《離心式空壓機(jī)維修系列四》如何解決壽力離心式空壓機(jī)葉輪的故障問題

時間：2017-12-25作者：上海迪奈美動力科技有限公司瀏覽：79

空壓機(jī)作為一種重要的動力設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于化工，機(jī)械，冶金，電力，煤礦等行業(yè)。但是空壓機(jī)在日常應(yīng)用中，可能會受到外界的各種因素的擾亂，從而出現(xiàn)各種各樣的故障。離心式空壓機(jī)葉輪磨損便是其中的一個。由于葉輪是離心式空壓機(jī)對氣體做功的一元件,因此一旦葉輪發(fā)生磨損,就會造成空壓機(jī)不能正常運(yùn)行。本文以壽力離心式空壓機(jī)維修實(shí)際案例為主，為大家分享如何解決離心式空壓機(jī)葉輪的故障問題。
    上海迪奈美動力自2005年起，十幾年來一直專注于離心式空壓機(jī)的維修保養(yǎng)服務(wù)，因此對于離心式空壓機(jī)的故障問題，我們都有專業(yè)的技術(shù)工程師在**時間為客戶解決問題。
近期，迪奈美動力工程師在為客戶做離心式空壓機(jī)維修保養(yǎng)服務(wù)時，就遇到一個客戶的離心式空壓機(jī)出現(xiàn)了葉輪磨損，造成空壓機(jī)停機(jī)的問題。因此迪奈美工程師依據(jù)自己專業(yè)的維修經(jīng)驗，立刻找到了故障原因，并及時解決了問題。具體項目實(shí)施案例，詳見如下：

一、項目背景
山西某客戶化工廠有四臺壽力離心式空壓機(jī)，主要為化工生產(chǎn)設(shè)備提供動力源。自該客戶壽力離心式空壓機(jī)開機(jī)以來，先后多次出現(xiàn)了葉輪裂紋和掉塊等故障，嚴(yán)重影響了該客戶工廠的正常生產(chǎn)。由于該客戶離心式空壓機(jī)葉輪出現(xiàn)了多次故障，并且一直得不到好的解決方案。因此在了解到迪奈美動力工程師有十幾年的離心式空壓機(jī)維修經(jīng)驗時，客戶就立刻聯(lián)系上海迪奈美總部，請迪奈美有關(guān)工程師和客戶一起分析故障原因，以求徹底解決葉輪裂紋和掉塊的問題。
在接到該客戶壽力離心式空壓機(jī)葉輪緊急維修服務(wù)時，迪奈美工程師立刻趕往客戶現(xiàn)場，檢查設(shè)備狀況并做出離心式空壓機(jī)葉輪維修保養(yǎng)方案。
該壽力離心式空壓機(jī)為雙軸四級結(jié)構(gòu)型式，空壓機(jī)的四級葉輪分別安裝在兩個轉(zhuǎn)速不同的小齒輪軸的兩端，構(gòu)成高、低速兩個轉(zhuǎn)子。大齒輪轉(zhuǎn)子通過齒輪聯(lián)軸器與電機(jī)軸直接連接。各個葉輪與各自獨(dú)立的蝸殼構(gòu)成流道，高低速轉(zhuǎn)子分別布置在大齒輪轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，軸心線互相平行，各轉(zhuǎn)子的軸承都是強(qiáng)制潤滑的滑動軸承。葉輪由輪盤、輪蓋和葉片焊接而成。離心式空壓機(jī)葉輪進(jìn)行動平衡、**速試驗，然后與齒輪軸復(fù)合熱套，再調(diào)整一次整體動平衡，以保證轉(zhuǎn)子的平衡性。
二、壽力離心式空壓機(jī)葉輪故障原因分析
在了解到該客戶壽力離心式空壓機(jī)葉輪故障多達(dá)十幾次后，迪奈美工程師從以下幾點(diǎn)對離心式空壓機(jī)葉輪裂紋和掉塊的原因進(jìn)行分析。
2.1應(yīng)力分析（迪奈美溫馨小提示：物體由于外因而變形時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并試圖使物體從變形后的位置恢復(fù)到變形前的位置。）
對離心式空壓機(jī)葉輪的應(yīng)力分析采用有限單元法，具體分析了葉輪材料的特性和材料的耐壓限度。分析結(jié)果顯示在葉輪輪蓋斷裂處的應(yīng)力為460MPa，較大應(yīng)力為650MPa；而葉輪材料的耐壓強(qiáng)度為833MPa，極限強(qiáng)度為931MPa，材料的忍耐限度在此數(shù)值上加或減131MPa。由于**過大約65MPa一半放大倍率的應(yīng)力波動，因此導(dǎo)致葉輪輪蓋疲勞破壞。
2.2振動分析
離心式空壓機(jī)葉輪通過在各種振動頻率下測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)**級和*二級葉輪的振動頻率與齒輪的兩倍頻相吻合，*四級葉輪的振動頻率與齒輪的一倍頻相吻合。
2.3振動測試
對**級葉輪進(jìn)行振動分析。并完成了頻率響應(yīng)的分析。實(shí)驗結(jié)果顯示，**級葉輪的固定頻率接近齒輪的一倍頻和兩倍頻。同時測定**級葉輪固定頻率的結(jié)果顯示葉片斷裂處的軸向方向有20~50放大倍率的頻率響應(yīng)，而且振動頻率處于齒輪固定頻率的兩倍頻層中。
2.4空氣動力學(xué)性能分析
對該客戶空壓機(jī)進(jìn)行空氣動力學(xué)性能的分析，發(fā)現(xiàn)該機(jī)推能較差，工作應(yīng)力范圍很窄，導(dǎo)致空壓機(jī)工作在失速工況下，這樣勢必就導(dǎo)致離心式空壓機(jī)葉輪輪蓋產(chǎn)生好加的空氣動力學(xué)振動。實(shí)驗結(jié)果顯示，葉輪輪片設(shè)計缺陷導(dǎo)政局部載荷較高，使氣流與葉片線型過早分高。致使流體的出口角與葉片的出口角有很大偏離，加大了空壓機(jī)在失速情況下的激振振幅。

三、壽力離心式空壓機(jī)葉輪故障解決方案
在分析了離心式空壓機(jī)葉輪的故障原因后，迪奈美工程師給出了以下幾點(diǎn)解決方法。
（1）減小葉輪直徑，使葉輪的穩(wěn)態(tài)應(yīng)力達(dá)到較??；
（2）優(yōu)化線型結(jié)構(gòu)，減小空氣動力學(xué)振動；
（3）改變輪蓋結(jié)構(gòu)，減小輪蓋處振動；
（4）輪蓋不與齒輪噴合，也不與其他的激振頻率發(fā)生共振；
（5）重新設(shè)計的葉輪要達(dá)到應(yīng)力狀態(tài)、振動、軸向推力平衡，轉(zhuǎn)子動力學(xué)、扭矩和軸向振動的合理匹配；
（6）改造后的擴(kuò)壓器要求和新設(shè)計的葉輪相匹配。
四、壽力離心式空壓機(jī)葉輪維修結(jié)果
該客戶離心式空壓機(jī)葉輪運(yùn)行良好，沒有出現(xiàn)頻繁磨損的故障。
    空壓機(jī)在運(yùn)行工作過程中，維修保養(yǎng)是十分重要的。只有按規(guī)律定時更換空壓機(jī)的相關(guān)配件，才能保證空壓機(jī)的正常運(yùn)行，從而為企業(yè)帶來更多的效益。更多關(guān)于壽力離心式空壓機(jī)葉輪，壽力離心式空壓機(jī)維修問題，點(diǎn)擊免費(fèi)查看>>>


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