机械设备服务介绍

螺杆式压缩机是工业生产中流体输送与动力供给的核心设备，其运行稳定性直接关系到生产线效率与设备安全。振动与冲击是压缩机故障的“晴雨表”——转子不平衡、轴承磨损会引发持续振动，启动停机、负载突变的冲击则可能加速部件疲劳。定期开展振动与冲击测试，是提前排查隐患、延长设备寿命的关键。本文将梳理螺杆式压缩机振动与冲击测试的常用方法，拆解从准备到验证的完整流程，为现场运维提供可操作指南。

测试前的基础准备工作

开展测试前，首先明确目标：是日常巡检的状态监测，还是故障排查的定位分析？不同目标决定检测参数选择——巡检关注常规振动值，故障排查需深入分析频谱。其次收集设备信息：包括型号、额定转速（如1500rpm）、轴承类型（滚动/滑动）、安装方式（地脚螺栓/减震垫），这些是选择传感器和判断标准的基础。比如滚动轴承需提前计算特征频率（内圈频率=转速频率×(1+滚动体直径/节圆直径)×滚动体数量/2），方便后续频谱分析。

环境与工具准备同样重要：清理测试区域，关闭附近振动源（如相邻泵组）或电磁干扰设备（如电焊机），避免信号失真。工具需备压电式加速度计（振动核心）、高量程加速度计（冲击）、数据采集仪、磁吸/胶粘安装座、温湿度计（部分传感器对温湿度敏感），以及运行状态记录表（记录负载、排气压力、油温等）。

振动测试的常用检测方法

振动测试通过捕捉信号判断状态，常用方法按参数分三类：

第一类是振动加速度检测法，适用于高频振动（如轴承点蚀、齿轮啮合冲击）。压电式加速度计是主流，灵敏度100mV/g或500mV/g，安装优先磁吸（快捷不损伤表面），粗糙表面用专用胶水。需在驱动端轴承座、机壳顶部等关键部位布置传感器，加速度有效值（RMS）按ISO 10816判断——刚性安装压缩机驱动端超过4.5m/s²提示轻度故障。

第二类是振动速度检测法，对应能量传递，适合中低频振动（如转子不平衡、联轴器不对中）。磁电式速度传感器常用，灵敏度20mV/mm/s，安装需垂直被测表面（偏差≤10°）。速度有效值参考ISO 10816：柔性安装机壳超过6.3mm/s属异常。

第三类是振动位移检测法，反映物理幅度，用于低频大位移（如基础松动、机座变形）。电涡流传感器非接触检测，安装间隙1-2mm（过近易碰撞，过远信号弱）。位移峰峰值标准：转速＜1500rpm时不超过0.1mm，转速越高标准越低。

冲击测试的常用检测方法

冲击测试针对瞬态载荷（启动、停机、负载突变），核心检测峰值与持续时间，常用方法：

半正弦冲击测试：模拟启动冲击，波形为半正弦，加速度峰值设为额定负载的1.5-2倍（10-30g），持续时间2-10ms。传感器装转子轴端或轴承座，若峰值超制造商上限（如25g），可能损坏联轴器橡胶垫。

锯齿波冲击测试：模拟负载突变（如排气阀关闭），波形线性升降，持续时间5-20ms。这种冲击能量集中，易致部件断裂，需关注峰值是否在设计范围。

随机冲击测试：模拟复杂工况（如多设备联动冲击），用随机振动台生成冲击谱（如ISO 16750）。更接近真实场景，但成本高，多用于研发。

流程步骤1：传感器的选型与精准安装

传感器选型需匹配需求：振动选压电式加速度计（响应频率1-10000Hz，覆盖故障频率）；冲击选高量程（如1000g）；高温环境（排气端＞100℃）选耐温200℃以上的型号。

安装方式影响信号质量：磁吸适合临时测试，需用酒精擦净表面（去油污铁锈）；胶粘适合长期监测，用氰基丙烯酸酯胶（快干强度高），涂抹薄匀，按压1-2分钟固化；螺栓适合高精度测试，攻M5/M6螺纹，加防松垫片。

布置位置覆盖关键部位：驱动端/非驱动端轴承座（检测轴承）、转子轴端（转子不平衡）、机壳中部（机壳共振）、底座四角（基础松动）。每个部位需布置径向（垂直轴线）和轴向（平行轴线）传感器——径向反映转子径向不平衡，轴向反映联轴器不对中或推力轴承磨损。

流程步骤2：数据采集参数的合理设置

参数设置遵循“匹配信号特征”：采样频率≥2×被测信号最高频率——检测轴承故障（1000Hz）设2000Hz以上，检测转子不平衡（25Hz）设500Hz即可。

量程覆盖最大值：振动加速度正常1-5m/s²，冲击达20g（196m/s²），故加速度量程设200m/s²以上（避免溢出）；速度量程20mm/s（覆盖中低频）；位移量程0.5mm（应对低频大位移）。

采样时间与触发：稳态振动设10-30秒（捕捉3-5个周期）；冲击设“预触发1秒+触发后5秒”，触发条件5g（避免无效数据）。

流程步骤3：测试运行条件的严格控制

需确保压缩机稳定运行：负载控制——巡检在额定负载（如排气压力0.7MPa），故障排查逐步调负载（50%→100%），观察振动变化（负载增加振动加剧可能是转子不平衡或轴承磨损）。

运行时间——启动后运行10-15分钟，待油温（40-60℃）、油压（0.2-0.3MPa）稳定再测试，避免冷态（润滑油粘度高、摩擦大）导致振动偏高误判。

测试次数——每个部位采集3次，取平均值减少误差（如三次3.2、3.5、3.3m/s²，平均3.3m/s²更真实）。

流程步骤4：数据记录与初步分析

记录完整信息：包括压缩机编号、测试日期、运行参数（负载、油温）、环境（温度25℃、湿度50%）、传感器位置（驱动端径向）、型号（PCB 352C65），这些是历史对比基础。

初步分析三步：时域波形——正常是平稳正弦波，尖峰（轴承点蚀）或不规则波动（基础松动）提示异常；冲击波形看峰值与持续时间（启动冲击＜5ms合理）。

频域频谱——用FFT转频域，分析频率成分：转速频率（f=n/60）峰值高→转子不平衡；2倍转速→联轴器不对中；轴承特征频率→轴承磨损；机壳固有频率→共振。比如1500rpm（25Hz），速度有效值8mm/s超ISO 10816的6.3mm/s，说明转子不平衡。

趋势分析——对比历史数据（上月2.1m/s²，本月3.5m/s²），增长超30%提示故障发展。

流程步骤5：异常信号的验证与确认

初步异常需验证：重复测试——相同条件下再次采集，异常信号重复出现（如轴承特征频率仍存在），排除干扰或传感器误差。

更换传感器位置——轴承座另一侧安装，信号仍存在排除安装问题；信号消失说明原位置有局部缺陷（如表面凹陷）。

结合其他方法：红外热成像测轴承温度（振动异常+温度从45℃升60℃，确认轴承故障）；超声听异音（金属摩擦声说明磨损）；内窥镜查内部（直接看裂纹）。比如振动5.2m/s²超4.5m/s²，温度58℃，超声有“吱吱”声，内窥镜见内圈3mm裂纹，确认轴承故障。