淺析往復(fù)式壓縮機(jī)噪聲的八大來源
2024-11-09噪聲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,、沖擊,、摩擦以及氣體,、液體的流動產(chǎn)生的。噪聲過大時(shí),，將會使人的聽力受損,，引起心臟血管傷害，影響人的睡眠質(zhì)量,，導(dǎo)致人心緒不寧,、焦躁不安，在生產(chǎn)過程中更容易引發(fā)意外事故,。往復(fù)式壓縮機(jī)自身是一種高噪設(shè)備,，尋找往復(fù)式壓縮機(jī)噪聲根源是解決往復(fù)式壓縮機(jī)噪聲的最根本且最有效的措施。因此必須對往復(fù)式壓縮機(jī)的噪聲源及其特性進(jìn)行分析,。
1. 氣缸噪聲
往復(fù)式壓縮機(jī)工作時(shí),，氣缸內(nèi)氣體壓力發(fā)生周期性變化引起缸內(nèi)的氣體聲，同時(shí)激起活塞,、氣缸,、缸蓋、連桿,、機(jī)體等零部件的振動,、沖擊而發(fā)出固體聲。這是產(chǎn)生往復(fù)式壓縮機(jī)噪聲的重要來源,。氣缸內(nèi)氣體力主要沿著活塞,、連桿、曲軸,、軸承,、機(jī)體傳遞到往復(fù)式壓縮機(jī)表面，從而誘發(fā)往復(fù)式壓縮機(jī)表面產(chǎn)生高頻振動和結(jié)構(gòu)噪聲,。這一條途徑產(chǎn)生的噪聲最為嚴(yán)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(jié)構(gòu)噪聲次之。
2. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)噪聲
往復(fù)式壓縮機(jī)中,，活塞,、活塞桿、十字頭等做往復(fù)運(yùn)動,，導(dǎo)致往復(fù)運(yùn)動體的慣性力每時(shí)都在變化，如果這種慣性力不能被有效平衡,，就會引起有關(guān)零部件內(nèi)部產(chǎn)生振動和噪聲,。此外，往復(fù)慣性力作為活塞力的一部分,，會在機(jī)體上引起相應(yīng)的傾覆力矩,，由于傾覆力矩是周期性變化的，故而引起整個(gè)壓縮機(jī)產(chǎn)生重心,，產(chǎn)生搖擺,，引起相關(guān)零部件產(chǎn)生共振，從而產(chǎn)生噪聲,。
3. 十字頭的噪聲
作用在十字頭的壓力是連桿力和活塞力所引起的,。連桿帶動十字頭做往復(fù)運(yùn)動，使十字頭受到周期性正負(fù)變化的往復(fù)力,，從而對十字頭產(chǎn)生周期性沖擊,。活塞往復(fù)運(yùn)動時(shí),，通過十字頭銷,，將活塞往復(fù)慣性力傳遞給十字頭，從而對十字頭產(chǎn)生沖擊,。由于十字頭銷上作用著粘性阻力,，故沖擊十字頭的力在止點(diǎn)位置時(shí)最為嚴(yán)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(chǎn)生噪聲,。這種敲擊在一個(gè)工作循環(huán)中會發(fā)生很多次,，同時(shí)十字頭本身重量作用，對滑道的敲擊也比較嚴(yán)重,。
4. 氣閥噪聲
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(shí)沖擊升程墊,，關(guān)閉時(shí)會沖擊閥座，在一個(gè)工作循中會產(chǎn)生兩次噪聲。開啟時(shí)產(chǎn)生的沖擊噪聲主要與升程墊的固有頻率和結(jié)構(gòu)有關(guān),，關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的沖擊與閥座,、閥片、缸蓋等系統(tǒng)的固有頻率有關(guān),。噪聲的強(qiáng)度與閥片的質(zhì)量及撞擊速度有關(guān),。高速氣流流經(jīng)氣閥通道，產(chǎn)生大量渦流,，從而形成高頻氣流噪聲,。對于彈簧力過大的氣閥，閥片會出現(xiàn)顫振,，顫振也會增加撞擊閥座或升程墊的次數(shù),，從而增加噪聲；當(dāng)彈簧力過小時(shí),，閥片會延時(shí)關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán),，此時(shí)會引起氣流倒灌，從而引起彈性閥片的自激振動產(chǎn)生噪聲,。
5. 管道進(jìn)氣噪聲
進(jìn)氣管道中的氣體的速度脈動或壓力脈動將導(dǎo)致往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)氣口處的氣體聲輻射,，即為進(jìn)氣噪聲。由于一般的空氣往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)氣口是與大氣端相通的,，故進(jìn)氣噪聲往往要比其他部位的主要噪聲要大很多,，所以空氣往復(fù)式壓縮機(jī)的進(jìn)氣噪聲是往復(fù)式壓縮機(jī)總噪聲中的最主要部分。一方面是因?yàn)閴嚎s機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的聲學(xué)入口處,，存在著速度或壓力的激發(fā),，引起氣柱的迫振；另一方面進(jìn)氣管道系統(tǒng)中,，氣柱的的固有頻率特性,，是引起進(jìn)氣噪聲峰值的主要原因。
6. 往復(fù)式壓縮機(jī)表面噪聲
往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的各種脈動壓力通過各自的傳播途徑,，傳遞至往復(fù)式壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)的外表面,，引起壁面振動，從而向機(jī)器周圍輻射出空氣噪聲,。壓縮機(jī)的零件如曲軸,、連桿、十字頭,、活塞桿,、活塞等，都屬于彈性零件,，并且多屬于螺栓螺母的連接方式形成內(nèi)部的傳力機(jī)構(gòu),，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(chǎn)生噪聲。
當(dāng)壓縮機(jī)外表面某些附件的固有頻率與往復(fù)式壓縮機(jī)本體結(jié)構(gòu)振動的激發(fā)頻率吻合時(shí),，也會產(chǎn)生強(qiáng)烈振動,，由于這些附件往往是板殼結(jié)構(gòu)，所以引起的噪聲也很大,。
7. 電動機(jī)噪聲
電動機(jī)的噪聲是由機(jī)械噪聲,、電磁噪聲、通風(fēng)噪聲等組成的,。通風(fēng)噪聲較大,，機(jī)械噪聲次之,，電磁噪聲最小,。當(dāng)電機(jī)采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu)時(shí)，風(fēng)扇的噪聲是電動機(jī)噪聲中最重要的聲源,，主要由旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲組成,，當(dāng)風(fēng)扇在設(shè)計(jì)工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，效率最高,，噪聲最低,，偏離工況時(shí)噪聲增加，尤其是風(fēng)量向小偏離時(shí),，噪聲增加較大,。
8. 其他噪聲
往復(fù)壓縮機(jī)的噪聲除上述噪聲外，還包括切向力噪聲,、傳動帶噪聲,、齒輪噪聲、安裝基礎(chǔ)不牢固等引起的噪聲,。
結(jié)語
往復(fù)式壓縮機(jī)的噪聲是一種綜合性的噪聲,，包括機(jī)械噪聲、空氣動力噪聲,、電磁噪聲等,。機(jī)械噪聲是壓縮機(jī)噪聲中的重要組成部分，來源主要包括氣缸噪聲,、曲柄連桿機(jī)構(gòu)噪聲,、十字頭的噪聲、氣閥噪聲,、管道進(jìn)氣噪聲及往復(fù)式壓縮機(jī)表