往復(fù)壓縮機(jī)管道振動(dòng)原因以及防振設(shè)計(jì)

陸權(quán)（河北潤達(dá)石化工程建設(shè)有限公司 河北 石家莊 050099）

一、前言

引起往復(fù)壓縮機(jī)振動(dòng)的原因非常多，在日常使用的過程中，壓縮機(jī)是一個(gè)在吸氣和排氣交換的過程中反復(fù)的運(yùn)行的機(jī)械，因此對于氣流的變化而引起的管道振動(dòng)是正常的，但劇烈的振動(dòng)一方面會(huì)導(dǎo)致噪音的增大，對于工作環(huán)境而言是非常不利的，另外一方面會(huì)造成壓縮機(jī)的損傷，因此防振措施的設(shè)計(jì)無疑是非常重要的。

二、往復(fù)壓縮機(jī)振動(dòng)的原因

1.氣流脈動(dòng)的相關(guān)概念

氣體在壓縮機(jī)管道中存在的形式我們一般稱為氣柱，氣體在動(dòng)力系統(tǒng)的作用下，常常會(huì)發(fā)生一系列的物理變化，例如氣體的壓縮與氣體的膨脹都是具有連續(xù)性的，所以氣體在壓縮機(jī)內(nèi)反復(fù)的運(yùn)行，是具有節(jié)律性的；在吸氣和排氣的過程中，氣柱會(huì)產(chǎn)生一定的變化，一般表現(xiàn)為氣柱的振動(dòng)，這樣的振動(dòng)方式也是具有節(jié)律性的，這樣的氣體振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)內(nèi)的管道振動(dòng)，是振動(dòng)的根本來源。

對于管道的振動(dòng)需要注意以下兩個(gè)概念：首先是機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)主要包括機(jī)械的閥門以及變徑管在受到周期性的振動(dòng)力后導(dǎo)致的振動(dòng)。然后一個(gè)概念就是激發(fā)頻率，壓縮機(jī)每秒鐘排氣以及吸氣的頻率我們稱為壓縮頻率。在壓縮機(jī)內(nèi)，氣柱振動(dòng)的頻率是受到溫度以及管道長度和氣體壓力等多種因素的影響，因此氣柱頻率對于不同的壓縮機(jī)而言具有不同的階數(shù)。對于機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也是有著一定的影響。

2.往復(fù)壓縮機(jī)日常生產(chǎn)中出現(xiàn)管道振動(dòng)的原因

目前在實(shí)際運(yùn)用往復(fù)壓縮機(jī)的過程中，管道產(chǎn)生劇烈振動(dòng)的原因主要包括以下兩個(gè)因素：

第一種振動(dòng)，是由于在壓縮的過程中氣體排氣或者是吸氣的脈動(dòng)過大，導(dǎo)致的振動(dòng)過大，在實(shí)際壓縮機(jī)的外在表現(xiàn)就是振動(dòng)的幅度過大，屬于異常振動(dòng)中的一種，但是這樣的振動(dòng)比較少見。而第二種振動(dòng)，就是在壓縮機(jī)使用過程中，由氣柱導(dǎo)致的共振——當(dāng)氣柱的頻率和機(jī)械的固有頻率重疊的時(shí)候，或者是非常相似的時(shí)候，由物理共振定律，振動(dòng)的幅度會(huì)成倍的增加，造成管道的劇烈振動(dòng)。因此在實(shí)際生產(chǎn)中減小管道的振動(dòng)其中最為常見的方式就是減少氣柱和機(jī)械共振的發(fā)生。

三、生產(chǎn)中控制往復(fù)壓縮機(jī)振動(dòng)的措施

根據(jù)振動(dòng)產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)，在實(shí)際的操作過程中可以做到以下幾點(diǎn)控制振動(dòng)，首先是可以使用金屬管支架固定，支架固定可有效的減少管道的振動(dòng)；其次在對往復(fù)壓縮機(jī)的使用過程中，應(yīng)該盡量減少管道的長度以及閥門等的配件，由于配件的振動(dòng)幅度較大，所以對于機(jī)械的影響也較大；另外，在目前使用緩沖器，也是日常中常用的減輕振動(dòng)的最有效方法。最后，根據(jù)振動(dòng)的特點(diǎn)，由于共振引起的振動(dòng)是最為常見的，因此在合適的位置選擇節(jié)流板能夠有效的控制氣柱的振動(dòng)，防止氣柱的振動(dòng)和機(jī)械的固有頻率相同，能夠有效減小振動(dòng)的頻率。

四、往復(fù)壓縮機(jī)管道的防振設(shè)計(jì)

從目前往復(fù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)來看，當(dāng)管道系統(tǒng)的剛性較差的時(shí)候，受到氣流脈動(dòng)的影響加大，因此不管是對于管道還是對于緩沖器而言都會(huì)受到劇烈的振動(dòng)。當(dāng)緩沖器的位置布置較好，也就是處于臥式的位置時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的過程中不會(huì)產(chǎn)生非常大的振動(dòng)，因此在防振設(shè)計(jì)的過程中，緩沖器的位置和往復(fù)壓縮機(jī)的振動(dòng)幅度有非常大的關(guān)系，而和管道的剛度本身不存在任何的差異，因此在防振的設(shè)計(jì)過程中，首先是重點(diǎn)減小共振帶來的影響，其次對于管道和緩沖器的設(shè)計(jì)，需要更多的注意，主要注意以下幾點(diǎn)：

1.首先是從緩沖器的設(shè)計(jì)角度來講，將緩沖器的支腿由原來的臥式布置的位置改為鞍式，這樣進(jìn)入緩沖器的氣流不再是豎直的方向，而是垂直的方向，因此能夠有效減緩振動(dòng)的幅度。另外，在對緩沖器設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該減少氣缸之間和連接管道的形狀，盡量避免使用彎頭，而實(shí)際使用直管最為有效，緩沖器的高架管道應(yīng)改為低架管道，也可以減少往復(fù)空壓機(jī)管道的振動(dòng)。

2.從設(shè)計(jì)的角度上面來講，應(yīng)該針對于不同行業(yè)需求，進(jìn)行往復(fù)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)；根據(jù)振動(dòng)的原因，主要是因?yàn)闅庵拿}沖，和機(jī)械的固有頻率之間發(fā)生共振而引起的，所以在機(jī)械制造中，盡量避免機(jī)械頻率和實(shí)際氣柱的頻率接近。一般對于實(shí)際設(shè)計(jì)的要求中，根據(jù)我國的相關(guān)機(jī)械的規(guī)定，機(jī)械的固有頻率應(yīng)該比氣柱的脈沖的頻率高1.4倍才能滿足日常的使用；因此，在往復(fù)壓縮機(jī)的選購過程中，相關(guān)的技術(shù)人員需要計(jì)算的是在使用壓縮機(jī)的過程中氣柱脈沖的頻率如何，根據(jù)這樣的頻率來對往復(fù)壓縮機(jī)進(jìn)行選擇。

3.往復(fù)壓縮機(jī)的防振設(shè)計(jì)還需要有一定的檢測措施，目前在檢測頻率的過程中基本上都是采用的聲波進(jìn)行檢測，嚴(yán)格的檢測方法有利于采取措施，減弱壓縮機(jī)的振動(dòng)。

4.在實(shí)際的使用過程中，要調(diào)整壓縮機(jī)的平穩(wěn)度，將壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)放在一個(gè)較為平穩(wěn)的位置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)殡姍C(jī)本身在運(yùn)行的過程中有一定的頻率；減弱壓縮機(jī)的振動(dòng)，還有另外一種方法就是安裝消減器，通過改變振動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)減振作用。

5.減小整個(gè)系統(tǒng)的氣流脈動(dòng)，減小氣流脈動(dòng)的方法非常多，除了上述的緩沖器以外，其實(shí)改變?nèi)萜鞯拇笮∫约叭萜鞯男螤疃紝φ麄€(gè)壓縮機(jī)的減振起到一定的作用。

結(jié)束語

綜上所述，在對壓縮機(jī)進(jìn)行減振的過程中，一方面我們主要需要了解是什么原因?qū)е聣嚎s機(jī)的振動(dòng)，另外一方面需要注意的問題就是在實(shí)際的減振過程中，涉及到的實(shí)際問題非常多，因此需要區(qū)別對待；由于行業(yè)不同，所以往復(fù)壓縮機(jī)所處的環(huán)境也不一樣，因此在減振措施的設(shè)計(jì)過程中要具體情況具體對待。

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