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淺析往復式壓縮機雜訊的八大來源?

雜訊是一類引起人煩躁或危害人體健康的聲音,主要是由物體的振動、衝擊、摩擦以及氣體、液體的流動產生的。雜訊過大時,將會使人的聽力受損,引起心臟血管傷害,影響人的睡眠品質,

導致人心緒不寧、焦躁不安,在生產過程中更容易引發意外事故。往復式壓縮機自身是一種高噪設備,尋找往復式壓縮機雜訊根源是解決往復式壓縮機雜訊的最根本且最有效的措施。因此必須對往復式壓縮機的噪音源及其特性進行分析。

1. 氣缸雜訊

往復式壓縮機工作時,氣缸內氣體壓力發生週期性變化引起缸內的氣體聲,同時激起活塞、氣缸、缸蓋、連杆、機體等零部件的振動、衝擊而發出固體聲。這是產生往復式壓縮機雜訊的重要來源。氣缸內氣體力主要沿著活塞、連杆、曲軸、軸承、機體傳遞到往復式壓縮機表面,從而誘發往復式壓縮機表面產生高頻振動和結構雜訊。這一條途徑產生的雜訊最為嚴重,

由氣體力引起氣缸壁表面的振動,以及氣體力引起缸蓋表面的振動所引起的結構雜訊次之。

2. 曲柄搖杆機構雜訊

往復式壓縮機中,活塞、活塞杆、十字頭等做往復運動,導致往復運動體的慣性力每時都在變化,如果這種慣性力不能被有效平衡,就會引起有關零部件內部產生振動和雜訊。此外,往復慣性力作為活塞力的一部分,會在機體上引起相應的傾覆力矩,由於傾覆力矩是週期性變化的,

故而引起整個壓縮機產生重心,產生搖擺,引起相關零部件產生共振,從而產生雜訊。

3. 十字頭的雜訊

作用在十字頭的壓力是連杆力和活塞力所引起的。連杆帶動十字頭做往復運動,使十字頭受到週期性正負變化的往復力,從而對十字頭產生週期性衝擊。活塞往復運動時,通過十字頭銷,將活塞往復慣性力傳遞給十字頭,從而對十字頭產生衝擊。

由於十字頭銷上作用著粘性阻力,故衝擊十字頭的力在止點位置時最為嚴重。十字頭所受的力,最終由十字頭滑屢平衡,變成十字頭對滑滑屢的敲擊,從而產生雜訊。這種敲擊在一個工作迴圈中會發生很多次,同時十字頭本身重量作用,對滑道的敲擊也比較嚴重。

4. 氣閥雜訊

隨著氣閥的啟閉,以及氣閥通道處氣體流動的變化,引起氣閥處的氣體聲和固體聲。閥片在開啟時衝擊升程墊,

關閉時會衝擊閥座,在一個工作循中會產生兩次雜訊。開啟時產生的衝擊雜訊主要與升程墊的固有頻率和結構有關,關閉時產生的衝擊與閥座、閥片、缸蓋等系統的固有頻率有關。雜訊的強度與閥片的品質及撞擊速度有關。高速氣流流經氣閥通道,產生大量渦流,從而形成高頻氣流雜訊。對於彈簧力過大的氣閥,閥片會出現顫振,顫振也會增加撞擊閥座或升程墊的次數,從而增加雜訊;當彈簧力過小時,閥片會延時關閉或關閉不嚴,此時會引起氣流倒灌,從而引起彈性閥片的自激振動產生雜訊。

5. 管道進氣雜訊

進氣管道中的氣體的速度脈動或壓力脈動將導致往復式壓縮機進氣口處的氣體聲輻射,即為進氣雜訊。由於一般的空氣往復式壓縮機進氣口是與大氣端相通的,故進氣雜訊往往要比其他部位的主要雜訊要大很多,所以空氣往復式壓縮機的進氣雜訊是往復式壓縮機總雜訊中的最主要部分。一方面是因為壓縮機進氣系統的聲學入口處,存在著速度或壓力的激發,引起氣柱的迫振;另一方面進氣管道系統中,氣柱的的固有頻率特性,是引起進氣雜訊峰值的主要原因。

6. 往復式壓縮機表面雜訊

往復式壓縮機內部產生的各種脈動壓力通過各自的傳播途徑,傳遞至往復式壓縮機機構的外表面,引起壁面振動,從而向機器周圍輻射出空氣雜訊。壓縮機的零件如曲軸、連杆、十字頭、活塞杆、活塞等,都屬於彈性零件,並且多屬於螺栓螺母的連接方式形成內部的傳力機構,在慣性力、摩擦力、氣體力等動載荷的作用下形成局部彈性振動,引起外部表面振動,從而產生雜訊。

當壓縮機外表面某些附件的固有頻率與往復式壓縮機本體結構振動的激發頻率吻合時,也會產生強烈振動,由於這些附件往往是板殼結構,所以引起的雜訊也很大。

7. 電動機雜訊

電動機的雜訊是由機械雜訊、電磁雜訊、通風雜訊等組成的。通風雜訊較大,機械雜訊次之,電磁雜訊最小。當電機採用風冷結構時,風扇的雜訊是電動機雜訊中最重要的聲源,主要由旋轉雜訊和渦流雜訊組成,當風扇在設計工況運轉時,效率最高,雜訊最低,偏離工況時雜訊增加,尤其是風量向小偏離時,雜訊增加較大。

8. 其他雜訊

往復壓縮機的雜訊除上述雜訊外,還包括切向力雜訊、傳動帶雜訊、齒輪雜訊、安裝基礎不牢固等引起的雜訊。

9. 結語

往復式壓縮機的雜訊是一種綜合性的雜訊,包括機械雜訊、空氣動力雜訊、電磁雜訊等。機械雜訊是壓縮機雜訊中的重要組成部分,來源主要包括氣缸雜訊、曲柄連杆機構雜訊、十字頭的雜訊、氣閥雜訊、管道進氣雜訊及往復式壓縮機表面雜訊、電機雜訊等。故需要對壓縮機雜訊進行控制,主要是控制壓縮機的機械雜訊及空氣動力雜訊。

從而增加雜訊;當彈簧力過小時,閥片會延時關閉或關閉不嚴,此時會引起氣流倒灌,從而引起彈性閥片的自激振動產生雜訊。

5. 管道進氣雜訊

進氣管道中的氣體的速度脈動或壓力脈動將導致往復式壓縮機進氣口處的氣體聲輻射,即為進氣雜訊。由於一般的空氣往復式壓縮機進氣口是與大氣端相通的,故進氣雜訊往往要比其他部位的主要雜訊要大很多,所以空氣往復式壓縮機的進氣雜訊是往復式壓縮機總雜訊中的最主要部分。一方面是因為壓縮機進氣系統的聲學入口處,存在著速度或壓力的激發,引起氣柱的迫振;另一方面進氣管道系統中,氣柱的的固有頻率特性,是引起進氣雜訊峰值的主要原因。

6. 往復式壓縮機表面雜訊

往復式壓縮機內部產生的各種脈動壓力通過各自的傳播途徑,傳遞至往復式壓縮機機構的外表面,引起壁面振動,從而向機器周圍輻射出空氣雜訊。壓縮機的零件如曲軸、連杆、十字頭、活塞杆、活塞等,都屬於彈性零件,並且多屬於螺栓螺母的連接方式形成內部的傳力機構,在慣性力、摩擦力、氣體力等動載荷的作用下形成局部彈性振動,引起外部表面振動,從而產生雜訊。

當壓縮機外表面某些附件的固有頻率與往復式壓縮機本體結構振動的激發頻率吻合時,也會產生強烈振動,由於這些附件往往是板殼結構,所以引起的雜訊也很大。

7. 電動機雜訊

電動機的雜訊是由機械雜訊、電磁雜訊、通風雜訊等組成的。通風雜訊較大,機械雜訊次之,電磁雜訊最小。當電機採用風冷結構時,風扇的雜訊是電動機雜訊中最重要的聲源,主要由旋轉雜訊和渦流雜訊組成,當風扇在設計工況運轉時,效率最高,雜訊最低,偏離工況時雜訊增加,尤其是風量向小偏離時,雜訊增加較大。

8. 其他雜訊

往復壓縮機的雜訊除上述雜訊外,還包括切向力雜訊、傳動帶雜訊、齒輪雜訊、安裝基礎不牢固等引起的雜訊。

9. 結語

往復式壓縮機的雜訊是一種綜合性的雜訊,包括機械雜訊、空氣動力雜訊、電磁雜訊等。機械雜訊是壓縮機雜訊中的重要組成部分,來源主要包括氣缸雜訊、曲柄連杆機構雜訊、十字頭的雜訊、氣閥雜訊、管道進氣雜訊及往復式壓縮機表面雜訊、電機雜訊等。故需要對壓縮機雜訊進行控制,主要是控制壓縮機的機械雜訊及空氣動力雜訊。