螺桿壓縮機的振動分析與控制

發(fā)布時間：2020-03-05

一、常見故障振動分析
　　機械設備在運轉(zhuǎn)時將不可避免地產(chǎn)生振動，這些振動的能量一部分有振動的機器直接向空中輻射，稱之為空氣聲，另一部分能量則通過承載機器的基礎向地層或建筑物結(jié)構(gòu)傳遞，這種通過固體傳導的聲叫做固體聲。
　　關(guān)于螺桿壓縮機的振動，人們一直進行著理論研究。對往復式壓縮機和渦旋式壓縮機的振動特征都有相關(guān)的研究。但是，從國內(nèi)、外對螺桿壓縮機噪聲與振動機理方面的研究來看，對噪聲源識別、噪聲與振動分布、噪聲與振動特性、噪聲與振動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，因此螺桿壓縮機在噪聲與振動控制方面的研究尚缺乏完善的基礎理論依據(jù)。如何將振動的理論應用于實際工作是當前研究動向。
　　螺桿壓縮機的機械振動主要集中在轉(zhuǎn)子、滾動軸承上，振動類型有不平衡、不對中、松動、軸彎曲、轉(zhuǎn)子偏心、共振、軸承、齒輪箱或聯(lián)軸器故障等。
　　對機組的振動原因進行了的分析和探討，認為引起螺桿機組振動的原因有以下幾種可能：
　　(1)機組操作不當，吸入過量的潤滑油和制冷劑液體；
　　(2)壓縮機與電機軸線錯位偏心；
　　(3)壓縮機地腳螺栓松動或螺帽松動；
　　(4)機組與管道的固有頻率相同而產(chǎn)生振動；
　　(5)壓縮機與電機聯(lián)軸器由于敲擊變形，傳動芯子磨損等因素，聯(lián)軸器組合件產(chǎn)生偏重，靜平衡被破壞；
　　(6)機組內(nèi)部的陰陽轉(zhuǎn)子在運轉(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)速波動引起的沖擊噪聲；開啟式螺桿制冷壓縮機的電機與聯(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。噪聲是由振動引起的，在進行噪聲治理前進行振動治理。
　　二、螺桿壓縮機噪聲產(chǎn)生的機理
　　螺桿壓縮機的噪聲來源眾多，成分復雜，且通常振動噪聲同時存在，其中機械噪聲主要是由摩擦、磨損以及機構(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)速波動引起的沖擊噪聲；開啟式螺桿制冷壓縮的電動機與膜片聯(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、增發(fā)器、冷卻系統(tǒng)的振動噪聲；電動機軸和軸承之間的相互作用形成電動機的機械噪聲。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)生高頻噪聲。
　　(1)轉(zhuǎn)子不平衡：一般為低頻聲，但直接對噪聲影響不大。它是由轉(zhuǎn)子和軸不同心或動平衡不好造成的。
　　(2)機件的共振影響：電動機內(nèi)電磁力激起的振動，通過轉(zhuǎn)子和定子分別傳遞到電機的各部分，從而引起共振，增大噪聲。振動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)生的振動噪聲。
　　機械噪聲來源于機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。實際上機械部件之間往往同時具有三種力的作用，只不過是其中某一種力的作用較強或較弱罷了。
　　機械噪聲是由于機械振動系統(tǒng)的受迫振動和固有振動所引起的，其中起主要作用的是固有振動。這種噪聲以振動系統(tǒng)的一個或多個固有振動頻率為主要組成部分。振動系統(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)噪聲來源于機器部件的振動。機器的傳動件、殼體、管道、機架等都是彈性體，在機器運轉(zhuǎn)時受到周期性干擾力的激勵而引起彈性振動，同時由于具有彈性的機件又是振動波的良好導體，使振動能量傳播到整個機器系統(tǒng)，當傳播到輻射表面時，這個能量就轉(zhuǎn)換成壓力波經(jīng)空氣再傳播出去，即形成聲輻射。
　　要達到降低結(jié)構(gòu)噪聲的目的，就要設法減小機體的彈性振動。機體振動的影響因素非常復雜，來自旋轉(zhuǎn)件的激振力、旋轉(zhuǎn)件與機體之間的聯(lián)結(jié)(軸承)剛度、阻尼，機體結(jié)構(gòu)及動力特性、基礎隔振參數(shù)等都可能對機體的振動產(chǎn)生敏感的影響，這種影響有時甚至可能是相互關(guān)聯(lián)的，孤立地分析各參數(shù)的影響有時難以收到理想的效果。
　　三、螺桿壓縮機的振動控制
　　振動是造成工程結(jié)構(gòu)損壞及壽命降低的原因。同時，振動將導致機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，機械結(jié)構(gòu)的振動是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)振動輻射噪聲的主要原因，振動對人體也會產(chǎn)生很大的危害，長期暴露在振動環(huán)境下工作的人，會引起多方面的病癥，由此可見振動控制。