摘 要：压缩机振动值严重超标，随时都会出现故障停机，严重影响装置平稳运行及上游裂解装置工艺产量。本文主要是针对螺杆压缩机振动速度值持续升高的现象，结合现场实际，对可能引起压缩机振动值超标的故障进行逐一排除以确定具体原因。最后查明引起机组振动大的根本原因为：同步齿轮损坏、转子弯曲和转子动不平衡，探讨相关措施来进行处理。
关键词：螺杆压缩机；振动原因；处理措施
某装置的螺杆压缩机运行过程中频繁出现的故障现象，对装置平稳运行及周边环境造成了一定影响。如何彻底消除螺杆压缩机振动大的故障，延长设备运行周期，确保生产安、稳、长运行，成为设备管理的一个难点。
1、螺杆压缩机简介
螺杆压缩机由主要零部件有机壳、转子、轴承、密封组件、齿轮等。机壳由机体（气缸体）、吸气端座、排气端座（与气缸体为一体）及两端端盖组成，材质为优质灰铸铁。径向轴承采用圆柱滚子轴承；推力轴承位于排气端，采用角接触球轴承。为了防止压缩气漏入油箱，轴封采用浮环密封，密封环材质为碳环；为防止润滑油泄漏，采用了螺纹迷宫密封。齿轮变速为一级变速，采用增速齿轮及同步齿轮实现转子运行。该装置的压缩机振动速度值持续升高，一直在10.6-13.4mm/s之间，而其他该型号的机组振动速度值一直在6mm/s以下。
2、原因分析
压缩机振动值严重超标，随时都会出现故障停机，严重影响装置平稳运行及上游裂解装置工艺产量。因此，结合现场实际，对可能引起压缩机振动值超标的故障进行逐一排除以确定具体原因。
2.1 连接螺栓是否松动
螺栓连接是最常用的连接结构形式，松动失效为其主要失效形式之一，在螺栓松动初期可能不会影响螺杆压缩机组的正常运行，但是随着松动的进一步加剧，可能会造成整个螺杆压缩机组的失效进而引发重大安全生产事故。使用力矩扳手分别对电机、压缩机地脚连接螺栓、压缩机本体连接螺栓进行了校验，连接螺栓并未发生松动。
2.2 螺杆压缩机基础刚性
螺杆压缩机组整体安装在刚性基础上，如果基础刚性差则相当于整个基础就是一个振动源，而通过振源传递将会造成整个机组的振动值增大。在压缩机运行过程中，用振动检测仪器对基础进行振动监测，发现其振动值≤0.8mm/s，，基础的振动值符合基础刚性要求。
2.3 工艺操作是否有波动
工艺操作波动（如进气量的频繁变化）会造成机组轴向负荷的交替变化，影响机组运行寿命。与工艺进行对接确认，结果显示：各项操作均严格按照操作规程进行，工艺操作无调整、无明显波动现象。
2.4 螺杆压缩机机组对中
螺杆压缩机机组对中不良会造成一系列有害于设备的动态效应，如引起机器联轴器偏转、轴承早期损坏、油膜失稳、轴弯曲变形等，导致机器发生异常振动。利用激光对中仪对螺杆压缩机进行复查，结果显示该压缩机机组对中符合要求。
2.5 进、出口管线是否堵塞或存在应力
用高压空气对压缩机进、出口管线进行吹扫，未发现憋压情况，且进、出口过滤器干净。进一步检查进、出口管线发现，进、出口法兰面平行度为0.05mm，径向位移为0.10mm，也满足规范中平行度标准值≤0.10mm、径向位移≤0.20mm的要求。与工艺人员共同确认所添加润滑油，并对润滑油取样进行化验，未发现任何杂质成分；现场检查油管线也未发现杂质；采用空压机对管线进行吹扫均畅通。
2.7 轴承间隙是否符合标准
对螺杆压缩机电机滑动轴承进行解体检查，结果显示：滑动轴承轴瓦表面光滑，无硬点、裂纹、气孔、夹渣、脱皮、脱壳等缺陷。对螺杆压缩机本体滚动轴承进行检查，结果显示：滚动轴承转动自如，无点蚀、疤坑、毛刺等缺陷。将螺杆压缩机解体，检测其齿轮啮合情况，发现同步齿轮损坏严重，阳转子传动齿轮齿断裂，输入轴传动齿轮也有不同程度的损伤。
2.8 转子是否动平衡
螺杆压缩机解体完成后发现：阳转子固定端端面有磨损现象，转子表面也有烧焦现象。对其进行动不平衡校验，结果显示：阴、阳转子的残余不平衡量均远远超过允许值。通过对上述可能引起螺杆压缩机振动值增大的原因进行逐一排查，确定了引起机组振动大的根本原因为：同步齿轮损坏、转子弯曲和转子动不平衡。
3 处理措施
3.1 同步齿轮损坏
对于损坏的同步齿轮，可采取齿轮堆焊、镶齿法、镶环法进行修复，但从修复后同步齿轮的硬度、传动精度及费用等多方面综合考虑，本次采取更换新齿轮的方法。
3.2 转子弯曲
对于转子弯曲的修复方法，查阅相关资料后得到以下3种方案。
3.2.1 捻打法
捻打法是将主轴凹面向上放置，用锤捻打凹处，使金属分子间的内聚力减少而使纤维伸长，达到直轴的目的。轴下面置油压千斤顶，然后用宽为30～40mm、厚为7～10mm的冲头击打弯曲部位。通常冷击10～15次，然后拆卸压紧装置与千斤顶，将轴放回原轴承，用千分表测量矫直后的弯曲程度。若不满足要求，则重复上述步骤，直至弯曲值恢复到0.03～0.04mm时，可认为矫直结束。但此种方法会使材料存在残余应力。
3.2.2 局部加热法
此方法通过局部加热使凸出部位的金属纤维收缩、凹入侧的金属纤维伸长，以达到使主轴伸直的目的。加热范围为轴向长0.10～0.15D（D 为轴直径）、圆周向宽0.3D，温度不超过500～550℃。这种矫直方法需要多次反复矫正，精度较低，有可能在今后的退火及运行中使轴向反侧弯曲；且容易产生残余应力，使轴在高温工作条件下恢复到原来弯曲的程度；同时残余应力会造成转子在运转中破坏平衡。
3.2.3 弯曲部位先堆焊、后车削
在转子弯曲部位先进行堆焊，再进行车削加工，然后安装2个径向轴承作为支撑，检查其弯曲度，直至符合要求为止。此种方法精度高，不会产生应力；且修复后稳定性高，不会出现再次弯曲现象。具体操作如下：首先采用8点找正法找出转子的最大弯曲点，然后通过堆焊增大轴的直径，再利用车床进行车削修复对阳转子进行矫正。矫正后，测得阳转子的弯曲度≤0.04mm，符合标准≤0.05mm的要求。
3.3 转子动不平衡
计算出的阴、阳转子所允许的动不平衡量，动平衡校验时，其不平衡量不能大于该数值。根据转子的结构，采用去重法减少动不平衡量。所谓去重法，即在重的一方用钻孔、磨削、錾削、铣削和激光钻孔等方法去除一部分金属。
4、结语
针对螺杆压缩机频繁出现振动故障的现象，对引起故障的原因逐一进行排查，确定具体原因并采取相应措施，彻底消除了设备故障。采取堆焊车削的方法对旧配件进行修旧利废，一方面节约了成本，另外一方面也为同类型机组的设备故障消缺提供了技术参考。
参考文献
[1]周明龙,陈文卿,何志龙,邢子文.螺杆制冷压缩机振动噪声控制技术研究[J].制冷与空调,2019,19(03):55-60.
[2]侯振宇.大型工艺螺杆压缩机振动分析及解决措施[J].流体机械,2012,40(07):45-47.