壓縮空氣泡沫消防車空壓機(jī)故障前兆分析

　　消防設(shè)備(shèbèi)研究（research)范永忠（上海市消防總隊(duì)，上海200051）泡沫(foam)消防車空壓機(jī)常發(fā)生的故障（fault）如軸承(bearing)點(diǎn)蝕、螺桿(Screw)磨損（零部件失效的一種基本類型）過度等，采用虛擬與現(xiàn)實(shí)技術(shù)(technology)，基于LabVIEW搭設(shè)了一套空壓機(jī)振動(dòng)(vibration)采集系統(tǒng)，并通過分析(Analyse)建立了空壓機(jī)的振動(dòng)模型(model)，將空壓機(jī)的振動(dòng)簡化成簡諧激勵(lì)(Excitation)情況下的兩自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)，通過。
　　加速度(speed)值度傳感！S數(shù)擬采電卡-計(jì)算M機(jī)圄1空壓機(jī)(compressor)振動(dòng)(vibration)信號(signal)采集(collection)分析(Analyse)系統(tǒng)2振動(dòng)模型(model)空壓機(jī)工作(gōng zuò)時(shí)，螺桿(Screw)泵、取力器、發(fā)動(dòng)機(jī)（Engine）等旋轉(zhuǎn)(Rotating)元件(element)因?yàn)樯a(chǎn)(Produce)、裝配、使用等原因，（軸心）重心都難免會(huì)有一定的偏心量，轉(zhuǎn)動(dòng)過程(guò chéng)中該偏心量會(huì)產(chǎn)生偏心轉(zhuǎn)動(dòng)、慣性（inertia)力，這些因素均會(huì)產(chǎn)生周期(cycle)性的激勵(lì)(Excitation)而導(dǎo)致(cause)空壓機(jī)的振動(dòng)，如圄2所示空壓機(jī)旋轉(zhuǎn)軸一般水平(Level)安置，假設(shè)偏心質(zhì)量(quality)位于旋轉(zhuǎn)軸截面A處，則作用于A處且相對于旋轉(zhuǎn)中心的偏心離心(Centrifugal)力如式（1）所示。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　　當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸高速(gāo sù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，與重力的合力將對軸端形成周期性的簡諧激勵(lì)(Excitation)，造成周邊的振動(dòng)(vibration)方程如式（2）所示。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。昆山空壓機(jī)維修是更換全部磨損的零件，空壓機(jī)轉(zhuǎn)1000個(gè)小時(shí)或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區(qū)，則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機(jī)，檢查壓縮機(jī)所有部件，排除壓縮機(jī)所有故障。
　　動(dòng)幅值W為偏心軸轉(zhuǎn)速(Rotating speed)。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　　可以看出空壓機(jī)(compressor)振動(dòng)(vibration)的主要頻率(frequency)和軸轉(zhuǎn)速(Rotating speed)有很大關(guān)系，空壓機(jī)中由于取力器、螺桿(Screw)泵等部件轉(zhuǎn)速基本一致，因而振動(dòng)主頻單一，可以將空壓機(jī)的整個(gè)振動(dòng)過程(guò chéng)簡化成簡諧激勵(lì)情況(Condition)下的兩自由度系統(tǒng)(system)發(fā)生的強(qiáng)迫振動(dòng)，如圄3所示其中，OT1表示空壓機(jī)，OT2表示取力器。
　　圄3的系統(tǒng)振動(dòng)(vibration)方程如式（3）所示
　?。╞）頻譜圖正?？諌簷C(jī)(compressor)振動(dòng)信號(signal)電mo（濾波）卜時(shí)間(time)/s（b）頻譜圖故障前空壓機(jī)振動(dòng)信號簡諧激勵(lì)(Excitation)情況下的兩自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)。昆山空壓機(jī)維修是更換全部磨損的零件，空壓機(jī)轉(zhuǎn)1000個(gè)小時(shí)或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區(qū)，則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機(jī)，檢查壓縮機(jī)所有部件，排除壓縮機(jī)所有故障。