由于運(yùn)行周期已超、檢修質(zhì)量差等原因，某廠2D12- 100/8 型空壓機(jī)出現(xiàn)了多起一、二級(jí)十字頭連桿斷裂事故和基礎(chǔ)底腳螺栓松動(dòng)等故障，造成了損壞，并影響整個(gè)供氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。機(jī)組測點(diǎn)布置見圖1。

圖1 2D12-100/8 型空壓機(jī)測點(diǎn)布置

1#測點(diǎn)一曲軸箱軸承座（近電機(jī)端）；2#測點(diǎn)—一級(jí)缸缸體端部；3#測點(diǎn)—二級(jí)缸缸體端部；4#測點(diǎn)一曲軸箱軸承座（離電機(jī)端）；5#測點(diǎn)一機(jī)座基礎(chǔ)。

1. 第八空壓機(jī)站 4#機(jī)故障

（1）故障特征

① 振動(dòng)數(shù)據(jù)：4#機(jī)各測點(diǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1振動(dòng)數(shù)據(jù)

譜圖：4#機(jī)二級(jí)缸缸端軸向振動(dòng)位移譜與加速度譜分別如圖2和圖3所示。

圖2 二級(jí)缸缸端軸向振動(dòng)位移譜

圖3 二級(jí)缸缸端軸向振動(dòng)加速度譜

二級(jí)缸的軸向振動(dòng)位移值較大，達(dá)到232μm，而且與上次測得的數(shù)據(jù)相比，4#機(jī)各測點(diǎn)的振動(dòng)總量呈上升趨勢(shì)，如二級(jí)缸的軸向位移由227μm增加到232μm，一級(jí)缸由125μm增加到141μm，底座由27. 9μm增加到37μm，曲軸箱兩端軸承座上的振動(dòng)速度也有較大增加。

（2）分析診斷

① 對(duì)2#、3#測點(diǎn)做加速度頻譜，頻帶選擇0~6000Hz，發(fā)現(xiàn)這兩點(diǎn)在2400~3600Hz之間，其振動(dòng)總量最高為2.34g。

② 通過對(duì)曲軸箱軸承特征頻率計(jì)算，這個(gè)中頻峰群與軸承特征頻率無關(guān)，而是曲軸連桿受激勵(lì)后的振動(dòng)特征。

由上述分析，建議停機(jī)檢查曲軸連桿機(jī)構(gòu)的連接部位有無磨損、松動(dòng)，曲軸箱兩端的對(duì)中，以及活塞、缸體的磨損有無拉缸現(xiàn)象，重點(diǎn)是二級(jí)缸。

（3）故障處理

檢查發(fā)現(xiàn)二級(jí)缸油路堵塞，活塞在缸體內(nèi)處于無油干摩擦，油路疏通后，振動(dòng)值下降。

2. 第九空壓機(jī)站3#機(jī)故障

（1）故障特征

①振動(dòng)數(shù)據(jù)：3#機(jī)各測點(diǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù)如2所示。

表2 振動(dòng)數(shù)據(jù)

②譜圖：圖4~圖9為3#機(jī)一級(jí)缸缸端各方向振動(dòng)位移譜和加速度譜。

圖4 一級(jí)缸缸端軸向振動(dòng)位移譜

圖5 一級(jí)缸缸端水平振動(dòng)位移譜

圖6 一級(jí)缸缸端垂直振動(dòng)位移譜

一級(jí)缸軸向振動(dòng)位移由305μm 降到290μm，但水平振動(dòng)位移則由157μm上升到206μm，垂直方向振動(dòng)由49.9μm上升到135μm。

圖7 一級(jí)缸缸端軸向振動(dòng)加速度譜

圖8 一級(jí)缸缸端水平振動(dòng)加速度譜

圖9 一級(jí)缸缸端垂直振動(dòng)加速度譜

一級(jí)缸的 A、H、V三個(gè)方向的振動(dòng)加速度值均有所下降。

曲軸箱底座的振動(dòng)由59μm上升到68.4μm。

（2）分析診斷

從譜圖上看，圖4~圖6的轉(zhuǎn)頻8.3Hz很突出，而且還出現(xiàn)半倍頻（2.59Hz~4.39Hz），另外，四倍頻33.24Hz也很明顯，再有，圖7 ~圖9與上次譜圖相比，有高頻部分能量降低并向低頻段轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。

① 3#號(hào)機(jī)一級(jí)缸工作狀態(tài)較差。

② 活塞在缸體中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以看作是一個(gè)對(duì)中問題，當(dāng)活塞與缸體的間隙增大，或者曲軸連桿與活塞連接部位傳力不佳，都會(huì)產(chǎn)生活塞在缸體中運(yùn)動(dòng)不走直線，而活塞一旦不走直線就會(huì)對(duì)缸體產(chǎn)生一個(gè)橫向撞擊，使振動(dòng)增加，一級(jí)缸缸端水平、垂直方向的振動(dòng)值上升說明這個(gè)問題。③ 一級(jí)缸三個(gè)方向的振動(dòng)加速度雖然降低，但高頻部分能量向低頻部分轉(zhuǎn)移，而且基礎(chǔ)振動(dòng)（也是低頻振動(dòng)）上升，說明故障已進(jìn)入中、后期。

建議打開檢查一級(jí)缸的活塞、連桿、十字頭部件，重點(diǎn)檢查連接部件有無磨損、松動(dòng)、裂紋等，并檢查活塞在缸體中的對(duì)中情況，及活塞與缸體的間隙。

（3）故障處理

發(fā)現(xiàn)在一級(jí)缸活塞連桿與十字頭連接處的滑道道板部位存在不對(duì)中，再加上滑道平面磨損使十字頭道板運(yùn)動(dòng)不對(duì)中，并有輕微跳動(dòng)，造成活塞連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)不走直線，從而引起活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)在缸體內(nèi)產(chǎn)生橫向撞擊，使橫向振動(dòng)值上升。處理后機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)。

3. 第八空壓機(jī)站 4#機(jī)故障

（1）故障特征

① 振動(dòng)數(shù)據(jù)：表3為2#測點(diǎn)振動(dòng)值前后對(duì)比。

表3 2#測點(diǎn)振動(dòng)值前后對(duì)比

② 譜圖：圖10與圖11分別為3#機(jī)和4#機(jī)一級(jí)缸缸端垂直方向振動(dòng)位移譜。

圖10 3#機(jī)一級(jí)缸缸端垂直方向振動(dòng)位移譜

某年某月某日上午，在監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)4#機(jī)2#測點(diǎn)一級(jí)缸在A、H、V三個(gè)方向上振動(dòng)位移均有較大的上升，見上表2#測點(diǎn)振動(dòng)值前后對(duì)比。為此，當(dāng)天下午又去現(xiàn)場重新采集一次數(shù)據(jù)，這是A向的振動(dòng)值已由上午的388μm加到392μm，和同類型的3#機(jī)相比，該點(diǎn)的振動(dòng)值高出近一倍。

（2）分析診斷

從頻譜上看， 4#機(jī)2#測點(diǎn)一級(jí)缸在V方向的轉(zhuǎn)頻（8.3Hz）幅值比3#機(jī)高出近三倍，充分說明該點(diǎn)已存在故障。

立即要求車間停機(jī)，重點(diǎn)檢查一級(jí)缸缸體十字頭連桿及活塞等連接部位間隙、松動(dòng)情況。

（3）故障處理

第二天，在打開檢查中，發(fā)現(xiàn)一級(jí)缸缸體內(nèi)的十字頭并帽螺栓已經(jīng)松動(dòng)，造成活塞連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)缸體沖擊作用加大，尤其是軸向。經(jīng)修理后，該部位的振動(dòng)明顯下降，A向由 388μm 降到256μm， V向由 98.5μm 降到48.82μm，H向由 115.5μm 降到89μm，基本恢復(fù)到原來值。

圖11 4#機(jī)一級(jí)缸缸端垂直方向振動(dòng)位移譜