Pomiary drgań sprężarek tłokowych

Pomiary drgań sprężarek tłokowych okazują się trudne ze względu na naturalny ruch mechaniczny tego typu maszyn. Istnieją jednak pewne ważne części, które powinny być monitorowane pod kątem zmian w zachowaniu drgań.

Wibracje obudowy (wibracje ramy)

Drgania korpusu wynikają z różnych sił i ruchów wewnątrz maszyny i stanowią część normalnych warunków pracy. Ze względu na ruch tłoków w przód i w tył cała rama wraz ze wszystkimi jej elementami nieustannie wibruje, porusza się i ulega odkształceniom. Ponadto zawory ssące i tłoczne wywołują uderzenia w wyniku otwierania i zamykania podczas każdego obrotu wału korbowego. Każda siła występująca podczas jednego obrotu ma swój wpływ i oddziałuje na charakter drgań maszyny. Siły te obejmują siły obciążenia gazowego, siły obciążenia bezwładnościowego, siły niewyważenia ruchem posuwisto-zwrotnym i obrotowym oraz siły niewyważenia gazowego. Należy zauważyć, że nawet w optymalnych warunkach procesowych sprężarki posuwisto-zwrotne wibrują znacznie bardziej niż ich odpowiedniki obrotowe.

Do pomiaru drgań obudowy sprężarek tłokowych stosuje się pomiary prędkości. Zazwyczaj są to integrujące akcelerometry piezoelektryczne lub czujniki prędkości z ruchomą cewką, ponieważ częstotliwości drgań w tym zastosowaniu zazwyczaj obejmują składowe poniżej 10 Hz. Czujniki służą do wykrywania usterek, takich jak niewyważenie, luz mechaniczny oraz problemy konstrukcyjne lub związane z fundamentami. Jeden czujnik należy umieścić po stronie napędu, a drugi po stronie przeciwnej do napędu (rysunek 1).

Rysunek 1. Pozycjonowanie czujników prędkości do monitorowania drgań obudowy.

Wibracje trawersy

Poprzeczka ślizga się po nasmarowanej powierzchni i porusza się tam i z powrotem (ruch posuwisto-zwrotny). Gdy prześwit między trawersą a powierzchnią wzrasta, wzrasta również poziom drgań trawersy. Monitorowanie drgań trawersy pozwala operatorowi zaplanować konserwację na czas, aby upewnić się, że prześwit między powierzchnią a trawersą mieści się w dopuszczalnych granicach.

Akcelerometry są zazwyczaj wykorzystywane do pomiaru drgań poprzecznych ze względu na ich zdolność do monitorowania składowych o wysokiej częstotliwości. Czujniki te mogą wykrywać problemy związane z nadmiernym luzem poprzecznym, nadmiernym luzem w tulei sworznia poprzecznego oraz poluzowanymi lub pękniętymi nakrętkami, śrubami lub tłokami. Na poprzeczce należy umieścić dwa czujniki, których położenie zależy od kierunku obrotów.

  • Obrót wału zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Jeden akcelerometr należy zamontować pionowo nad prowadnicą trawersy po lewej stronie, a drugi pionowo pod prowadnicą trawersy po prawej stronie (rysunek 2).
Rysunek 2. Położenie czujników drgań przy obrotach wału zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
  • Obrót wału w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Jeden akcelerometr należy zamontować pionowo poniżej prowadnicy poprzeczki po lewej stronie, a drugi pionowo powyżej prowadnicy poprzeczki po prawej stronie (rysunek 3).
Rysunek 3. Położenie czujników drgań przy obrotach wału w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.