往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿沉降的監(jiān)測(cè)

作者：佚名文章來源：網(wǎng)上搜集點(diǎn)擊數(shù)：119更新時(shí)間：2008-8-1521:44:07劉收底此頁(yè)

摘要：活塞桿沉降監(jiān)測(cè)是往復(fù)式機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)使用最廣泛的技術(shù)手段之一，本文介紹活塞桿沉降監(jiān)測(cè)的基本原理以及實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)，對(duì)其它常用的往復(fù)式機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段也做了簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：往復(fù)式機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)；活塞桿沉降；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TH45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

一、往復(fù)式機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

常用往復(fù)式機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)手段如一下。

1.振動(dòng)監(jiān)測(cè)

使用一對(duì)成90°夾角的電渦流傳感器測(cè)量曲軸的振動(dòng)；

使用速度傳感器或內(nèi)含積分電路的加速度傳感器測(cè)量曲軸箱的殼體振動(dòng)；

使用加速度傳感器測(cè)量十字頭滑道部位的殼體振動(dòng)。

2.活塞桿沉降或位置監(jiān)測(cè)

使用一個(gè)安裝在填料函端部的電渦流傳感器監(jiān)測(cè)活塞桿沉降；

對(duì)于汽缸直徑較小、壓力較高的機(jī)組采用一對(duì)安裝在填料函端部互為90°的電渦流傳感器監(jiān)測(cè)活塞桿位置。

.溫度監(jiān)測(cè)

使用熱電阻或熱電偶測(cè)量主軸瓦、十字頭滑道、填料函和出入口閥溫度等參數(shù)。

4.汽缸壓力和P-V圖監(jiān)測(cè)

使用壓力傳感器測(cè)量汽缸壓力并提供P-V圖供故障診斷使用。

完整的傳感器配置如圖1所示

9 』

電渦流

傳感器

溫度壓力

傳感器傳感器

鍵相 加速度 速度

傳感器 傳感器 傳感器

圖1

二、活塞桿沉降監(jiān)測(cè)的基本原理

臥式往復(fù)壓縮機(jī)一般會(huì)在活塞上安裝導(dǎo)向環(huán)以減小活塞環(huán)的磨損并避免活塞與汽缸的直接接觸從而損壞缸套，因此需要在機(jī)組運(yùn)行時(shí)監(jiān)測(cè)導(dǎo)向環(huán)的磨損量，以便及早采取防范措施。

過去檢查導(dǎo)向環(huán)厚度的方法是停機(jī)測(cè)量，目前這種方法巳被活塞桿沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所代替?；钊麠U沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由機(jī)組監(jiān)測(cè)保護(hù)表模塊、鍵相傳感器和安裝在每個(gè)汽缸處的電渦流傳感器組成。以下以現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較多的本特利3300/81六通道桿沉降監(jiān)測(cè)保護(hù)表模塊為例，其他廠家的產(chǎn)品基本原理相同。

1.桿沉降值的計(jì)算

導(dǎo)向環(huán)磨損后活塞桿會(huì)下沉，這將導(dǎo)致傳感器與活塞桿的間隙發(fā)生變化并引起間隙電壓的變化，傳感器測(cè)得的桿沉降值與導(dǎo)向環(huán)的磨損量成正比。

如圖2所示，由相似三角形原理可得出比例系數(shù)(L1+L2)/L1，比例系數(shù)乘以傳感器間隙即為導(dǎo)向環(huán)的磨損情況，為此需將一些特定的機(jī)組參數(shù)輸入3300框架進(jìn)行計(jì)算，包括連桿長(zhǎng)度、活塞桿長(zhǎng)度、活塞沖程和傳感器的定位(如圖3所示)。

電廠電渦流傳感器導(dǎo)向環(huán)

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M—L| +山史仁/實(shí)際沉降值0

￡1_皿 測(cè)量值B

B~A

實(shí)際沉降值,4頊壁北凹

連桿長(zhǎng)度' 活塞桿長(zhǎng)度

導(dǎo)向環(huán)

2.桿沉降數(shù)據(jù)的兩種采集方式

3300/81桿沉降監(jiān)測(cè)模塊可由用戶組態(tài)為采集桿沉降的平均值或瞬間值。平均值是測(cè)量活塞一個(gè)完整沖程的間隙電壓的平均值。

采集瞬間值時(shí)首先需確定兩個(gè)重要參數(shù)并將其輸入3300框架。第一個(gè)參數(shù)是活塞角度，如圖3所示，它是將活塞位置與鍵相信號(hào)聯(lián)系起來的基準(zhǔn)，指壓縮機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)360°的過程中兩個(gè)位置之間的相位差。第一個(gè)位置是主軸或飛輪上的鍵相凹槽對(duì)準(zhǔn)鍵相傳感器的位置；第二個(gè)位置是活塞位于上死點(diǎn)時(shí)的位置。同一根曲軸上不同曲柄的活塞角度有一些可能是相同的，有一些則不同。

第二個(gè)參數(shù)是觸發(fā)采集的觸發(fā)角，指壓縮機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)360°的過程中兩個(gè)位置之間的相位差，一個(gè)是活塞位于上死點(diǎn)時(shí)的位置（該位置巳由上述活塞角度確定），另一個(gè)是瞬間采集時(shí)的位置o3300/81使用鍵相信號(hào)作為基準(zhǔn)來確定瞬間采集的時(shí)刻，采集時(shí)刻可設(shè)定為一個(gè)沖程中的某一瞬間（對(duì)應(yīng)曲軸旋轉(zhuǎn)的1°?360°）。由于采集瞬間值的觸發(fā)時(shí)刻對(duì)應(yīng)于活塞桿上的一個(gè)固定位置，所以其好處在于能消除兩個(gè)可能影響監(jiān)測(cè)精度的因素，一個(gè)是活塞桿在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的輕微彎曲，另一個(gè)是由于十字頭與十字頭滑道間存在間隙，所以在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中十字頭會(huì)有輕微的上下移動(dòng)。

三、活塞桿沉降監(jiān)測(cè)的注意事項(xiàng)

1.傳感器的定位

由于連桿、活塞桿長(zhǎng)度、活塞沖程和傳感器的定位確定了比例系數(shù)（L1+L2）/L1，所以必須確保其準(zhǔn)確性，否則將導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。

2.觸發(fā)角的合理設(shè)置

大多數(shù)情況下，將觸發(fā)角設(shè)置為滯后上死點(diǎn)位置240°最適宜，這也是監(jiān)測(cè)器框架的出廠缺省設(shè)置。但在某些情況下，240°的觸發(fā)角可能并不適合，如圖4所示，不應(yīng)將桿沉降信號(hào)的突變處（即桿沉降動(dòng)態(tài)信號(hào)波形曲線斜率較大處）設(shè)置為觸發(fā)角，而應(yīng)選波形曲線較平穩(wěn)處，觸發(fā)角的合適范圍一般是90°~160°或200°?270°。

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3.傳感器的選擇

應(yīng)選擇特性曲線具有足夠線性范圍的電渦流傳感器。主要考慮導(dǎo)向環(huán)的厚度和活塞的熱膨脹，用于桿沉降監(jiān)測(cè)的傳感器包括8mm、11mm和14mm三種，8mm傳感器的線性范圍是2mm（起點(diǎn)距離探頭，11mm傳感器的線性范圍是mm（起點(diǎn)距離探頭1mm），14mm傳感器的線性范圍同樣是，但起點(diǎn)距離探頭。通常對(duì)導(dǎo)向環(huán)厚度等于或小于的汽缸選用8mm傳感器即可，但直徑大于500mm的活塞或鋁制活塞應(yīng)選用11mm或14mm傳感器，因?yàn)檫@時(shí)活塞的熱膨脹量會(huì)較大，8mm傳感器的線性范圍不敷使用。

.活塞桿材質(zhì)和鍍層

活塞桿材質(zhì)和鍍層對(duì)電渦流傳感器的特性曲線影響非常大?；钊麠U通常為碳化鎢所覆蓋，某些則為銘或其它材料，不管哪種情況，都應(yīng)實(shí)測(cè)傳感器的標(biāo)定曲線。由于測(cè)量值會(huì)受到安全柵的微小影響，所以應(yīng)從3300/81監(jiān)測(cè)模塊的緩沖輸出端口測(cè)取