常的振動(dòng)信號(hào)從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的所在。

2）專(zhuān)家系統(tǒng)診斷辦法。專(zhuān)家體統(tǒng)診斷辦法是集計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能為一體的往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)。這種技術(shù)能夠借助人類(lèi)豐富的知識(shí)采取一定的搜索策略并通過(guò)推理的手段解決某一領(lǐng)域的困難問(wèn)題。專(zhuān)家系統(tǒng)是指能夠處理苦難的具有專(zhuān)家知識(shí)儲(chǔ)備的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序。往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，問(wèn)題也是多樣的，單憑人類(lèi)的思維和統(tǒng)計(jì)很顯然難以解決這些問(wèn)題，專(zhuān)家系統(tǒng)診斷很好的解決了這些問(wèn)題。它能夠很快的找出故障的根源并很快的解決問(wèn)題，從而使損失降低到最低。

3）是聲波發(fā)射技術(shù)在故障診斷中的運(yùn)用。聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的，這就決定了往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生豐富的各種各樣的聲音。當(dāng)往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生故障的時(shí)候其內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生與正常情況下不同的聲音，并以彈性波的形式傳播出去。

此外還有遺傳算法、模糊診斷法、改進(jìn)G-P算法等。往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法要根據(jù)具體情況使用不同的診斷方法，要注意的是這些方法不僅可以單一的使用更多的時(shí)候要多中方法結(jié)合起來(lái)，以求以最快的速度找出其中的問(wèn)題，降低生產(chǎn)過(guò)程中的

損失。

參考文獻(xiàn)

[1]袁曉宇.往復(fù)式壓縮機(jī)組智能故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)[D].鄭州大學(xué)，2001.

[2]姚華堂，盛頌恩，范興鐸.往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2005，1:44-46.