迄今为止最全的螺杆压缩机振动噪声控制研究.docx

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1、迄今为止最全的螺杆压缩机振动噪声控制研究网络导语：随着螺杆压缩机的不断更新换代，性能得到了持续提升，压缩机的振动噪声改善已逐渐成为螺杆压缩机技术开展需要面临的新挑战，同时也成为了各消费厂家提升其自身产品竞争力的一个重要“卖点，尤其是对于螺杆压缩机及其系统的振动噪声有着极其严苛要求的一些特殊应用场合。一、引言随着螺杆压缩机的不断更新换代，性能得到了持续提升，压缩机的振动噪声改善已逐渐成为螺杆压缩机技术开展需要面临的新挑战，同时也成为了各消费厂家提升其自身产品竞争力的一个重要“卖点，尤其是对于螺杆压缩机及其系统的振动噪声有着极其严苛要求的一些特殊应用场合。此外，螺杆压缩机的振动噪声问题，不仅会造成

2、噪声污染，而且还会影响机器性能和可靠性。因此螺杆压缩机减振降噪技术逐渐成为压缩机的核心技术，振动小噪声低是螺杆压缩机将来开展的一个重大趋势。二、振动噪声产活力理图1所示为双螺杆压缩机的典型构造，它主要由机体以及包含在机体内的一对平行配置的螺旋转子和吸排气孔口组成。压缩机与电动机封装在同一壳体内，电动机与阳转子同轴。在电动机的驱动下，阴、阳转子像齿轮一样啮合旋转，由转子齿顶与机体内壁面围成的工作容积周期性扩大和缩小，实现吸气、压缩和排气经过。根据螺杆压缩机的工作原理，可以将螺杆压缩机的振动噪声产活力理分为机械接触产生的机械性振动噪声和气流脉动诱发的流体性振动噪声。2.1机械性振动噪声机械性噪声是

3、固体振动所产生的，机械部件运行时在冲击、摩擦、交变应力或者磁性应力的作用下，各部件相互碰撞、摩擦、振动，进而发声。螺杆压缩机中机械性振动噪声源;于转动部件，主要为啮合的转子和支撑的轴承，尤其是阴阳转子啮合经过中产生的振动噪声是螺杆压缩机机械性振动噪声的主要根源。啮合转子振动噪声阴、阳转子是螺杆压缩机的核心部件，在工作经过中既受到径向和轴向的气体作用力，又受到传动机构的作用力以及轴承的支撑力。这些力在螺杆压缩机工作经过中周期性的变化，是压缩机机械性振动噪声的鼓励源。在螺杆压缩机中，阳转子通过齿面接触直接驱动阴转子同步旋转，啮合经过中不可防止的产活力械振动，辐射机械噪声，是主要的机械性振动噪声鼓励

4、源。在实际运行经过中，由于转子是金属部件，本身存在挠性，由于加工或装配误差导致的不对中、不平衡，往往会引起转动经过中的径向振动，产生异响，也都可能成为阴阳转子运动经过中振动噪声的鼓励源。支撑轴承振动噪声螺杆压缩机所用的轴承主要分为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承的振动主要是由于光滑不充分或者出现异常的摩擦使得油膜破裂而引起金属间“粘滑激振导致的；滚动轴承的振动主要是由于离散的滚动体对滚道的周期性冲击导致4。相比而言，滚动轴承的振动噪声大于滑动轴承，但滚动轴承可以提供准确的运转精度和承受较高的转速，因此在螺杆压缩机中主要采用滚动轴承来承受轴向和径向力，而滑动轴承一般只应用于一些大型的螺杆压缩机中。在

5、机械零部件加工精度和装配误差得到有效控制的前提下，螺杆压缩机的机械性振动噪声得到有效控制，相反流体性振动噪声逐渐暴露出来，成为主要的振动噪声源。2.2流体性振动噪声流体动力性噪声是指流体的流动或者固体在流体中运动，引起流体振动而产生的噪声。随着机械性振动噪声的深化研究和机械加工装配精度的提升，机械性振动噪声得到有效控制，而气流脉动诱发的流体性噪声已经成为螺杆压缩机的主要噪声源，按照其产生的位置和特点可以分为齿间容积噪声、排气噪声和吸气噪声。齿间容积噪声当螺杆压缩机处于吸气完毕后、排气开场前的状态时，齿间容积并未与吸、排气孔口连通，在此经过内齿间容积与外界的连统统道仅有泄漏三角形、齿顶间隙、啮合

6、间隙和端面间隙。齿间容积内的气体介质随着齿间容积的减小而不断被压缩，同时少局部介质会通过上述泄漏通道进入到相邻齿间容积或者吸气侧齿间容积，在此经过内不仅会产生流体流动噪声，而且在压差作用下气体介质通过各间隙内的流动也会产生一定的噪声。当齿间容积与喷油、喷液或者补气孔口连通时，额外的气液流动甚至会导致更为剧烈的流动噪声。泄漏三角形的面积较其他泄漏通道的面积而言相对较大，同时泄漏三角形前后连接着两个压力不等的齿间容积，这两个相对独立的声学元件还会受到外界的鼓励而产生共鸣，导致更大的流体动力性噪声。排气噪声在转子啮合腔与排气孔口连通的初期，在压差的作用下排气腔中的高压气体会很快地倒流入啮合腔导致腔内

7、压力快速升高。在惯性力的作用下会形成过冲，使得啮合腔中的压力要大于排气压力，而排气腔中的压力那么处于低谷。随着排气孔口的开度迅速增加和排气容积的减小，气体开场向排气腔流动。此时，流入排气腔中的气体速度和排气腔中气体压力的变化较平稳，主要受排气容积变化率和孔口流通面积的影响。排气经过中，转子啮合腔相继进展排气，导致容积周期性的变化，而每个周期内速度和压力也在各种作用力下产生周期性的变化，形成排气气流脉动，诱发气动噪声。吸气噪声吸气噪声和排气噪声具有一定的相似性，工作容积与吸、排气孔口连通经过中，工作容积周期性的增加或者减小，同时伴随着工作容积与吸、排气孔口间连通面积的周期性变化，使得流体流动特性

8、变化剧烈，产生较大的气流脉动，诱发气动噪声。Sangfors等对辨识螺杆压缩机主要的振动噪声源开展了大量的研究工作，均指出处于气流脉动基频及其整数倍频率的振动噪声值较大，由于工作容积与吸、排气孔口周期性连通所引起的气流脉动是螺杆压缩机振动噪声的主要诱因。此外，由于处于排气腔内的气体密度远大于吸气腔内的气体密度，导致排气气流脉动所诱发的气动噪声更为显著。三、振动控制技术螺杆压缩机运行中阴阳转子互相啮合，产活力械振动，通过轴承将振动传递到机壳和机脚。因此，进步转子加工精度，减小轴系装配误差，优化支撑轴承游隙等措施可以从振动鼓励源头上抑制螺杆压缩机振动的产生，设计安装减振垫等措施从振动传递途径上进一

9、步隔离振动的传递，进而到达减小螺杆压缩机振动的目的。3.1振动鼓励源头减振进步加工精度，减小装配误差进步转子加工精度降低转子外表粗糙度和改善装配工艺减小轴系装配误差等措施减小转子啮合经过中产生的机械振动，从源头上控制压缩机的振动鼓励源，可以有效降低压缩机运行经过中产生的机械振动。靳春梅等通过实验研究指出，进步转子的加工精度，由铣削改为磨削，降低了外表粗糙度，使压缩机运行经过中振动得到有效控制，中、高频噪声也得到一定程度的降低。减小支撑轴承游隙减小支撑轴承游隙，可以进步转子旋转精度，缩小转子啮合经过中偏心量，降低高速运转经过中转子不平衡质量诱发的振动噪声。殷玉枫等7通过理论与实验研究得出滚动轴承

10、的径向游隙对轴承振动噪声的影响最为显著。随着径向游隙的加大，振动噪声随之增强，并呈现很好的线性关系。3.2振动传递途径隔振进步构造件刚度进步机壳刚度，降低机壳振动响应。螺杆压缩机机壳径向和圆周方向上增加加强筋，可以进步机壳的刚度，降低机壳振动响应，阻碍压缩机转子和轴承的振动鼓励传递到机壳上。设计安装减振垫设计安装减振垫，隔离螺杆压缩机的振动传递。根据螺杆压缩机的转子型线、电机运行转速、自身重量和实际减振需求，设计减振器，安装到螺杆压缩机机脚上，可以阻碍机脚振动传递到安装根底面上，有效降低压缩机安装根底上的振动。四、噪声控制技术螺杆压缩机运行经过中周期性的吸气、压缩和排气经过不可防止的会产生气流

11、脉动，进而诱发气动噪声。随着机械性振动噪声的深化研究和机械加工装配精度的提升，机械性振动噪声得到有效控制，而气流脉动诱发的流体性噪声已经成为螺杆压缩机的主要噪声源。因此，应用排气端面衰减装置、赫姆霍兹气流脉动衰减腔和穿孔板脉动衰减器等措施可以从气流脉动源头上衰减气流脉动幅值，降低气流脉动诱发的气动噪声，设计具有双层壁构造的机壳和安装隔声罩等措施在传递途径上阻碍噪声的传递，可有效降低压缩机的整体噪声。4.1气流脉动诱发的气动噪声源头控制排气端面气流脉动衰减装置基于声波干预原理，设计旁支流道产生与管道内气流脉动幅值相等，相位相反的旁支气流脉动，两者互相叠加抵消，进而到达衰减气流脉动的目的，其构造示意图如图2所示。当旁支流道长度为流体介质半波长的整数倍时，排气管内气流脉动幅值最小，其衰减效果如图3所示。