状态检测与故障诊断技术在制冷机上的应用

制冷机由电机通过增速齿轮带动蜗壳中的叶轮压缩做功，实现制冷剂从蒸发器向冷凝器流动。其参数：电机转速1 490r/min， 叶轮转数4 300r/min， 电机侧齿轮齿数Z1=88，叶轮侧齿轮齿数Z2=31。图1为测点示意图。对该机组选择5个检测点进行检测，在检测过程中发现2#测点和5#测点振动值有上升趋势，并伴有特征频率。

二、频谱分析与诊断

在电机的2#测点发现振动速度值轴向4.56mm/s，垂直方向3.07mm/s，水平方向1.78mm/s。结合频谱图(图2)和时域波形(图3)发现：轴向以电机的2倍转频分量突出，垂直时域波形图则出现明显的不对称现象。判定为典型不对中故障。

从齿轮箱3#测点测得：振动加速度测量值18.9m/s2，4#测点振动加速度测量值29.2m/s2，两处测点振动信号的加速度频谱(图4、5)上均发现有2 193Hz的特征频率成份以及2倍频4 387.5Hz。低速端齿轮Z1=88；高速端齿轮Z2=31，计算啮合频率为2 185～2 221Hz之间，判定2 193Hz是齿轮的啮合频率，并且2 193Hz2倍频的出现跟电机与齿轮的对中不良有关。

在叶轮两端的振动信号上发现有突出的212.5Hz的频率及倍频分量，振动测量值3.4mm/s(图6)。该压缩机蜗壳叶轮的转速为4 300r/min(71Hz)，接近叶轮转频212.5Hz的3倍。判断212.5Hz是叶轮叶片的通过频率。212.5Hz具有较小的谐波分量，表明是叶轮有轻微松动的迹象。

三、故障处理

经检查，电机的地脚螺栓松动，从而引起对中不良。使用对中仪对电机和齿轮箱进行对中检测和调整，并重新锁紧地脚螺栓后，检测振动值恢复到正常值1.72mm/s。重新调整锁紧地脚螺栓，对中良好，未发现其他问题。

叶片检测振动值在允许范围内，叶片的通过频率是正常现象，但需要同时关注叶轮在长期运行中出现局部冲蚀损坏所造成的平衡问题。