活塞式空气压缩机的振动分析与处理通用范本

1、版本/修改状态: 01 / 00活塞式空气压缩机的振动分析与处理通用范本The Procedures Or Steps Formulated To Ensure The Safe And Effective Operation Of Daily Product!on, WhichMust Be Followed By Relevant Personnel When Operating Equipment Or Handling Business, Are UsuallySystematic Documents, Which Are The Operation Specifications Of

2、 Operators?编辑： 单位： 活塞式空气压缩机的振动分析与处理通用范本使用指引：本操作规程文件可用于保证本部门的日常生产、工作能够平安、稳定、有效运转而制 定的， 相关人员在操作设备或办理业务时必须遵循的程序或步骤，通常为系统性的文件，是操作 人员的操作 标准。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。活塞式压缩机是通过气缸、气阀和活塞构 成的 不断变化的容积来完成工作的 , 本文将从 惯性力、气 流脉动等方面来分析其产生振动的 原因并从设备 的安装、检修、维护和操作等 方面提出了减小振动的 有效方法。空气压缩机作为矿山风动设备、工具动力的提供者 , 被广泛应用。玉溪矿业

3、大红山铜矿 作为全 国最大的井采矿山之一，专门设置了地 表集中供风站，为井下风动设备提供高压用 风。空压 站主要安装有 7 台 D-100/8e 型活塞 式空气压缩机 , 压缩机零部件使用寿命、连接 件的强度和密封性受到 其安装质量、气流的脉 动和本身的惯性力所引起的机 组和管道震动的 影响, 导致压缩机出现曲轴箱地脚螺 栓松动、 裂纹、中体支座螺栓振断、风包支撑点裂纹 等 系列问题 , 严重影响压缩机的平安运行。因 此 , 不仅设计部门要重点考虑减少压缩机震动 的问题 , 我 们使用单位也应在安装、检修、维 护和操作中特别注 意这一问题。2?振动分类及产生的原因活塞式压缩机的振动就其产生的原

4、因可分 为两大类： ( 1)惯性力引起的机械振动；(2) 气流脉动引起的振动。它包括气柱共振和 管道棚戒共振。2 ? 1 . 由于惯性力引起的机械振动活塞式压缩机的惯性力分为两种：曲轴旋 转的 旋转惯性力和十字头组件、活塞往复运动 的往复惯性 力。其中 , 旋转惯性力 Ir=MrxRx 2 (Mr 旋转运动件 总质量 ,R 曲轴旋转半径， 曲轴旋转角速度)；往复运动惯性力 Is= Msx Rx2 ( cos+xcos2 ) ( Ms 往 复运动件总质量， R 曲轴旋转半径， 曲轴旋转角速度 , 曲轴转角 , =R/L 连杆长径比。从计算公式可知，在设计时，可以通过曲 拐错 角、列和级的合理配置

5、来减小或平衡往复 惯性力，或 是通过加平衡块来平衡旋转惯性 力。但是，在实际工 作中，总会有一局部无法 到达平衡的往复惯性力，而 这局部往复惯性力 或称为力矩就是产生机组机械 振动的根 源。2.2. 气流脉动引起的振动活塞式压缩机在运转过程中 , 由于吸气、 排气的 间歇性使得管路中气流的速度和压力呈 现出周期性 的变化，这便是气流脉动现象。在 设计过程中 , 我们 要想降低气流脉动 , 可以采 用多级配置的方式来减小 压力差。221?气柱共振：管路系统内所容纳的气体 称为 气柱。因为气体具有一定的质量和弹性 , 可呈现压缩、 膨胀的状态，而气柱本身可以视 为类似弹簧的振动系 统。在压缩机的吸

6、气、排 气的激发下 , 气柱便会形成 振动。所以 , 气柱 在接受激发后 , 把所形成的振动以声 速向远方 传播。气柱由于边界条件的存在会有自己一 系 列的固有频率 K1 , 因而当激发主频率等于 K1 时 便会导致气柱共振的发生。2.22 管道机械共振： 其实作为输送气流的 管道， 其本身也是一个弹性系统。这是由于气 流脉动导致压 力的脉动变化 , 从而引发管道截 面变化处或是拐弯处 的周期性振动力作用。在 激振力作用下 , 管道就会发 生振动。而当激发 主频率等于管道固有频率 1 时, 管道的机械振 动便产生了。气柱共振、管道机械共振都 与配 管情况， 管路始末端的边界条件有关。 如果配

7、管 不好，可能会出现 F1 = K1=1 的情况。既有 气柱共 振又有管道机械共振 , 这将使得管道难 以工作，后果 极其严重。3 减振方法活塞式压缩机惯性力与气流脉动无法避 免, 故机 组与管道振动也是无法防止的 , 因而 振动必须被控制 在一定的范围内 , 以确保机组 和管系的长周期使用而不被破坏。3.1.安装和检修到达技术标准要求往复惯性或称力矩 是引起机组机械振 动的源头 , 安装、检修至关重要 , 它直接关系 到振动的 大小。大红山铜矿空压机就是因为安 装时根底浇灌问 题，使用中出现根底松动 , 从 而加大机组的振动。为 此, 在安装与检修中应 注意 :3.1 丄压缩机的地基要稳固；

8、 3 丄 2?根底必须 单独设置 , 不能和其他物体连在一起 , 以免生产额外的振动；3.13 在主根底、进排气支座根底上各垫一 块 30mm 厚的钢板 , 增加根底的整体性与稳 性；我矿 在对压缩机振动大、根底松动处理 时, 在一级进气支 座、二级排气支座及曲轴箱 根底上各垫上 30mm 的 钢板 , 并与根底浇灌 成一体 / 再在钢板上安装斜垫铁 / 使根底连成 体 , 增加了根底的稳固性。通过改造后 , 机 组振动减小了很多 , 效果非常好。3? 14 为了防止产生附加力而增加振动 , 压 缩机的气缸、中体、曲轴箱等要保持同心 , 并 到达一 定的水平标准；3.1.5 ?连杆大、小头瓦、

9、主轴瓦等与滑道的 间隙要符合技术上的标准要求；3 丄 6?在风包底座支撑点各增加一块钢板 , 以增大受力面积，减小振动；我矿 2# 风包的底座支撑点上曾经出现裂 痕 Z 究 其原因 Z 主要在于风包质量较大 Z 加之 振动，便在底座支撑点上形成集中受力点，导 致风包裂纹。通过 在支撑点处加装 4 块 200x 300mm 的钢板后 ; 重新安 装风包 z 经过十多 年的运行 ，效果较好。32 防止气柱共振3.2.1 ?在安装管道时 , 要根据管路的配置和 尺寸 算出管路气柱的固有频率，合气柱的固有 频率 K1 要 高于或者是低于 F1 的 30% , 或是计 算出共振管的长 度使实际管长避开共

10、振管长；3.22 可以把缓冲罐安装在气流脉动的发源 处 它能缓和前后管道内的气流脉动 , 降低气 体冲击，减 小激发力。缓冲罐上接管的配置对 压力脉动的衰减程 度影响较大。3.3. 防止管路棚戒共振331?布置管路时 , 需算出其机械振动的固有频率/从而使其根本固有频率 1 比激发主频 率 F1 高 30% ; 应尽量减少弯头 , 特别防止急 转弯，转弯的 地方要配上适当支撑，并使曲率 半径大一些 ; 为防止 管道振动过大产生磨损 , 应当在管道和支撑之间安装 橡皮或木质衬垫 ; 在生产中 , 有效抑制管道机械振动 过大的最正确 方法便是增加支撑并减小简支长度。332?在管路系统中安装管道伸缩

11、器减小 热胀冷缩管道位移时对管道造成的振动3.3.3. 阀门因脉动气流冲击弯头而产生周期 性变化的激振力，继而使管道产生振动。所以, 在操作压缩机的过程中 ,应当尽量少用高 压-低压 级循环，防止节流，降低压力脉动的不 均匀度，从而 减小管道振动，延长管道使用寿 命；3.3.4. RJ 以在振幅最大的地方增设管架 , 依 据激振力产生的方向来设计管架的强度与刚3? 3? 5?设置管卡不能强行固定在某一点上而应分散固定在多个点 , 如靠近弯头的两端、 三通交 叉处附近的三个支管上 , 以便尽可能地 降低管道附加 应力；336?管道应在自有状态固定位置 , 尽量把 管卡 设置在振源点 , 切忌撇劲而增加附加载荷337?在具有振动的场合应防止管道与管 道、管道与管架、 管道与紧固螺栓等直接摩 察；在生产过程中 , 很多因素可能引起振动的 加剧， 例如设备之间、管道之间振动的相互牵 连。因此 ,应尽量防止不同设备