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空壓機(jī)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：450
    空氣壓縮機(jī)是氣源裝置中的主體，它是將原動機(jī)（通常是電動機(jī)）的機(jī)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(jī)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(jī)是一種強(qiáng)噪聲設(shè)備,運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的強(qiáng)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(jī)是一個多聲源發(fā)聲體，其噪聲主要為進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、機(jī)械噪聲及電磁噪聲。  
    進(jìn)氣噪聲：進(jìn)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(jī)氣缸進(jìn)氣閥門的間斷開啟，氣流在間斷吸入氣缸的時候，在進(jìn)氣口附近產(chǎn)生壓力波動，以聲波的形式從進(jìn)氣口輻射出來，從而產(chǎn)生進(jìn)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。空壓機(jī)產(chǎn)生的高壓氣體通過管路進(jìn)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(jī)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(jìn)入大氣，從而在管道的出口處產(chǎn)生強(qiáng)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(jī)械噪聲主要由摩擦、磨損以及機(jī)構(gòu)間的力傳遞不均勻產(chǎn)生?？諌簷C(jī)運(yùn)行時很多部件快速旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動，產(chǎn)生摩擦、沖擊，引起機(jī)件振動而產(chǎn)生噪聲，主要有：活塞往復(fù)運(yùn)動與氣缸壁摩擦，使氣缸壁以固有頻率強(qiáng)烈振動；曲桿、連桿和“十字頭”等部件在運(yùn)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(jī)的電動機(jī)與聯(lián)軸器不對中引起的振動與噪聲；軸承振動與噪聲；機(jī)體外部包括機(jī)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時軸承的噪聲；轉(zhuǎn)子不平衡引起的機(jī)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(jī)的其他部件產(chǎn)生高頻振動。 

    電磁噪聲由驅(qū)動電動機(jī)的磁場脈動引起的噪聲?？諌簷C(jī)驅(qū)動機(jī)為同步電動機(jī)，電動機(jī)運(yùn)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(jìn)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(jī)的冷卻風(fēng)扇還會引起氣流噪聲。    

    雖然進(jìn)氣口噪聲和排氣噪聲都是一種寬頻帶連續(xù)譜，但進(jìn)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(jī)械性噪聲具有隨機(jī)性質(zhì)，頻譜窄，頻率相對固定，呈現(xiàn)低頻特性。機(jī)械性噪聲一般在90-110 dB（A）左右。而電磁噪聲的特點(diǎn)是頻帶寬，聲級比較穩(wěn)定。由此可以看出，空壓機(jī)的噪聲頻率具有分布較寬,從低頻到中高頻全覆蓋的特點(diǎn)。
空壓機(jī)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(dá)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(jìn)行控制。 

    通常，控制空壓機(jī)的進(jìn)排氣噪聲，采取安裝消聲器的方法?？諌簷C(jī)的機(jī)體噪聲、電動機(jī)噪聲，則考慮采用隔聲加吸聲的控制技術(shù)，即給空壓機(jī)加裝隔聲罩或制作隔聲間，以阻止噪聲的傳播。而在空壓機(jī)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。