转子动平衡对压缩机振动特性的影响

1、转子动平衡对压缩机振动特性的影响近些年来，工艺螺杆压缩机在石化行业应用中展现了很多优点：结构简单、机组无故障 运行时间长、能保证装置长周期安全稳定运行、适应介质气夹带杂质、带液工况、且不需要 备机等特点。螺杆压缩机是靠阴、阳转子的啮合运动形成密封腔室对气体实现压缩进行工作的，它的 阴、阳转子均做定轴转动，如果它的转子处于理论上的动平衡状态，并且压缩机的安装过程 中不存在误差，则螺杆压缩机几乎不存在振动的可能。但是，安装与加工方面的误差总是难 以避免的，因此，在实际的工作过程中螺杆压缩机的振动是存在的。但是，如果安装、加工 的过程符合要求，螺杆压缩机的振动是比较容易控制的。1.工艺螺杆压缩机在化

2、工行业中的应用与活塞压缩机相比较，螺杆压缩机不需要维修频繁堵塞的气阀（往复机需要经常停车以 更换气阀内件），机组维护的工作量很小；与离心机相比，无需进行喘振调节。由于这些优 点，螺杆压缩机在越来越多的石油、化工、煤化工领域中得到了应用。目前主要的应用行业 如表1所示：表1.工艺螺杆压缩机的主要应用领域Table I.The main application fields of process screw compressor应用领域工艺/过程炼油化工常顶气回收、火炬气回收、原油稳定装置、PSA变压吸附、苯乙烯、丁二烯、原料气、解析气煤化工焦炉气压缩机、VCM压缩机、CO压缩机纯碱CO2压缩机精

3、细化工HCL、环氧氯丙烷、氯乙烯、H2、CL2、氯甲烷其他冶金、发电-2引起螺杆压缩机振动的原螺杆压缩机优点有很多，同时也有需要不断改进的地方，机体振动控制即是一方面。引 起螺杆压缩机振动的原因主要来源于两个方面，一个是安装误差，一个是转子的加工误差。 可能的安装误差主要是电动机输出轴与压缩机输入轴的不对中。这种不对中又可以分为平行 不对中、角度不对中以及平行、角度均不对中。不对中既会引起压缩机轴的径向振动，也会 引起压缩机轴的轴向振动。不对中对压缩机的振动影响是比较大的，并且对机器的危害也比 较大，但是，正确的安装方法可以将电机输出轴与压缩机输入轴的不对中降低到最小甚至消 除。压缩机的加工误

4、差主要是指转子的质量分布不均匀，使得压缩机在运转过程中转子产生 一个不平衡力或者力偶。当转子的动平衡做得不够好的时候，这种不平衡力或者力偶就会引 起压缩机较大的径向振动，也就是在水平平面内或者竖直平面内的振动。此外，螺杆压缩机采用斜齿同步齿轮也会引起压缩机转子轴线方向的振动。3螺杆压缩机振动强度与机型的关系通过大量的螺杆压缩机振动测试试验数据看出，像510、630等比较大型的压缩机组在 水平、竖直以及轴向三个平面内的振动强度一般在23mm/s以内，振动强度偏大的情况比 较少。而255、321等小型机组的振动强度与之相比要大的多，振动强度可以达到46mm/s 的机组所占的比例比较大。而且，有的机

5、头振动测试试验过后返回车间进行检修，经过更换 轴承、轴承座等之后重新测试，振动强度依然偏大，与检修之前相比几乎没有什么变化。这 样情况下，可以排除安装误差对振动的影响，因此，造成压缩机振动强度偏大的原因很可能 是转子动平衡做得不够引起的。特别是那些运行几年后因为现场振动偏大返厂检修的机器， 有可能在工作过程中因为磨损、锈蚀等原因造成转子的动平衡状况发生变化，导致压缩机的 振动偏大。4结论与展望根据前面的分析以及大量的压缩机振动试验数据可知：（1）压缩机的振幅与转子的不平衡量mie成正比，所以，严格控制压缩机的不平衡量， 是控制压缩机水平和竖直平面内振动的根本方法之一；（2）电动机输出轴与压缩机

6、输入轴良好的对中性是消除安装误差造成压缩机振动的根 源；（3）动不平衡引起的螺杆压缩机振幅可以近似地用m1e/m来表示，由此可知，转子的 不平衡量m1e越小，压缩机组的总质量越大，压缩机的振幅越小。这也解释了在大量的振 动测试试验中较小的压缩机组振动容易偏大而较大机组的振动相对较小的原因，由此可知， 对于总质量较小的压缩机组，应该更注意控制转子的动平衡情况；（4）对于由于振动强度偏大而返厂检修的压缩机组，在经过检修、更换易损件排除安 装误差造成的压缩机振动以后，就考虑是否是压缩机转子在长期工作过程中动平衡品质发生 了变化而引起其振动强度偏大。石化行业中压缩机的振动值大小一方面关系机组噪声等级高

7、低;另一方面关系压缩机转 子、轴封及轴承的寿命。因此准确地分析振动产生的原因及提出减小振动的合理措施，对降 低噪声、改善现场作业环境及提高压缩机及辅助设备寿命有很大的意义。压缩机是石化装置 的动力单元，地位较高，若能从振动方面入手提高压缩机的无故障运行时间，便也能提高整 个石化装置的生产时间，提高经济效益。此文在压缩机出厂试验数据及振动微分方程理论的 基础上对压缩机的振动以及动平衡对其振动的影响作了概述，并使用了常规的力学模型进行 了定性的分析。同时，压缩机振动强度与机型大小的具体关系还需要更充分以更多的试验数 据的支持。其次，压缩机振动是一门非常复杂的学问，精确的理论分析以及动平衡对压缩机 振动影响的定量计算尚需