往復(fù)式壓縮機(jī)振動(dòng)及其噪聲的改善設(shè)計(jì)

石中玉

摘 要：往復(fù)式壓縮機(jī)一個(gè)完整的沖程實(shí)施之后，在排氣管、進(jìn)氣管均有空氣進(jìn)入。其中進(jìn)入到下一個(gè)沖程中，進(jìn)、出管道空氣會(huì)受到加速推進(jìn)力影響，誘發(fā)不同程度振動(dòng)。此類振動(dòng)聲響會(huì)超出噪音防控標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生不同程度噪聲污染，管理人員要注重規(guī)范化控制。對(duì)振動(dòng)問題集中控制，降低噪聲，優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：往復(fù)式;壓縮機(jī);振動(dòng);噪聲;改善設(shè)計(jì)

近年來(lái)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)整體發(fā)展速度較快，多項(xiàng)技術(shù)全面發(fā)展，在現(xiàn)代化生產(chǎn)生活中各類家用電器、設(shè)備機(jī)組、空氣壓縮機(jī)應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，對(duì)人們?cè)械纳a(chǎn)生活條件以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境具有良好優(yōu)化作用，能保障生產(chǎn)力全面推進(jìn)。在各類電器設(shè)備中往復(fù)式壓縮機(jī)應(yīng)用較多，往復(fù)式壓縮機(jī)在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生不同程度噪聲以及振動(dòng)問題，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生不同程度噪聲污染。當(dāng)前要注重對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)振動(dòng)噪聲影響措施合理分析，擬定針對(duì)性設(shè)計(jì)優(yōu)化措施，建立更為和諧的生產(chǎn)生活環(huán)境。

1 往復(fù)式壓縮機(jī)工作原理概述

往復(fù)式壓縮機(jī)受到外動(dòng)力推動(dòng)，基于曲軸帶動(dòng)連桿，連桿再牽引活塞，促使活塞能在氣缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)式運(yùn)動(dòng)?；钊谏舷逻\(yùn)動(dòng)中，對(duì)汽缸內(nèi)部體積會(huì)產(chǎn)生較大變化。氣缸除了進(jìn)氣、排氣口相邊，大多都是處于封閉狀態(tài)。當(dāng)活塞處于向下運(yùn)動(dòng)中，會(huì)促使氣缸體積擴(kuò)大。受到大氣壓作用影響，排氣口關(guān)閉、進(jìn)氣口開啟，多數(shù)空氣進(jìn)入到氣缸中?；钊幱谙蛏线\(yùn)動(dòng)中，氣缸體積將會(huì)縮小，進(jìn)氣口關(guān)閉、排氣口開啟，有助于完成空氣有效壓縮，活塞在上下運(yùn)動(dòng)中能有效完成一次完整沖程。往復(fù)式壓縮機(jī)受到管道劇烈振動(dòng)作用影響，將會(huì)導(dǎo)致管道發(fā)生破裂，氣閥應(yīng)用受到破壞，對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)以及相關(guān)零部件壽命產(chǎn)生較大負(fù)面影響。當(dāng)振動(dòng)產(chǎn)生的生硬較高，超出規(guī)定的噪音準(zhǔn)許標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)周邊環(huán)境會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的噪音污染，對(duì)人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活具有較大負(fù)面影響[1]。

2 往復(fù)式壓縮機(jī)振動(dòng)以及噪音產(chǎn)生的影響因素

往復(fù)式壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)部多個(gè)部件之間產(chǎn)生摩擦、沖擊之后導(dǎo)致壓縮機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。其次，在壓縮機(jī)安裝過程中，地面平整度不足，固定不夠牢固，加上機(jī)組自身平衡動(dòng)能較差，安裝不能對(duì)齊，基礎(chǔ)以及支撐設(shè)計(jì)不足將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致管系產(chǎn)生振動(dòng)。往復(fù)式壓縮機(jī)在運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，進(jìn)氣進(jìn)入以及排出會(huì)產(chǎn)生明顯的往復(fù)特征，沖程結(jié)束之后，空氣在管道中進(jìn)出受到壓縮機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)作用，空氣排出、進(jìn)入均會(huì)受到外力作用影響?？諝庠诠鼙谝约皬澢恢脮?huì)產(chǎn)生相應(yīng)的沖擊作用，其中壓縮機(jī)處于連續(xù)運(yùn)動(dòng)，多個(gè)沖程會(huì)連接在一起，促使空氣中進(jìn)入以及排出較多沖擊力，此類沖擊力受到連續(xù)作用，對(duì)閥門、彎曲管道以及管壁等位置均會(huì)產(chǎn)生影響，致使管系產(chǎn)生振動(dòng)后發(fā)生較大噪聲。在工程中將0.8至1.2f頻率范圍作為共振區(qū)。共振以后會(huì)產(chǎn)生較大破壞作用，往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)階段，管道自身有相應(yīng)的機(jī)械頻率，促使活塞在上下運(yùn)動(dòng)過程中具備特定頻率。其中任意的頻率存在于共性區(qū)域，會(huì)導(dǎo)致共振。長(zhǎng)期周期性振動(dòng)對(duì)管道會(huì)產(chǎn)生較大壓力，導(dǎo)致管道發(fā)生變形、斷裂、裂痕等，致使管系產(chǎn)生故障問題。往復(fù)式壓縮機(jī)噪音主要是源于電機(jī)運(yùn)行中的噪聲、閥門開關(guān)噪聲、設(shè)備振動(dòng)噪聲、共振階段的噪聲等。不同噪聲集中混雜在一起，超出了噪音標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)產(chǎn)生噪聲污染，對(duì)周邊人員身體健康構(gòu)成威脅[2]。

3 往復(fù)式壓縮機(jī)振動(dòng)及其噪聲的改善設(shè)計(jì)措施探析

3.1 管系振動(dòng)優(yōu)化措施

技術(shù)人員要做好管系機(jī)械固有頻率展開精確化計(jì)算，促使活塞激發(fā)頻率以及機(jī)械固有頻率能有效錯(cuò)開，還要和氣柱固有頻率有效錯(cuò)開。在全面適應(yīng)管道柔性分析基礎(chǔ)上，要注重對(duì)轉(zhuǎn)彎進(jìn)行合理調(diào)控，對(duì)彎頭位置產(chǎn)生的激振力振動(dòng)現(xiàn)狀進(jìn)行合理調(diào)控。支架要注重選取防振管架，不能片面化為了承重以及推架，其中支架間距要能滿足最小頻率基本要求。管道要注重沿著地面進(jìn)行敷設(shè)，管道設(shè)定過高將會(huì)導(dǎo)致支架難以支撐，支架剛度不能得到有效控制。為了能有效避免機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)受到不平衡作用力影響，導(dǎo)致管系產(chǎn)生振動(dòng)作用，進(jìn)出口緩沖罐要注重設(shè)定牢固作用突出的支承。其中在閥門等質(zhì)量較為集中區(qū)域設(shè)定支架，質(zhì)量較為集中振動(dòng)頻率發(fā)生概率較低[3]。

3.2 共振與壓縮機(jī)振動(dòng)改善措施

當(dāng)前要注重適度對(duì)閥門支承合理布控，要注重做好管道支承。相關(guān)管理部門為了對(duì)共振發(fā)生進(jìn)行控制，要注重有效避開氣柱已有頻率不同階次共振，能將脈沖控制把控在規(guī)定范圍內(nèi)，避免誘發(fā)共振問題。在壓縮機(jī)安裝過程中，要確保安裝區(qū)域地面放線平整度較高，在具體安裝操作中，要注重保障壓縮機(jī)以及壓縮機(jī)相關(guān)設(shè)備重心線與中心線能有效重合，在要求加固區(qū)域?qū)β萁z進(jìn)行禁錮。還要在振動(dòng)較大部件處添加防振墊片，能有效降低壓縮機(jī)自身震動(dòng)作用。在要求潤(rùn)滑位置，要補(bǔ)充充足潤(rùn)滑油，比如在電機(jī)軸承位置補(bǔ)充潤(rùn)滑油，能有效控制振動(dòng)摩擦。針對(duì)不平衡慣性以及力矩誘發(fā)的振動(dòng)以及噪聲，基本操作方式就是在機(jī)器內(nèi)部有效實(shí)現(xiàn)慣性力矩以及平衡慣性力有效平衡，其就是最佳動(dòng)平衡設(shè)計(jì)。其中慣性力矩以及慣性力均屬于自由力，通過變化周期相同但是實(shí)際方向相反的慣性力矩以及慣性力能有效起到良好的平衡作用。通過在曲柄對(duì)面有效添加能促使旋轉(zhuǎn)慣性力大小、方向相反的離心慣性力，能有效平衡旋轉(zhuǎn)慣性力。針對(duì)較多多列結(jié)構(gòu)，可以規(guī)范化布設(shè)曲柄錯(cuò)角，搭配提高往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量的操作方式，促使慣性力矩以及慣性力能處于平衡化狀態(tài)[4]。

3.3 噪音降低措施

在往復(fù)式壓縮機(jī)降噪中，不平衡力高低對(duì)于振動(dòng)、噪音影響較為突出。其中在低頻部分，在相同排量以及結(jié)構(gòu)相一致基礎(chǔ)上，要選取小半徑活塞與曲軸偏心量有效匹配，有助于對(duì)不平衡力進(jìn)行控制。小直徑活塞剛度更高，有助于延長(zhǎng)機(jī)械應(yīng)用壽命，還能對(duì)機(jī)加工量進(jìn)行的控制。此外，在往復(fù)式壓縮機(jī)中規(guī)范化應(yīng)用隔振器、消聲器等降噪設(shè)備能有效消除噪聲[5]。往復(fù)活塞式壓縮內(nèi)部氣流脈動(dòng)噪聲，從基本原理能得出，往復(fù)活塞式壓縮機(jī)氣流噪聲能分為閥式系統(tǒng)、進(jìn)氣管噪聲、氣閥噴射渦流噪聲等。當(dāng)往復(fù)活塞壓縮機(jī)在運(yùn)行中，三者將會(huì)趨向于平衡狀態(tài)。加上排氣閥、進(jìn)氣閥氣柱產(chǎn)生共振作用，壓縮機(jī)聲學(xué)口中將會(huì)產(chǎn)生明顯的共振脈沖動(dòng)噪聲、壓力脈動(dòng)噪聲、氣體脈沖噪聲等。此類噪聲將會(huì)直接導(dǎo)致進(jìn)氣、排氣系統(tǒng)氣柱處于共振環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)下部、內(nèi)部緩沖器產(chǎn)生較大噪聲[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合上述，在往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行中，較大的噪聲以及突出的振動(dòng)作用較為突出，要注重選取針對(duì)性措施進(jìn)行控制，有助于全面強(qiáng)化壓縮機(jī)基本性能以及應(yīng)用周期，保障壓縮機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)行。往復(fù)式壓縮機(jī)實(shí)際應(yīng)用范圍較廣，在具體應(yīng)用中，會(huì)產(chǎn)生管系振動(dòng)。氣柱振動(dòng)、壓縮機(jī)自身振動(dòng)與噪聲對(duì)用戶應(yīng)用體驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生較大影響。所以，當(dāng)前要做好各項(xiàng)針對(duì)性技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)，全面實(shí)現(xiàn)降振以及減噪目標(biāo)。提高壓縮機(jī)應(yīng)用壽命，促使壓縮機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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