曲豐++李強(qiáng)++高飛

摘 要：噪聲會(huì)危害人體健康。往復(fù)式壓縮機(jī)自身又是一種高噪設(shè)備，是一種綜合性的機(jī)械噪聲源，頻率比較寬泛，一般在20～2000Hz。它包含了機(jī)械性噪聲和空氣動(dòng)力性噪聲兩種類型。從發(fā)生部位講，往復(fù)式壓縮機(jī)的各個(gè)零件都會(huì)發(fā)生噪聲，只是噪聲的頻率高低、振幅強(qiáng)弱不同，各種類型的往復(fù)式壓縮機(jī)的噪聲源部位及其傳遞途徑基本類似。

關(guān)鍵詞：噪聲；危害；高噪設(shè)備；噪聲源

中圖分類號(hào)：TB53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0108-01

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(dòng)、沖擊、摩擦以及氣體、液體的流動(dòng)產(chǎn)生的。噪聲過(guò)大時(shí)，將會(huì)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(guò)程中更容易引發(fā)意外事故。往復(fù)式壓縮機(jī)自身是一種高噪設(shè)備，尋找往復(fù)式壓縮機(jī)噪聲根源是解決往復(fù)式壓縮機(jī)噪聲的最根本且最有效的措施。因此必須對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的噪聲源及其特性進(jìn)行分析。

1 氣缸噪聲

往復(fù)式壓縮機(jī)工作時(shí)，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(shí)激起活塞、氣缸、缸蓋、連桿、機(jī)體等零部件的振動(dòng)、沖擊而發(fā)出固體聲。這是產(chǎn)生往復(fù)式壓縮機(jī)噪聲的重要來(lái)源。氣缸內(nèi)氣體力主要沿著活塞、連桿、曲軸、軸承、機(jī)體傳遞到往復(fù)式壓縮機(jī)表面，從而誘發(fā)往復(fù)式壓縮機(jī)表面產(chǎn)生高頻振動(dòng)和結(jié)構(gòu)噪聲。這一條途徑產(chǎn)生的噪聲最為嚴(yán)重，由氣體力引起氣缸壁表面的振動(dòng)，以及氣體力引起缸蓋表面的振動(dòng)所引起的結(jié)構(gòu)噪聲次之。

2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)噪聲

往復(fù)式壓縮機(jī)中，活塞、活塞桿、十字頭等做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致往復(fù)運(yùn)動(dòng)體的慣性力每時(shí)都在變化，如果這種慣性力不能被有效平衡，就會(huì)引起有關(guān)零部件內(nèi)部產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。此外，往復(fù)慣性力作為活塞力的一部分，會(huì)在機(jī)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(gè)壓縮機(jī)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(dòng)十字頭做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使十字頭受到周期性正負(fù)變化的往復(fù)力，從而對(duì)十字頭產(chǎn)生周期性沖擊?；钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)十字頭銷，將活塞往復(fù)慣性力傳遞給十字頭，從而對(duì)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(diǎn)位置時(shí)最為嚴(yán)重。十字頭所受的力，最終由十字頭滑屢平衡，變成十字頭對(duì)滑滑屢的敲擊，從而產(chǎn)生噪聲。這種敲擊在一個(gè)工作循環(huán)中會(huì)發(fā)生很多次，同時(shí)十字頭本身重量作用，對(duì)滑道的敲擊也比較嚴(yán)重。

4 氣閥噪聲

隨著氣閥的啟閉，以及氣閥通道處氣體流動(dòng)的變化，引起氣閥處的氣體聲和固體聲。閥片在開啟時(shí)沖擊升程墊，關(guān)閉時(shí)會(huì)沖擊閥座，在一個(gè)工作循中會(huì)產(chǎn)生兩次噪聲。開啟時(shí)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(shí)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(qiáng)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(duì)于彈簧力過(guò)大的氣閥，閥片會(huì)出現(xiàn)顫振，顫振也會(huì)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(guò)小時(shí)，閥片會(huì)延時(shí)關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)，此時(shí)會(huì)引起氣流倒灌，從而引起彈性閥片的自激振動(dòng)產(chǎn)生噪聲。

5 管道進(jìn)氣噪聲

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

6 往復(fù)式壓縮機(jī)表面噪聲

往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的各種脈動(dòng)壓力通過(guò)各自的傳播途徑，傳遞至往復(fù)式壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)的外表面，引起壁面振動(dòng)，從而向機(jī)器周圍輻射出空氣噪聲。壓縮機(jī)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(jī)構(gòu)，在慣性力、摩擦力、氣體力等動(dòng)載荷的作用下形成局部彈性振動(dòng)，引起外部表面振動(dòng)，從而產(chǎn)生噪聲。

當(dāng)壓縮機(jī)外表面某些附件的固有頻率與往復(fù)式壓縮機(jī)本體結(jié)構(gòu)振動(dòng)的激發(fā)頻率吻合時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，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(dòng)機(jī)噪聲

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

8 其他噪聲

往復(fù)壓縮機(jī)的噪聲除上述噪聲外，還包括切向力噪聲、傳動(dòng)帶噪聲、齒輪噪聲、安裝基礎(chǔ)不牢固等引起的噪聲。

9 結(jié)語(yǔ)

往復(fù)式壓縮機(jī)的噪聲是一種綜合性的噪聲，包括機(jī)械噪聲、空氣動(dòng)力噪聲、電磁噪聲等。機(jī)械噪聲是壓縮機(jī)噪聲中的重要組成部分，來(lái)源主要包括氣缸噪聲、曲柄連桿機(jī)構(gòu)噪聲、十字頭的噪聲、氣閥噪聲、管道進(jìn)氣噪聲及往復(fù)式壓縮機(jī)表面噪聲、電機(jī)噪聲等。故需要對(duì)壓縮機(jī)噪聲進(jìn)行控制，主要是控制壓縮機(jī)的機(jī)械噪聲及空氣動(dòng)力噪聲。

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