【壓縮機(jī)網(wǎng)】一臺氦氣壓縮機(jī)，實(shí)際工況是：標(biāo)態(tài)排氣量為每小時(shí)50立方米，進(jìn)氣壓力微正壓，排氣壓力2.5MPa，介質(zhì)為90%氦氣。配用18.5千瓦6極電機(jī)，電機(jī)額定電流是38.6A。

　　該機(jī)器出現(xiàn)的故障現(xiàn)象是：用戶反映超電流較為嚴(yán)重，經(jīng)常發(fā)生前端空開啟跳動作。檢查了壓縮機(jī)各級氣閥及密封環(huán)，未發(fā)現(xiàn)異常情況。用戶反映壓縮機(jī)實(shí)際吸氣壓力降到0甚至負(fù)壓，依然超電流，實(shí)測試達(dá)到48～50A。用戶要求解決此問題。

　　首先懷疑是電動機(jī)選小了，于是更換了22千瓦6極電動機(jī)，額定電流44.7A，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流依然超標(biāo)，最大實(shí)測電流還是50A。

　　不是電機(jī)選配問題，那就考慮是飛輪矩的問題了。

　　壓縮機(jī)受力分析：壓縮機(jī)作用力有側(cè)向力及連桿力，側(cè)向力垂直于氣缸中心線，它產(chǎn)生的側(cè)向力矩作用在壓縮機(jī)機(jī)身上，對立式壓縮機(jī)而言有傾倒的趨勢，所以稱作傾覆力矩；連桿力對曲軸旋轉(zhuǎn)中心構(gòu)成一力矩，由于它與曲軸旋轉(zhuǎn)方向相反，所以稱為阻力矩。連桿力可分解為切向力和法向力，切向力形成的力矩與阻力矩相等，所以可以認(rèn)為切向力形成的力矩即為阻力矩，法向力形成磨擦功損失。

　　所以作用于壓縮機(jī)曲軸上的力矩為阻力矩及磨擦力矩的總和，它的平衡是由驅(qū)動力矩來平衡的，驅(qū)動力矩大多是由電動機(jī)提供。電動機(jī)提供的驅(qū)動力矩是定值，然而阻力矩隨著曲柄轉(zhuǎn)角的變化而時(shí)刻變化，因此驅(qū)動機(jī)提供的驅(qū)動力矩與壓縮機(jī)工作時(shí)形成的阻力矩不相等，從而使曲軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，曲軸存在瞬時(shí)角加速度。

　　壓縮機(jī)曲軸的旋轉(zhuǎn)角速如果變化過大，對壓縮機(jī)的工作將產(chǎn)生下述不利影響：

　　1.在運(yùn)動機(jī)件的連接處引起附加動載荷，并在垂直于曲軸的平面內(nèi)產(chǎn)生振動，影響機(jī)件的強(qiáng)度和降低機(jī)械效率；

　　2.如果用電動機(jī)直接驅(qū)動，則引起電動機(jī)中電流脈動和供電電網(wǎng)中的電壓波動。

　　為了使壓縮機(jī)曲軸瞬時(shí)速度均勻，就要確保壓縮機(jī)的飛輪具有足夠的轉(zhuǎn)動慣量，即飛輪質(zhì)量足夠大。

　　飛輪矩的計(jì)算公式：

　　式中L為壓縮機(jī)一轉(zhuǎn)中能量的變化值，n為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，δ為旋轉(zhuǎn)不均勻度，G為轉(zhuǎn)化到直徑D上的飛輪重量，D是飛輪輪緣截面質(zhì)心的圓周直徑。

　　能量變化值L從壓縮機(jī)總切向力圖積分的方法求取。

　　利用電腦編制Excel計(jì)算表格，輸入相關(guān)參數(shù)，如下圖表所示。對壓縮機(jī)熱力學(xué)復(fù)算。

　　一、壓縮機(jī)工況

　　二、計(jì)算結(jié)果

　　從計(jì)算結(jié)果來看，軸功率14.56千瓦，配用電機(jī)18.5千瓦就該可以。接著進(jìn)行壓縮機(jī)動力學(xué)計(jì)算：

　　理論計(jì)算需飛輪矩22.3牛米，壓縮機(jī)實(shí)際配用的飛輪最大直徑550mm，飛輪矩只有12牛米，加大飛輪再計(jì)算：

　　此時(shí)實(shí)際飛輪矩已達(dá)到36.7牛米，足夠了。

　　按此計(jì)算，更換壓縮機(jī)飛輪，開機(jī)測試，電流36A，機(jī)器正常，問題得到解決。

　　總結(jié)一下，壓縮機(jī)飛輪矩大小受壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)方案的影響，飛輪矩小的結(jié)構(gòu)方案有：

　　1.雙作用壓縮機(jī)向蓋向軸行程所消耗的功相近，切向力均勻；

　　2.曲柄錯角或氣缸夾角的合理配置，影響切向力的均勻性；

　　3.多列壓縮機(jī)可以使切向力均勻；

　　4.各列曲柄錯角的超前或遲后也影響切向力的均勻性。

　　對于標(biāo)準(zhǔn)的成系列批量制造的空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品，一般不會出現(xiàn)飛輪矩不符合的情況。而對于按用戶特殊要求設(shè)計(jì)制造的壓縮機(jī)，可能會出現(xiàn)飛輪矩不相匹配的情況。

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