螺杆式压缩机振动与冲击测试的主要检测项目及技术指标

螺杆式压缩机是工业领域动力与制冷系统的核心设备，其运行稳定性直接影响生产效率。然而，转子不平衡、轴承磨损、基础松动等问题易引发振动与冲击，不仅加速部件老化，还可能导致停机事故。振动与冲击测试作为预判故障的关键手段，需通过明确的检测项目与技术指标，精准量化压缩机的运行状态。本文将围绕螺杆式压缩机振动与冲击测试的核心内容，详细解析主要检测项目及对应的技术要求。

振动加速度、速度与位移检测

振动加速度、速度与位移是描述压缩机振动特性的基础参数，三者从不同维度反映振动状态：加速度对应高频冲击（如轴承滚道裂纹的瞬间碰撞），速度关联振动能量（衡量整体振动强度），位移体现部件最大变形（如转子径向摆动幅度）。测试时，传感器需安装在轴承座、机壳等振动传递的关键位置——压电加速度计用于采集高频加速度信号，磁电式速度传感器适用于中低频速度测量，电涡流传感器则精准检测转轴与轴承座的相对位移。

技术指标需遵循ISO 10816-1标准：转速≤1500rpm的压缩机，振动速度有效值≤4.5mm/s；转速1500-3000rpm时，限值≤7.1mm/s；转速>3000rpm时，≤11.2mm/s。加速度方面，高频振动（频率>1kHz）的有效值需≤20m/s²，避免高频冲击引发部件疲劳。位移指标针对低速压缩机（<1000rpm），转轴径向位移有效值≤0.2mm，防止转子与机壳发生摩擦。

振动频谱分析

振动频谱分析是定位故障源的关键手段，通过对振动信号进行快速傅里叶变换（FFT），将时域信号转换为频域谱图，从而识别不同频率成分对应的故障类型。例如，转子不平衡会产生1倍频（与转速相同频率）的主导振动；联轴器不对中则表现为2倍频信号；滚动轴承故障会出现特征频率（如内圈故障频率、外圈故障频率等）。

技术指标需满足：频率范围需覆盖0-10kHz，确保包含压缩机主要故障频率（如轴承特征频率通常在100-5000Hz之间）；频谱分辨率≤1Hz，避免相邻频率成分重叠，确保故障频率识别准确；信噪比≥40dB，减少背景噪声对谱图的干扰——若信噪比过低，需增加传感器灵敏度或优化安装位置（如避开电机散热风扇的气流干扰）。

冲击响应谱测试

螺杆式压缩机在启动、停机或负载突变时，易产生瞬时冲击载荷（如转子穿越临界转速时的振动突变、止推轴承的瞬间撞击）。冲击响应谱（SRS）测试通过采集冲击加速度信号，计算结构对不同频率冲击的最大响应幅值，反映压缩机对冲击载荷的耐受能力。

技术指标需根据压缩机功率调整：小型压缩机（<50kW）的冲击加速度量程需覆盖50-200g，中型（50-200kW）需100-500g，大型（>200kW）需200-1000g；采样率≥20kHz，满足Nyquist采样定理（采样率需大于信号最高频率的2倍），避免高频信号混叠；响应谱频率范围需覆盖10-2000Hz，确保包含压缩机结构的固有频率（如机壳固有频率通常在100-500Hz之间）。

转子系统径向与轴向振动检测

转子是压缩机的核心部件，其振动直接决定设备运行稳定性。径向振动测试需在轴承两侧90°位置安装电涡流传感器，检测转轴相对于轴承座的径向位移（反映转子不平衡、轴承间隙过大等问题）；轴向振动测试则在止推盘处安装传感器，检测转轴的轴向位移（防止止推轴承过载）。

技术指标：径向振动方面，转速3000rpm的转子，径向位移有效值≤0.1mm；转速1500rpm时，≤0.2mm。轴向振动更严格——轴向位移有效值≤0.2mm（避免止推轴承的巴氏合金层磨损），轴向振动速度≤2.8mm/s（防止轴向力过大导致转子轴向窜动）。

滚动轴承与滑动轴承振动检测

轴承是压缩机的易损件，滚动轴承与滑动轴承的振动特征差异明显。滚动轴承的故障会产生特征频率：内圈故障频率FI=（转速/60）×（滚动体数/2）×（1-滚动体直径/轴承节圆直径）；外圈故障频率FO=（转速/60）×（滚动体数/2）×（1+滚动体直径/轴承节圆直径）；滚动体故障频率FB=（转速/60）×（节圆直径/滚动体直径）×（1-（滚动体直径/节圆直径）²）。滑动轴承则需关注油膜振荡——当转速超过2倍临界转速时，油膜可能产生自激振动，频率为0.4-0.7倍转速。

技术指标：滚动轴承的振动加速度有效值≤10m/s²（ISO 2372标准），特征频率的振动速度有效值≤2.8mm/s；滑动轴承的油膜振荡振幅≤4.5mm/s，同时需监控轴承温度≤70℃（温度过高会破坏油膜稳定性，加剧振动）。

机壳与基础振动传递率测试

机壳振动反映结构刚度——若机壳刚度不足，会放大转子振动；基础振动传递率则衡量隔振效果（传递率=基础输入振动速度/压缩机输出振动速度）。测试时，需在机壳顶部、侧面安装传感器（加速度计或速度传感器），同时在基础地面安装传感器采集输入振动。

技术指标：机壳振动速度有效值≤3.5mm/s（ISO 10816-3标准）；基础振动传递率≤0.5（隔振效果良好），若传递率>0.8，需调整基础刚度（如增加钢筋混凝土厚度）或更换隔振垫（如采用橡胶隔振垫替代普通垫片）。

振动烈度等级评估

振动烈度是综合衡量压缩机振动状态的指标，用振动速度的有效值表示（单位：mm/s），其数值整合了振动频率与振幅的影响。ISO 10816将振动烈度划分为四个等级：A（良好，无需干预）、B（允许，正常运行）、C（可接受，但需定期监控）、D（不可接受，需立即停机检修）。

技术指标需结合压缩机功率调整：功率15-75kW的压缩机，等级A≤4.5mm/s，等级B4.5-7.1mm/s，等级C7.1-11.2mm/s，等级D>11.2mm/s；功率75-300kW的压缩机，等级A≤5.6mm/s，等级B5.6-9.0mm/s，等级C9.0-14.0mm/s，等级D>14.0mm/s。实际测试中，若烈度达到等级C，需增加检测频次（如每周一次）；达到等级D，需立即停机检查转子平衡、轴承间隙等参数。