該機組2001年8月投產(chǎn),始終運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
2009年5月16日電機檢修后投用,制冷量不足,同時振動異常,對壓縮機進行振動監(jiān)測,狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果顯示機組*高振幅2.42mm/s,振動值合格,但振動頻譜有異常頻率,如所示。
由知,壓縮機振動頻率以電機的1,2倍頻50Hz,100Hz及高速軸轉(zhuǎn)頻160Hz為主,同時壓縮機有733Hz,783H頻率的峰值,733Hz,783Hz頻率為壓縮機的非整數(shù)倍頻,從壓縮機的結(jié)構(gòu)及常見故障分析,可能存在齒輪嚙合狀態(tài)不良或紊流<2>。
嚙合故障按嚙合不良的故障程度,嚙合故障激起的頻率有三種情況:a.輕微的嚙合不良,可激起以嚙合頻率為載頻的故障特征。
b.中度的嚙合不良,可激起以齒輪自振頻率為載頻的故障特征。
c.嚴重的嚙合不良,可激起以齒輪箱部件自振頻率為載頻的故障特征。
紊流故障紊流為壓縮機正常的氣體流動受到某些干擾或阻止時,出現(xiàn)的流動現(xiàn)象,紊流可產(chǎn)生隨機的高頻振動,有時激起低頻振動。
2故障處理。
按上述分析,首先調(diào)整壓縮機的流量,出入口溫度及壓力,機組制冷量仍無改善,可排除流體存在紊流現(xiàn)象。進一步確定為壓縮機存在齒輪嚙合狀態(tài)不良故障,壓縮機需解體檢查齒輪的嚙合情況。
3解體檢查情況。
2009年5月17日,維修人員對機組解體大修,發(fā)現(xiàn)存在主要故障如下:3.1高低速齒幾乎磨平,無法嚙合,即高速軸根本無法旋轉(zhuǎn)。
3.2高速軸瓦主推力面嚴重磨損。
結(jié)合壓縮機損壞現(xiàn)象,檢查維修記錄,確定為電機反轉(zhuǎn),致使齒輪嚙合不良,產(chǎn)生異常磨損。(見,4)
4故障原因的進一步分析。
4.1齒輪磨。
損原因分析齒輪理想嚙合接觸線如6所示。
維修工人在安裝過程中,對齒輪正轉(zhuǎn)嚙合面進行過精心調(diào)整,如所示,齒面受力均勻。而齒輪反向嚙合線由于沒有經(jīng)過調(diào)整,若反向旋轉(zhuǎn),齒面必然產(chǎn)生點接觸,如圖6所示,齒面應(yīng)力集中,*終導(dǎo)致齒輪嚴重損傷,如圖3所示。
4.2主推力。
瓦磨損原因分析如所示,轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)時,高速軸由于葉輪出入口壓差而產(chǎn)生的軸向力為F1,低速軸斜齒施加于高速軸產(chǎn)生的軸向力為F2,二者方向相反,合力∑F=F1-F2作用于主推力軸瓦。
所示,轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)時,高速軸由于葉輪出入口壓差產(chǎn)生的軸向力為F1',低速軸斜齒施加于高速軸產(chǎn)生的軸向力為F2',二者方向相同,疊加,合力∑F'=F1'+F2'作用于主推力軸瓦。
∑F'明顯遠大于∑F,超過軸瓦承載能力,致使主推力軸瓦嚴重磨損。
5結(jié)論。
應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷知識,分析振動產(chǎn)生的原因,進行有針對性的檢修。更換了齒輪及軸瓦,2009年5月25日啟動壓縮機,機組振動為1.2mm/s,振動正常。
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