01 實施現場簡易振動診斷的幾個要點
1）選布測點
對往復式空壓機的測點布置如圖1所示。
圖1 L型往復式空壓機測點布置
①、②—曲軸軸承部位；③、④—滑塊（十字頭）部位；⑤、⑦—活塞、缸套部位；⑥、⑧—汽閥部位；⑨、⑩—地腳基礎部位；—同步電動機；—排氣管
每一次振動測量對測點的取捨須根據當時的監測目的來確定。如果只是了解某一個部位的運行狀態，則只須測量其中某一個點或某幾個點。比如要了解低壓缸的磨損情況，只須測量測點⑦即可；要了解整機的運行情況，可以測量測點⑨⑩；要全面了解各個部位的情況，那麼每個測點都應測量。
2）選取測量參數
往復式空壓機的各個運動部位（如連杆軸瓦、十字頭、活塞、氣閥）都具有不同程度的衝擊性，因此選用振動加速度參數最能反映機器運行狀態，表1是採用位移、速度、加速度分別在1kHz和10kHz兩種頻率範圍內測量的結果，測點位置如圖1所示。
表1 5L—40/8型空壓機採用不同參數在不同頻段內的測量結果
從測量結果可以看出，在不同頻響範圍內，同一部位的加速度值差別很大，如測點③10kHz頻段的加速度值為1kHz頻段內加速度值的13倍多；而速度、位移值在兩種頻段內測量都沒有什麼差異。說明用加速度測量比較敏感。
3）確定分析頻段
往復式空壓機中具有衝擊性的部位，大多屬於高頻振動，採用1~5kHz的分析頻段比較恰當。對於空壓機地腳、電動機的振動測量選用1000Hz以下的頻段是適宜的。
4）實施狀態判別
目前在現場對往復式空壓機實施簡易振動診斷，主要採用相對標準和類比標準判斷，還沒有比較成熟的絕對標準可供使用。
a）相對標準判別。用空壓機在正常狀態（或良好狀態）下的振動值作為「初始值」，將實測值與之比較，按實測值為初始值的倍數多少來判斷空壓機的狀態。
另外，以正常狀態下建立的基準頻譜作依據，將實測頻譜與基準譜比較，從頻譜的變化判別空壓機狀態的變化，如圖2所示。
圖2 頻譜相對比較判別
b）類比判別。在現場對往復式空壓機進行簡易振動診斷，用得最多而且方便有效的是採用類比判別。一般在同一個廠礦甚至同一個機房都會安裝兩臺甚至多臺型號相同、規格一致的空壓機（一般都有備用機組），這時只要將各臺機組在相同部位測得的參數值，或同一種振動頻譜進行比較，就可以大致判斷各機組的實際狀態。
c）綜合判別。在有條件的情況下，能同時採用相對判別與類比判別相結合的綜合判別，其效果更好。
02 診斷實例
某採選廠2#5L—40/8型空壓機，安裝已經4年多，因振動嚴重超差，一直未能投入正常使用，也沒有找到確切的原因。後來對其進行了振動測量分析，採用類比判別方法，將本機與處於良好狀態的9#機進行對比。兩機同型號、同規格、且在相同工況下運行，具有可比性。其結構簡圖和測點布置如圖1所示。圖3分別是2#機地腳①②和機座①②的振動信號功率譜圖。9#機地腳和機座的振動信號功率譜圖如圖4所示。
圖3 2#機地腳及機座功率譜圖
a）地腳（1）；b）機座（1）；c）地腳（2）；d）機座（2）
圖4 9#機地腳及機座功率譜圖
a）地腳；b）機座
對比分析兩機地腳和機座的頻譜結構，發現有以下幾個特點：
1）2#機地腳和機座的頻譜比較：同一測點之間的地腳和機座的頻譜差別很大（見圖3a和b、c和d）；不同測點的地腳與地腳之間及機座與機座之間的頻譜也有一定的差別（見圖3a和c， b和d）。
2）9#機地腳和機座的頻譜比較：同一測點地腳和機座的頻譜非常相似（見圖4a和b）。
3）2#機與9#機對應測點頻譜比較：兩機對應測點處地腳與地腳，機座與機座之間的頻譜差別也很大（見圖3a、c與圖4a比較；圖3b、d與圖4b比較）。
另外，對兩機在起動過程中作三維功率譜對比分析，如圖5所示。
圖5 三維功率譜對比分析
a）2#機 ；b）9#機
2#機在起動過程中振動急速上升，振幅值很大，呈共振狀態（見圖5a）；9#機在起動過程中振動上升緩慢，振幅值很小，呈平穩運行態勢（見圖5b）。
從上述對比分析中得出結論：2#機振動嚴重超差的原因在於基礎質量太差，混凝土結構鬆散，整體剛度不夠，機組與地腳處於共振狀態。而9#機的基礎質量好，與機組處於同步平穩運行狀態。
根據分析提出了對2#機的整改措施，建議重新打基礎，要求施工中要確保工程質量，可望改善振動情況。
半年後，打掉了2#機原有的基礎中發現下部混凝土成蜂窩狀，沒有凝結成剛性整體。證明診斷結論符合實際情況。
這個實例的價值不僅在於準確地診斷了空壓機故障，解決了多年沒有定論的老大難問題，同時還在於它為我們提供了一條現場診斷的正確思路。實踐證明，採用類比方法診斷往復式空壓機故障是行之有效的。