往复式压缩机的工作过程管道振动原因及减震措施金属丝绳

一提到往复式压缩机可能有很多人都不太了解，这个机器在我们家庭当中的使用不多，一般这种机器在商用上应用比较广泛。往复式压缩机是指通过气缸内活塞或隔膜的往复运动使缸体容积周期变化并实现气体的增压和输送的一种压缩机，属容积型压缩机。目前往复式压缩机主要是活塞式空压机，化工工艺压缩机，石油，天然气压缩机，为主，而活塞式空压机现在主要向中压及高压方向发展，这个是螺杆机，离心机目前无法达到的一个高度。下面小编来为大家介绍往复式压缩机的工作过程、管道振动原因及减震措施、常见故障原因及故障诊断方式。一起来看看吧！

往复式压缩机的工作过程

往复式压缩机都有气缸、活塞和气阀。压缩气体的工作过程可分成膨胀、吸入、压缩和排气四个过程。

例:单吸式压缩机的气缸，这种压缩机只在气缸的一段有吸入气阀和排除气阀，活塞每往复一次只吸一次气和排一次气。

(1) 膨胀:当活塞向左边移动时，缸的容积增大，压力下降，原先残留在气缸中的余气不断膨胀。

(2) 吸入:当压力降到稍小于进气管中的气体压力时，进气管中的气体便推开吸入气阀进入气缸。随着活塞向左移动，气体继续进入缸内，直到活塞移至左边的末端(又称左死点)为止。

(3) 压缩:当活塞调转方向向右移动时，缸的容积逐渐缩小，这样便开始了压缩气体的过程。由于吸入气阀有止逆作用，故缸内气体不能倒回进口管中，而出口管中气体压力又高于气缸内部的气体压力，缸内的气体也无法从排气阀跑到缸外。出口管中的气体因排出气阀有止逆作用，也不能流入缸内。因此缸内的气体数量保持一定，只因活塞继续向右移动，缩小了缸内的容气空间(容积)，使气体的压力不断升高。

(4) 排出:随着活塞右移，压缩气体的压力升高到稍大于出口管中的气体压力时，缸内气体便顶开排出气阀的弹簧进入出口管中，并不断排出，直到活塞移至右边的末端(又称右死点)为止。然后，活塞又开始向左移动，重复上述动作。活塞在缸内不断的往复运动，使气缸往复循环的吸入和排出气体。活塞的每一次往复成为一个工作循环，活塞每来或回一次所经过的距离叫做冲程。

往复式压缩机管道振动原因及减震措施

一、往复式压缩机管道振动原因分析

（一）气流脉动引起的管道振动

往复式压缩机管道振动是由多种原因引起的，但生产中的管道振动多是由气流脉动引发的。压缩机管道中充满气体即气柱，能压缩、膨胀，所以气柱本身是一个弹性振动系统，在周期性吸排气挤压下，会使进出口管道内的流体呈脉动状态，导致管内流体参数随着位置、时间做周期性变化，这就是气流脉动。气流脉动不仅会降低压缩机的容积效率，降低产量，加大消耗功率，还会引发管道强烈震动，威胁安全生产。从气流脉动大小与压力不均匀度来看，当管道的气流压力不均匀度增大时，振动频率就高，振动能量就会加大，对管道带来的破坏性也会越大。如果脉动气流通过管道弯头、分支管、阀门等时，压力不均匀度会引发管道振动的强大激振力，出现管道的机械振动。

（二）共振引起的管道振动

往复式压缩机管道内输送的气体是气柱，气柱能压缩、膨胀，有一定的质量。它本身固有的频率是气柱固有频率，管道及其组件构成一个系统，此系统结构具有一定的频率即管系机械固有频率。机组活塞往复运动频率是激发频率，其计算公式mn/60Hz。一般工程中把0.8～1.2的频率范围作为激发频率共振区，如果气柱固有频落在这个共振区内，会产生较大的压力脉动而引发气柱共振；如果管系机械固有频率落在这个共振区内，会引发结构共振，这都会导致不良后果。因此配管设计应避免发生气柱及结构共振，可通过调整气柱固有频率和管系固有频率来实现。

（三）外力引起的管道振动

管道振动的原因是多样的，如强风横吹时，会在管线背风面产生涡流而引发管道振动；地震会引发管道振动等。

（四）机组振动引起的管道振动

压缩机的机组动力平衡性能较差、安装不当、基础设计不当等，会引发压缩机机组和管道振动，进而影响与它连接的管道，引发管系振动。

二、往复式压缩机管道减振措施

（一）压力脉动减振措施

气流脉动引发管道振动很常见，可以通过降低管内气流压力的不均匀度，减小气流压力脉动幅值来消振，这对缓解管道振动是非常重要的。

1、避开气柱共振

往复式压缩机要消振首先应避免气柱共振，因为共振带来的后果较为严重。通过计算气柱固有频率，错开气柱固有频率与活塞激发频率，达到消除共振的目的。

2、设置缓冲器

合适的缓冲器不仅能改变管系气柱固有频率，还能降低气流脉动的幅值，被认为是最简单有效的环节气流脉动的设施。但缓冲器容积大小与安放位置是非常关键的，为了充分发挥缓冲器的作用，应将缓冲器放在紧靠压缩机的进排气口。缓冲器和管道要采取合适的连接方式，实践证明，缓冲器容积比气缸每行程容积大10倍上，并且安装位置合适，流入管道的气流就会平稳，达到减振的目的。一般来说，缓冲器有两种形式，一是单个容器的缓冲器，二是两个容器串联形成的滤波型缓冲器。实际运用中，如果要缓冲器前管路内有较小的压力脉动，可以选用单个容器的缓冲器来消振；如果希望缓冲器后管路内有较小压力脉动，可以用滤波型缓冲器，两者各有自身优势。缓冲器与管道连接方式，对振动有较大影响。如果连接方式不合适，起不到相应的减振作用。

3、增设孔板

往复式压缩机在适当位置增设孔板，能降低管内的压力不均匀度，达到减振目的，是减振的有效措施之一。通常情况下，在大容器入口处安装合适孔板，使管道尾端不具有反射条件。同时孔板尺寸也会影响减振效果。

4、设置气流脉动衰减器

衰减器的原理是声学滤波原理，相比于缓冲器，衰减器有更好的减振效果，但是其结构比较复杂、形式多样，成本较高。目前，实践中运用的多孔声学滤波器是效果较好的，也是应用最广的，比较适合与油分离器配合使用。

5、增设集管器

管道并联运行时，会汇合处脉动量会迭加，迭加可能会使脉动相互抵消，也可能相互增强。为了避免出现这种问题，可以在汇合处安装集管器，一般情况下集管器的通流面积高于进气管通流面积总和的三倍以上。

（二）改进管系结构措施

往复式压缩机要消振，还要注意管系结构振动计算，将机械振动的振幅和动应力控制在允许的范围内。

1、应对机械共振措施

要避免机械共振，需要改变结构的固有频率，可以通过改变位置、数量等方法完成。压缩机的吸排气管道要与压缩机基础和建筑物脱开，不能在平台上生根，设计成独立的支架，并保证较低的支架高度，能有效避免机械共振。管道支架要设在拐弯、分支等附件，要采用特殊的抑振管架，不能只起承重作用。

2、避免气流速度与方向突变措施

管道内气液压力不均匀度较高的地方，应尽量保持管线平直，少用弯管。必须使用弯头的地方，要注意弯管的弯曲半径较大，转角尽量小，防止气液方向突然变化。在异径接头的地方，要尽可能减小收缩口角度，避免管径收缩突然性。

往复式压缩机故障原因及故障诊断方式

一、往复式压缩机的常见故障分析

1、压缩机的常见故障和机理

往复式压缩机的常见故障主要有两大类：机械性质和流体性质。机械性质是指机械动力性能出现故障，故障的主要原因是运动零件的结构出现裂纹、间隙有变化等。故障的主要表现是机械运动时有异常的震动、发热和响声；流体性质是一种机械热力性能故障，该故障具有温差、压力异常、排气量不足的主要特征。出现故障的主要原因是吸气滤清器、活塞环、气阀、冷却水路等部位出现故障，对于这类现象可以用参数法进行诊断。

2、压缩机机械功能故障分析

在机械运动过程中，比较典型的机械故障包括连杆螺栓、活塞环、曲轴、阀片、十字头等断裂，汽缸和汽缸盖破裂，烧瓦、电机故障等。在往复式压缩机的实际操作中，气阀故障的诊断是十分重要的，因为连杆、活塞杆等断裂是较常见现象，且压缩机的运动部件很多，所以大部分故障问题还是机械性能故障。

3、压缩机热力性能的故障分析

根据多年的生产经验分析，往复式压缩机热力故障的原因通常是气阀和填料函等部件的损坏。填料函若出现故障会造成压比失调、降低排气量等统计表明，往复式压缩机故障中有60%为气阀故障，气阀若出现故障会增加排气的温度，降低排气量，造成压比失调等，情况严重的会导致整个机组报废。在现场操作中，工作人员经常根据气阀来诊断压缩机的故障问题。

二、往复式压缩机常见故障诊断方式

1、人体直观检查诊断

人体直观检查诊断主要是指通过对相关问题进行询问了解，或者对故障所表现出来的物理特性进行触觉、嗅觉、听觉等方面的检查和了解，进而发现其中存在的问题。这是最基本也是最初级的故障诊断方式，能够比较迅速的发现表面故障，进而采取措施排除。

2、振动噪音监测法

很多实验室已经通过振动噪音监测法诊断压缩机的故障并取得不少研究成果。根据机械表面的振动现状分析主轴承状态、气阀漏气、汽缸磨损等现象。例如在气缸头部装置振动传感器，根据分析振动信号判断汽缸内部故障；根据油管路内的压力波信号判断压缩机轴承故障；根据振动信号判断压缩机主轴承故障。但因为在机械操作过程中会产生很大的噪声，噪声会干扰信号的稳定性，影响传感器的可靠度，所以振动噪音监测法还未全面推广。

3、油液检测法

润滑油油液分析法主要有两类：油液中磨损信息分析和油液物理化学性能分析。油液中磨损信息的分析主要有颗粒监测技术、铁谱分析以及光谱分析等；油液本身物理化学性能分析主要包括润滑油的燃点、水分以及黏度等方面的分析。油液监测的实施步骤有提取样品、获取监测数据、确定诊断结论等。

4、热力性能参数监测法

根据仪表监测往复式压缩机的冷却水量、排气量、水温、油温等数据信息，为诊断部件故障提供参考依据。热力性能参数监测法在诊断和预测故障时缺乏准确性，所以目前主要应用于压缩机的运行状态和监测工艺参数。

5、人工智能诊断

随着计算机技术的不断进步，人工智能诊断系统被应用于工业生产的各个领域，压缩机的故障诊断也不例外。人工智能诊断是一种使用专家系统和神经网络系统，人工神经网络具有自学性和组织性特点，具备联想记忆功能，能从设备故障中学习、积累经验，并借助故障方面的知识，同时以一些搜索方式和推理方式作为辅助，对较为复杂的系统故障进行诊断的智能化计算机程序系统。其所具有的优势是诊断方式较为简单快捷且解释机制强，但缺陷是推理机制太过简单且所借助的知识是否可靠等等。

6、早期预警技术

早期预警技术能够对设备的异常信息做出快速的分析和判断，并准确地得出设备当前时刻的异常信息、开停车状态、异常诊断结论等信息，进而主动反馈输出结果，有效辅助现场工作人员对设备进行统一管理。当前主要的研究方向包括气阀故障及预警、活塞杆断裂故障及预警、大头瓦磨损故障及预警等等，并通过相关实验得出了相应的结论，在减少故障发生方面起到了至关重要的作用。随着研究的不断深入，越来越多的典型故障决策模型将会建立起来，诊断经验的积累不断增多，决策模型和预警方法将会进一步改进提升，提高对故障诊断的准确性，保证设备的正常运行。

上述是小编为大家讲解的往复式压缩机的工作过程、管道振动原因及减震措施、常见故障原因及故障诊断方式。希望能够帮助到大家！其实想要保证往复式空气压缩机正常运行，那么就需要对其进行悉心保养的，如果是无油往复式空气压缩机，就不需要也不能加注任何润滑油，有油空压机就需要定期加润滑油。使用过程中应隔一至两天排水一次、清洗消音过滤器。如果是一般的往复式空气压缩机，不能过热自动断电的话就需要及时监控电机的温度情况，避免过程烧坏了。不过像大圣的往复式空气压缩机工作电机过热，电机热保护器自动断开电源保护电机，待到温度降低再自动重启。基本就是这三点，最好还是选择像大圣那种纯无油的有过热保护功能这些的空压机，保养比较简单。

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