螺桿壓縮機的振動分析與控制

發布時間：2020-03-05

一、常見故障振動分析
　　機械設備在運轉時將不可避免地產生振動，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構傳遞，這種通過固體傳導的聲叫做固體聲。
　　關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的研究。但是，從國內、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。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子、滾動軸承上，振動類型有不平衡、不對中、松動、軸彎曲、轉子偏心、共振、軸承、齒輪箱或聯軸器故障等。
　　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生振動；
　　(5)壓縮機與電機聯軸器由于敲擊變形，傳動芯子磨損等因素，聯軸器組合件產生偏重，靜平衡被破壞；
　　(6)機組內部的陰陽轉子在運轉中受到了不平衡力的作用。
　　轉子及其裝配件的不平衡；轉子嚙合、轉子轉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、支承結構、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、磨損以及機構間的力傳遞不均勻產生的。主要有轉子及其裝配件的不平衡、轉子嚙合、轉子轉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、支承結構、底座的振動與噪聲；油分離器、增發器、冷卻系統的振動噪聲；電動機軸和軸承之間的相互作用形成電動機的機械噪聲。在滑動軸承中會產生滑動粘滯作用，其會激勵壓縮機的其他部件產生高頻噪聲。
　　(1)轉子不平衡：一般為低頻聲，但直接對噪聲影響不大。它是由轉子和軸不同心或動平衡不好造成的。
　　(2)機件的共振影響：電動機內電磁力激起的振動，通過轉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的一個或多個固有振動頻率為主要組成部分。振動系統的固有頻率與其結構性質有關，故簡稱這種噪聲為結構噪聲。上述三種機械力所引起的噪聲中，以結構噪聲突出。
　　結構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，當傳播到輻射表面時，這個能量就轉換成壓力波經空氣再傳播出去，即形成聲輻射。
　　要達到降低結構噪聲的目的，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，來自旋轉件的激振力、旋轉件與機體之間的聯結(軸承)剛度、阻尼，機體結構及動力特性、基礎隔振參數等都可能對機體的振動產生敏感的影響，這種影響有時甚至可能是相互關聯的，孤立地分析各參數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
　　振動是造成工程結構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、工作質量和工作精度的降低；此外，機械結構的振動是產生結構振動輻射噪聲的主要原因，振動對人體也會產生很大的危害，長期暴露在振動環境下工作的人，會引起多方面的病癥，由此可見振動控制。