螺杆压缩机的振动分析与控制

发布时间：2020-03-05

一、常见故障振动分析
　　机械设备在运转时将不可避免地产生振动，这些振动的能量一部分有振动的机器直接向空中辐射，称之为空气声，另一部分能量则通过承载机器的基础向地层或建筑物结构传递，这种通过固体传导的声叫做固体声。
　　关于螺杆压缩机的振动，人们一直进行着理论研究。对往复式压缩机和涡旋式压缩机的振动特征都有相关的研究。但是，从国内、外对螺杆压缩机噪声与振动机理方面的研究来看，对噪声源识别、噪声与振动分布、噪声与振动特性、噪声与振动控制方面的研究仍然不多，目前国内还没有形成一套完整的研究思路和体系，因此螺杆压缩机在噪声与振动控制方面的研究尚缺乏完善的基础理论依据。如何将振动的理论应用于实际工作是当前研究动向。
　　螺杆压缩机的机械振动主要集中在转子、滚动轴承上，振动类型有不平衡、不对中、松动、轴弯曲、转子偏心、共振、轴承、齿轮箱或联轴器故障等。
　　对机组的振动原因进行了的分析和探讨，认为引起螺杆机组振动的原因有以下几种可能：
　　(1)机组操作不当，吸入过量的润滑油和制冷剂液体；
　　(2)压缩机与电机轴线错位偏心；
　　(3)压缩机地脚螺栓松动或螺帽松动；
　　(4)机组与管道的固有频率相同而产生振动；
　　(5)压缩机与电机联轴器由于敲击变形，传动芯子磨损等因素，联轴器组合件产生偏重，静平衡被破坏；
　　(6)机组内部的阴阳转子在运转中受到了不平衡力的作用。
　　转子及其装配件的不平衡；转子啮合、转子转速波动引起的冲击噪声；开启式螺杆制冷压缩机的电机与联轴器不对中引起的振动与噪声：轴承振动与噪声。机体外部包括机壳、支承结构、底座的振动与噪声。噪声是由振动引起的，在进行噪声治理前进行振动治理。
　　二、螺杆压缩机噪声产生的机理
　　螺杆压缩机的噪声来源众多，成分复杂，且通常振动噪声同时存在，其中机械噪声主要是由摩擦、磨损以及机构间的力传递不均匀产生的。主要有转子及其装配件的不平衡、转子啮合、转子转速波动引起的冲击噪声；开启式螺杆制冷压缩的电动机与膜片联轴器不对中引起的振动与噪声：轴承振动与噪声。机体外部包括机壳、支承结构、底座的振动与噪声；油分离器、增发器、冷却系统的振动噪声；电动机轴和轴承之间的相互作用形成电动机的机械噪声。在滑动轴承中会产生滑动粘滞作用，其会激励压缩机的其他部件产生高频噪声。
　　(1)转子不平衡：一般为低频声，但直接对噪声影响不大。它是由转子和轴不同心或动平衡不好造成的。
　　(2)机件的共振影响：电动机内电磁力激起的振动，通过转子和定子分别传递到电机的各部分，从而引起共振，增大噪声。振动还以固体声的形式由底座传出。
　　(3)电刷：换向器或滑环的表面粗糙度和形位精度不良或电刷伸出较长，电刷与刷扼间配合不好，弹簧压力过小或过大，刷扼刚度不够等均能引起电刷装置的振动和噪声。
　　(4)轴承：这是由于轴承本身精度较差而产生的振动噪声。
　　机械噪声来源于机械部件之间的交变力。这些力的传递和作用一般分为三类，即撞击力、周期性作用力和摩擦力。实际上机械部件之间往往同时具有三种力的作用，只不过是其中某一种力的作用较强或较弱罢了。
　　机械噪声是由于机械振动系统的受迫振动和固有振动所引起的，其中起主要作用的是固有振动。这种噪声以振动系统的一个或多个固有振动频率为主要组成部分。振动系统的固有频率与其结构性质有关，故简称这种噪声为结构噪声。上述三种机械力所引起的噪声中，以结构噪声突出。
　　结构噪声来源于机器部件的振动。机器的传动件、壳体、管道、机架等都是弹性体，在机器运转时受到周期性干扰力的激励而引起弹性振动，同时由于具有弹性的机件又是振动波的良好导体，使振动能量传播到整个机器系统，当传播到辐射表面时，这个能量就转换成压力波经空气再传播出去，即形成声辐射。
　　要达到降低结构噪声的目的，就要设法减小机体的弹性振动。机体振动的影响因素非常复杂，来自旋转件的激振力、旋转件与机体之间的联结(轴承)刚度、阻尼，机体结构及动力特性、基础隔振参数等都可能对机体的振动产生敏感的影响，这种影响有时甚至可能是相互关联的，孤立地分析各参数的影响有时难以收到理想的效果。
　　三、螺杆压缩机的振动控制
　　振动是造成工程结构损坏及寿命降低的原因。同时，振动将导致机器和仪器仪表的工作效率、工作质量和工作精度的降低；此外，机械结构的振动是产生结构振动辐射噪声的主要原因，振动对人体也会产生很大的危害，长期暴露在振动环境下工作的人，会引起多方面的病症，由此可见振动控制。