(812) 335-00-85 | info@baltech.ru

Вибродиагностика винтовых компрессоров

Основными составляющими винтовых компрессоров является электропривод (электродвигатель) и винтовая пара, состоящая из двух длинных винтов, вращающихся в противоположных направлениях. При таком вращении винтов перекачиваемый газ заполняет полости между зубцами винтов и перемещается в направлении продольной оси компрессора. Помимо стандартных вибрационных проблем, свойственных всем роторным машинам, именно дефекты винтовой пары определяют отличие спектров вибрации винтовых компрессоров от спектров других агрегатов. Поэтому  здесь мы не будем рассматривать  стандартные дефекты роторных машин (дисбаланс ротора,  расцентровку, механические ослабления, дефекты подшипников и др.), а сосредоточим свое внимание на основных дефектах винтовой пары. Вибродиагностика винтовых компрессоров позволяет выявить следующие дефекты винтовой пары:
  • некачественный осевой монтаж и фиксацию положения винтов;
  • увеличение зазоров между винтами, вызванное, как правило, общим износом винтов или опорных подшипников;
  • увеличение зазоров в подшипниках скольжения, в которых вращаются рабочие винты;
  • износ шестерен, соединяющих между собой винты.
  1. Диагностические признаки дефектов винтовых компрессоров
  • Дефекты рабочей поверхности рабочих винтов
Рассмотрим спектр вибрации компрессора без серьезных дефектов (см. рис.1), измеренный на одном из подшипников компрессора:  Спектр вибрации бездефектного винтового компрессора, вибродиагностика компрессора Здесь F1-частота вращения электродвигателя и ведущего винта (в нашем случае 48Гц), а Fз – частота зубозацепления (238 Гц). В спектре бездефектного винтового компрессора всегда присутствуют гармоники (вплоть до 4-ой) частоты зубозацепления и их наличие еще не указывает на присутствие дефектов. В спектре (рис.1) также наблюдается небольшая масляная гармоника и две гармоники частоты вращения входного вала. Спектр вибрации винтового компрессора с износом или дефектами рабочей поверхности винтов, вибродиагностика В случае дефектов рабочей поверхности винтов вблизи гармоник зубозацепления появляются боковые гармоники (см. рис.2), обусловленные их модуляцией оборотной частотой вращения винта с дефектом поверхности. Глубину дефекта принято оценивать по отношению амплитуды боковой гармоники к амплитуде первой гармонике зубозацепления, и если это соотношение превышает значение (0,2), то дефект компрессора принято считать «тревожным». Место же расположения дефекта определяется по величине частотного сдвига боковых гармоник относительно частоты зубозацепления. Этот сдвиг всегда равен частоте вращения вала с более изношенной поверхностью.  
  • Увеличенные зазоры в подшипниках
На рис.3 приведен спектр вибрации подшипника скольжения с увеличенным зазором, измеренный в направлении, перпендикулярном плоскости, проходящей через осевые линии винтов. Спектр вибрации подшипника скольжения с увеличенным зазором, вибродиагностика В отличие от стандартных спектров подшипников скольжения с увеличенным зазором, в которых присутствует ряд гармоник с частотой вращения ротора, в данном случае наблюдается ряд гармоник зубцовой частоты (с практически одинаковой амплитудой первых 3-5 гармоник), а гармоники оборотной частоты при этом могут вообще отсутствовать. На спектре также можно видеть, что все гармоники зубцовой частоты имеют боковые полосы, обусловленные дефектами рабочих поверхностей винтов, и о которых мы уже упоминали выше.  
  • Осевая вибрация винтовых компрессоров
 Участок спектра вибрации винтового компрессора в осевом направлении, вибродиагностика Периодические динамические осевые усилия, обусловленные «разрывом газового потока»  на выходе из рабочей зоны компрессора, вызывают появление в спектре вибрации вторичных боковых гармоник (отмечены цифрой «2» на рис. 4) вблизи боковых гармоник частоты зубозацепления (отмечены цифрой «1» на рис.4). Появление гармоник 2-го уровня является специфической особенностью только винтовых компрессоров и является хорошим диагностическим признаком наличия дефектов поверхности винтов в осевом направлении. В связи с тем, что частотный сдвиг между гармониками 1-го и 2-го уровня составляет всего несколько герц, обнаружить его можно только с помощью анализатора, имеющего разрешение не менее 1600 полос. Специалисты Отдела Технического Сервиса (ОТС) компании «БАЛТЕХ» рекомендуют проводить вибродиагностику винтовых компрессоров с помощью двухканального виброанализатора BALTECH VP-3470-Ex или 4-х канального анализатора CSI 2140, технические характеристики которых удовлетворяют всем необходимым требованиям. Как можно видеть, вибродиагностика винтовых компрессоров требует от оператора глубоких теоретических знаний динамических процессов возникновения вибрации в компрессорах, а также опыта интерпретации достаточно сложных спектров. Получить необходимые теоретические знания и навыки работы с современными виброанализаторами вы можете на курсе ТОР-103 «Вибродиагностика машин. Методы вибродиагностики винтовых компрессоров» в Учебном центре повышения квалификации и переподготовки кадров компании «БАЛТЕХ».