淺析往復(fù)式壓縮機噪聲的八大來源

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，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)式壓縮機自身是一種高噪設(shè)備，尋找往復(fù)式壓縮機噪聲根源是解決往復(fù)式壓縮機噪聲的最根本且最有效的措施。因此必須對往復(fù)式壓縮機的噪聲源及其特性進行分析。

1. 氣缸噪聲

往復(fù)式壓縮機工作時，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，同時激起活塞、氣缸、缸蓋、連桿、機體等零部件的振動、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、機體傳遞到往復(fù)式壓縮機表面，從而誘發(fā)往復(fù)式壓縮機表面產(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. 曲柄搖桿機構(gòu)噪聲

往復(fù)式壓縮機中，活塞、活塞桿、十字頭等做往復(fù)運動，導(dǎo)致往復(fù)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(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，故而引起整個壓縮機產(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)運動，使十字頭受到周期性正負變化的往復(fù)力，從而對十字頭產(chǎn)生周期性沖擊。活塞往復(fù)運動時，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(chǎn)生噪聲。這種敲擊在一個工作循環(huán)中會發(fā)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。閥片在開啟時沖擊升程墊，關(guān)閉時會沖擊閥座，在一個工作循中會產(chǎn)生兩次噪聲。開啟時產(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，閥片會延時關(guān)閉或關(guān)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(chǎn)生噪聲。

5. 管道進氣噪聲

進氣管道中的氣體的速度脈動或壓力脈動將導(dǎo)致往復(fù)式壓縮機進氣口處的氣體聲輻射，即為進氣噪聲。由于一般的空氣往復(fù)式壓縮機進氣口是與大氣端相通的，故進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)式壓縮機的進氣噪聲是往復(fù)式壓縮機總噪聲中的最主要部分。一方面是因為壓縮機進氣系統(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；另一方面進氣管道系統(tǒng)中，氣柱的的固有頻率特性，是引起進氣噪聲峰值的主要原因。

6. 往復(fù)式壓縮機表面噪聲

往復(fù)式壓縮機內(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)式壓縮機機構(gòu)的外表面，引起壁面振動，從而向機器周圍輻射出空氣噪聲。壓縮機的零件如曲軸、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)壓縮機外表面某些附件的固有頻率與往復(fù)式壓縮機本體結(jié)構(gòu)振動的激發(fā)頻率吻合時，也會產(chǎn)生強烈振動，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. 電動機噪聲

電動機的噪聲是由機械噪聲、電磁噪聲、通風(fēng)噪聲等組成的。通風(fēng)噪聲較大，機械噪聲次之，電磁噪聲最小。當(dāng)電機采用風(fēng)冷結(jié)構(gòu)時，風(fēng)扇的噪聲是電動機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)計工況運轉(zhuǎn)時，效率最高，噪聲最低，偏離工況時噪聲增加，尤其是風(fēng)量向小偏離時，噪聲增加較大。

8. 其他噪聲

往復(fù)壓縮機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)式壓縮機的噪聲是一種綜合性的噪聲，包括機械噪聲、空氣動力噪聲、電磁噪聲等。機械噪聲是壓縮機噪聲中的重要組成部分，來源主要包括氣缸噪聲、曲柄連桿機構(gòu)噪聲、十字頭的噪聲、氣閥噪聲、管道進氣噪聲及往復(fù)式壓縮機表?噪聲、電機噪聲等。故需要對壓縮機噪聲進行控制，主要是控制壓縮機的機械噪聲及空氣動力噪聲。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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