该机组2001年8月投产,始终运转平稳。
2009年5月16日电机检修后投用,制冷量不足,同时振动异常,对压缩机进行振动监测,状态监测结果显示机组*高振幅2.42mm/s,振动值合格,但振动频谱有异常频率,如所示。
由知,压缩机振动频率以电机的1,2倍频50Hz,100Hz及高速轴转频160Hz为主,同时压缩机有733Hz,783H频率的峰值,733Hz,783Hz频率为压缩机的非整数倍频,从压缩机的结构及常见故障分析,可能存在齿轮啮合状态不良或紊流<2>。
啮合故障按啮合不良的故障程度,啮合故障激起的频率有三种情况:a.轻微的啮合不良,可激起以啮合频率为载频的故障特征。
b.中度的啮合不良,可激起以齿轮自振频率为载频的故障特征。
c.严重的啮合不良,可激起以齿轮箱部件自振频率为载频的故障特征。
紊流故障紊流为压缩机正常的气体流动受到某些干扰或阻止时,出现的流动现象,紊流可产生随机的高频振动,有时激起低频振动。
2故障处理。
按上述分析,首先调整压缩机的流量,出入口温度及压力,机组制冷量仍无改善,可排除流体存在紊流现象。进一步确定为压缩机存在齿轮啮合状态不良故障,压缩机需解体检查齿轮的啮合情况。
3解体检查情况。
2009年5月17日,维修人员对机组解体大修,发现存在主要故障如下:3.1高低速齿几乎磨平,无法啮合,即高速轴根本无法旋转。
3.2高速轴瓦主推力面严重磨损。
结合压缩机损坏现象,检查维修记录,确定为电机反转,致使齿轮啮合不良,产生异常磨损。(见,4)
4故障原因的进一步分析。
4.1齿轮磨。
损原因分析齿轮理想啮合接触线如6所示。
维修工人在安装过程中,对齿轮正转啮合面进行过精心调整,如所示,齿面受力均匀。而齿轮反向啮合线由于没有经过调整,若反向旋转,齿面必然产生点接触,如图6所示,齿面应力集中,*终导致齿轮严重损伤,如图3所示。
4.2主推力。
瓦磨损原因分析如所示,转子正转时,高速轴由于叶轮出入口压差而产生的轴向力为F1,低速轴斜齿施加于高速轴产生的轴向力为F2,二者方向相反,合力∑F=F1-F2作用于主推力轴瓦。
所示,转子反转时,高速轴由于叶轮出入口压差产生的轴向力为F1',低速轴斜齿施加于高速轴产生的轴向力为F2',二者方向相同,叠加,合力∑F'=F1'+F2'作用于主推力轴瓦。
∑F'明显远大于∑F,超过轴瓦承载能力,致使主推力轴瓦严重磨损。
5结论。
应用状态监测与故障诊断知识,分析振动产生的原因,进行有针对性的检修。更换了齿轮及轴瓦,2009年5月25日启动压缩机,机组振动为1.2mm/s,振动正常。
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