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空壓機工作原理分析及噪聲控制方法

發(fā)布日期:2014-08-28 文章來源:本站 總瀏覽:356
    空氣壓縮機是氣源裝置中的主體,它是將原動機(通常是電動機)的機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置,是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。 

空氣壓縮機是許多工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)輔助設(shè)施,在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。但空氣壓縮機是一種強噪聲設(shè)備,運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的強烈噪聲惡化了工作條件和生活環(huán)境,不僅導(dǎo)致人們的工作和生活質(zhì)量下降,而且容易引發(fā)安全事故和人際關(guān)系矛盾。

    空壓機是一個多聲源發(fā)聲體,其噪聲主要為進氣噪聲、排氣噪聲、機械噪聲及電磁噪聲。  
    進氣噪聲:進氣口間歇吸入空氣,產(chǎn)生壓力脈動而傳送到空氣中形成的空氣動力噪聲。隨著空壓機氣缸進氣閥門的間斷開啟,氣流在間斷吸入氣缸的時候,在進氣口附近產(chǎn)生壓力波動,以聲波的形式從進氣口輻射出來,從而產(chǎn)生進氣噪聲。 

    排氣噪聲:氣體從氣缸閥門間斷排出時,氣流產(chǎn)生擾動所形成的噪聲??諌簷C產(chǎn)生的高壓氣體通過管路進入儲氣罐,隨著排氣量的變化而產(chǎn)生壓力脈動,使管路產(chǎn)生振動,儲氣罐產(chǎn)生巨大聲響而形成噪聲;壓縮氣體通過閥的小孔時,以聲速噴射,沖擊閥門出口處或閥門接管出口處,形成閥門噪聲。閥門噪聲的大小與閥門的形狀、尺寸及壓縮空氣壓力和流量有關(guān);空壓機放空時,由于壓縮空氣壓力突變,體積急劇膨脹并以很高的流速進入大氣,從而在管道的出口處產(chǎn)生強烈的渦流噪聲。這種噪聲雖然是間斷性出現(xiàn),但由于其頻率和聲級都比較高,而且排氣口往往都在室外,所以對周圍的環(huán)境影響很大。 

    機械噪聲主要由摩擦、磨損以及機構(gòu)間的力傳遞不均勻產(chǎn)生??諌簷C運行時很多部件快速旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運動,產(chǎn)生摩擦、沖擊,引起機件振動而產(chǎn)生噪聲,主要有:活塞往復(fù)運動與氣缸壁摩擦,使氣缸壁以固有頻率強烈振動;曲桿、連桿和“十字頭”等部件在運動時發(fā)生摩擦撞擊;轉(zhuǎn)子及其裝配件的不平衡、轉(zhuǎn)子嚙合、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速波動引起的沖擊噪聲;開啟式螺桿壓縮機的電動機與聯(lián)軸器不對中引起的振動與噪聲;軸承振動與噪聲;機體外部包括機殼、支承結(jié)構(gòu)、底座的振動與噪聲;油分離器、蒸發(fā)器、冷卻系統(tǒng)的振動與噪聲;還包括電動機運轉(zhuǎn)時軸承的噪聲;轉(zhuǎn)子不平衡引起的機殼振動發(fā)出的噪聲;在滑動軸承中會產(chǎn)生滑動粘滯作用,其會激勵壓縮機的其他部件產(chǎn)生高頻振動。 

    電磁噪聲由驅(qū)動電動機的磁場脈動引起的噪聲。空壓機驅(qū)動機為同步電動機,電動機運轉(zhuǎn)時,定子和轉(zhuǎn)子之間基波磁通和高次諧波磁通沿徑向進入氣隙,在定子和轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生徑向力,由此而引起徑向的振動和噪聲。此外,產(chǎn)生的切向力矩和軸向力也引起切向和軸向的振動噪聲。電動機的冷卻風(fēng)扇還會引起氣流噪聲。    

    雖然進氣口噪聲和排氣噪聲都是一種寬頻帶連續(xù)譜,但進氣口噪聲呈現(xiàn)低頻特性,噪聲在90-120dB(A)之間。而排氣噪聲則呈現(xiàn)中高頻特性,噪聲頻率較復(fù)雜,噪聲在80-110dB(A)之間。機械性噪聲具有隨機性質(zhì),頻譜窄,頻率相對固定,呈現(xiàn)低頻特性。機械性噪聲一般在90-110 dB(A)左右。而電磁噪聲的特點是頻帶寬,聲級比較穩(wěn)定。由此可以看出,空壓機的噪聲頻率具有分布較寬,從低頻到中高頻全覆蓋的特點。
空壓機的噪聲控制有吸聲、隔聲和消聲三種方法及措施。吸聲是指聲波入射到物體表面時,部分聲能被物體吸收轉(zhuǎn)化為其他形式的能量而降低噪聲。隔聲是將噪聲源封閉起來,把噪聲控制在一個小的空間內(nèi),阻隔聲音的傳播。消聲是將多孔材料按一定方式固定在氣流通道內(nèi)壁中,以達到削弱空氣動力性噪聲的目的。而在實際工作中,可以根據(jù)噪聲源的類型和實際情況采取一種或幾種措施進行控制。 

    通常,控制空壓機的進排氣噪聲,采取安裝消聲器的方法。空壓機的機體噪聲、電動機噪聲,則考慮采用隔聲加吸聲的控制技術(shù),即給空壓機加裝隔聲罩或制作隔聲間,以阻止噪聲的傳播。而在空壓機的噪聲控制中,管道通常存在振動和輻射噪聲兩個問題需要解決,因此需要用隔音減振材料包裹管路,以有效降低振動和輻射噪聲。


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