螺桿壓縮機(jī)的振動(dòng)分析與控制

發(fā)布時(shí)間：2020-03-05

一、常見故障振動(dòng)分析
　　機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將不可避免地產(chǎn)生振動(dòng)，這些振動(dòng)的能量一部分有振動(dòng)的機(jī)器直接向空中輻射，稱之為空氣聲，另一部分能量則通過承載機(jī)器的基礎(chǔ)向地層或建筑物結(jié)構(gòu)傳遞，這種通過固體傳導(dǎo)的聲叫做固體聲。
　　關(guān)于螺桿壓縮機(jī)的振動(dòng)，人們一直進(jìn)行著理論研究。對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)的振動(dòng)特征都有相關(guān)的研究。但是，從國內(nèi)、外對(duì)螺桿壓縮機(jī)噪聲與振動(dòng)機(jī)理方面的研究來看，對(duì)噪聲源識(shí)別、噪聲與振動(dòng)分布、噪聲與振動(dòng)特性、噪聲與振動(dòng)控制方面的研究仍然不多，目前國內(nèi)還沒有形成一套完整的研究思路和體系，因此螺桿壓縮機(jī)在噪聲與振動(dòng)控制方面的研究尚缺乏完善的基礎(chǔ)理論依據(jù)。如何將振動(dòng)的理論應(yīng)用于實(shí)際工作是當(dāng)前研究動(dòng)向。
　　螺桿壓縮機(jī)的機(jī)械振動(dòng)主要集中在轉(zhuǎn)子、滾動(dòng)軸承上，振動(dòng)類型有不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)、軸彎曲、轉(zhuǎn)子偏心、共振、軸承、齒輪箱或聯(lián)軸器故障等。
　　對(duì)機(jī)組的振動(dòng)原因進(jìn)行了的分析和探討，認(rèn)為引起螺桿機(jī)組振動(dòng)的原因有以下幾種可能：
　　(1)機(jī)組操作不當(dāng)，吸入過量的潤滑油和制冷劑液體；
　　(2)壓縮機(jī)與電機(jī)軸線錯(cuò)位偏心；
　　(3)壓縮機(jī)地腳螺栓松動(dòng)或螺帽松動(dòng)；
　　(4)機(jī)組與管道的固有頻率相同而產(chǎn)生振動(dòng)；
　　(5)壓縮機(jī)與電機(jī)聯(lián)軸器由于敲擊變形，傳動(dòng)芯子磨損等因素，聯(lián)軸器組合件產(chǎn)生偏重，靜平衡被破壞；
　　(6)機(jī)組內(nèi)部的陰陽轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)中受到了不平衡力的作用。
　　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(dòng)引起的沖擊噪聲；開啟式螺桿制冷壓縮機(jī)的電機(jī)與聯(lián)軸器不對(duì)中引起的振動(dòng)與噪聲：軸承振動(dòng)與噪聲。機(jī)體外部包括機(jī)殼、支承結(jié)構(gòu)、底座的振動(dòng)與噪聲。噪聲是由振動(dòng)引起的，在進(jìn)行噪聲治理前進(jìn)行振動(dòng)治理。
　　二、螺桿壓縮機(jī)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理
　　螺桿壓縮機(jī)的噪聲來源眾多，成分復(fù)雜，且通常振動(dòng)噪聲同時(shí)存在，其中機(jī)械噪聲主要是由摩擦、磨損以及機(jī)構(gòu)間的力傳遞不均勻產(chǎn)生的。主要有轉(zhuǎn)子及其裝配件的不平衡、轉(zhuǎn)子嚙合、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速波動(dòng)引起的沖擊噪聲；開啟式螺桿制冷壓縮的電動(dòng)機(jī)與膜片聯(lián)軸器不對(duì)中引起的振動(dòng)與噪聲：軸承振動(dòng)與噪聲。機(jī)體外部包括機(jī)殼、支承結(jié)構(gòu)、底座的振動(dòng)與噪聲；油分離器、增發(fā)器、冷卻系統(tǒng)的振動(dòng)噪聲；電動(dòng)機(jī)軸和軸承之間的相互作用形成電動(dòng)機(jī)的機(jī)械噪聲。在滑動(dòng)軸承中會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)粘滯作用，其會(huì)激勵(lì)壓縮機(jī)的其他部件產(chǎn)生高頻噪聲。
　　(1)轉(zhuǎn)子不平衡：一般為低頻聲，但直接對(duì)噪聲影響不大。它是由轉(zhuǎn)子和軸不同心或動(dòng)平衡不好造成的。
　　(2)機(jī)件的共振影響：電動(dòng)機(jī)內(nèi)電磁力激起的振動(dòng)，通過轉(zhuǎn)子和定子分別傳遞到電機(jī)的各部分，從而引起共振，增大噪聲。振動(dòng)還以固體聲的形式由底座傳出。
　　(3)電刷：換向器或滑環(huán)的表面粗糙度和形位精度不良或電刷伸出較長，電刷與刷扼間配合不好，彈簧壓力過小或過大，刷扼剛度不夠等均能引起電刷裝置的振動(dòng)和噪聲。
　　(4)軸承：這是由于軸承本身精度較差而產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲。
　　機(jī)械噪聲來源于機(jī)械部件之間的交變力。這些力的傳遞和作用一般分為三類，即撞擊力、周期性作用力和摩擦力。實(shí)際上機(jī)械部件之間往往同時(shí)具有三種力的作用，只不過是其中某一種力的作用較強(qiáng)或較弱罷了。
　　機(jī)械噪聲是由于機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的受迫振動(dòng)和固有振動(dòng)所引起的，其中起主要作用的是固有振動(dòng)。這種噪聲以振動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)固有振動(dòng)頻率為主要組成部分。振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率與其結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)，故簡稱這種噪聲為結(jié)構(gòu)噪聲。上述三種機(jī)械力所引起的噪聲中，以結(jié)構(gòu)噪聲突出。
　　結(jié)構(gòu)噪聲來源于機(jī)器部件的振動(dòng)。機(jī)器的傳動(dòng)件、殼體、管道、機(jī)架等都是彈性體，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受到周期性干擾力的激勵(lì)而引起彈性振動(dòng)，同時(shí)由于具有彈性的機(jī)件又是振動(dòng)波的良好導(dǎo)體，使振動(dòng)能量傳播到整個(gè)機(jī)器系統(tǒng)，當(dāng)傳播到輻射表面時(shí)，這個(gè)能量就轉(zhuǎn)換成壓力波經(jīng)空氣再傳播出去，即形成聲輻射。
　　要達(dá)到降低結(jié)構(gòu)噪聲的目的，就要設(shè)法減小機(jī)體的彈性振動(dòng)。機(jī)體振動(dòng)的影響因素非常復(fù)雜，來自旋轉(zhuǎn)件的激振力、旋轉(zhuǎn)件與機(jī)體之間的聯(lián)結(jié)(軸承)剛度、阻尼，機(jī)體結(jié)構(gòu)及動(dòng)力特性、基礎(chǔ)隔振參數(shù)等都可能對(duì)機(jī)體的振動(dòng)產(chǎn)生敏感的影響，這種影響有時(shí)甚至可能是相互關(guān)聯(lián)的，孤立地分析各參數(shù)的影響有時(shí)難以收到理想的效果。
　　三、螺桿壓縮機(jī)的振動(dòng)控制
　　振動(dòng)是造成工程結(jié)構(gòu)損壞及壽命降低的原因。同時(shí)，振動(dòng)將導(dǎo)致機(jī)器和儀器儀表的工作效率、工作質(zhì)量和工作精度的降低；此外，機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)振動(dòng)輻射噪聲的主要原因，振動(dòng)對(duì)人體也會(huì)產(chǎn)生很大的危害，長期暴露在振動(dòng)環(huán)境下工作的人，會(huì)引起多方面的病癥，由此可見振動(dòng)控制。