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空压机工作原理分析及噪声控制方法

发布时间:2017-3-23 15:51:30
       空气压缩机是气源装置中的主体,它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置,是压缩空气的气压发生装置。 
       空气压缩机是许多工业企业的生产辅助设施,在生产中发挥着重要作用。但空气压缩机是一种强噪声设备,运转时产生的强烈噪声恶化了工作条件和生活环境,不仅导致人们的工作和生活质量下降,而且容易引发安全事故和人际关系矛盾。
       空压机是一个多声源发声体,其噪声主要为进气噪声、排气噪声、机械噪声及电磁噪声。  
       进气噪声:进气口间歇吸入空气,产生压力脉动而传送到空气中形成的空气动力噪声。随着空压机气缸进气阀门的间断开启,气流在间断吸入气缸的时候,在进气口附近产生压力波动,以声波的形式从进气口辐射出来,从而产生进气噪声。  
       排气噪声:气体从气缸阀门间断排出时,气流产生扰动所形成的噪声。空压机产生的高压气体通过管路进入储气罐,随着排气量的变化而产生压力脉动,使管路产生振动,储气罐产生巨大声响而形成噪声;压缩气体通过阀的小孔时,以声速喷射,冲击阀门出口处或阀门接管出口处,形成阀门噪声。阀门噪声的大小与阀门的形状、尺寸及压缩空气压力和流量有关;空压机放空时,由于压缩空气压力突变,体积急剧膨胀并以很高的流速进入大气,从而在管道的出口处产生强烈的涡流噪声。这种噪声虽然是间断性出现,但由于其频率和声级都比较高,而且排气口往往都在室外,所以对周围的环境影响很大。 
       机械噪声主要由摩擦、磨损以及机构间的力传递不均匀产生。空压机运行时很多部件快速旋转和往复运动,产生摩擦、冲击,引起机件振动而产生噪声,主要有:活塞往复运动与气缸壁摩擦,使气缸壁以固有频率强烈振动;曲杆、连杆和“十字头”等部件在运动时发生摩擦撞击;转子及其装配件的不平衡、转子啮合、转子转速波动引起的冲击噪声;开启式螺杆压缩机的电动机与联轴器不对中引起的振动与噪声;轴承振动与噪声;机体外部包括机壳、支承结构、底座的振动与噪声;油分离器、蒸发器、冷却系统的振动与噪声;还包括电动机运转时轴承的噪声;转子不平衡引起的机壳振动发出的噪声;在滑动轴承中会产生滑动粘滞作用,其会激励压缩机的其他部件产生高频振动。 
       电磁噪声由驱动电动机的磁场脉动引起的噪声。空压机驱动机为同步电动机,电动机运转时,定子和转子之间基波磁通和高次谐波磁通沿径向进入气隙,在定子和转子上产生径向力,由此而引起径向的振动和噪声。此外,产生的切向力矩和轴向力也引起切向和轴向的振动噪声。电动机的冷却风扇还会引起气流噪声。    
       虽然进气口噪声和排气噪声都是一种宽频带连续谱,但进气口噪声呈现低频特性,噪声在90-120dB(A)之间。而排气噪声则呈现中高频特性,噪声频率较复杂,噪声在80-110dB(A)之间。机械性噪声具有随机性质,频谱窄,频率相对固定,呈现低频特性。机械性噪声一般在90-110 dB(A)左右。而电磁噪声的特点是频带宽,声级比较稳定。由此可以看出,空压机的噪声频率具有分布较宽,从低频到中高频全覆盖的特点。
空压机的噪声控制有吸声、隔声和消声三种方法及措施。吸声是指声波入射到物体表面时,部分声能被物体吸收转化为其他形式的能量而降低噪声。隔声是将噪声源封闭起来,把噪声控制在一个小的空间内,阻隔声音的传播。消声是将多孔材料按一定方式固定在气流通道内壁中,以达到削弱空气动力性噪声的目的。而在实际工作中,可以根据噪声源的类型和实际情况采取一种或几种措施进行控制。  
       通常,控制空压机的进排气噪声,采取安装消声器的方法。空压机的机体噪声、电动机噪声,则考虑采用隔声加吸声的控制技术,即给空压机加装隔声罩或制作隔声间,以阻止噪声的传播。而在空压机的噪声控制中,管道通常存在振动和辐射噪声两个问题需要解决,因此需要用隔音减振材料包裹管路,以有效降低振动和辐射噪声。
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