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摘  要：近些年，螺桿壓縮機(jī)被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)制造中，尤其是自動(dòng)化、制冷、礦山和化工等行業(yè)應(yīng)用最為廣泛。螺桿壓縮機(jī)常用于二氧化碳、甲烷和天然氣等工藝氣體的壓縮，螺桿壓縮機(jī)在性能上具備很多優(yōu)勢(shì)，但在運(yùn)行過(guò)程中也有一些弊端，比如在工作運(yùn)行中容易產(chǎn)生低頻噪聲，這種低頻噪聲具有很強(qiáng)的穿透力，對(duì)操作人員的身體會(huì)產(chǎn)生一定的傷害，特別是損傷聽(tīng)力，本文主要分析了螺桿壓縮機(jī)在工作運(yùn)行中產(chǎn)生低頻噪聲的原因，并積極找出了相應(yīng)的控制和解決辦法，希望這些能夠具有一定的借鑒和參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：螺桿壓縮機(jī)；低頻噪聲；控制研究

0  引言

從事工業(yè)生產(chǎn)制造的人對(duì)于螺桿壓縮機(jī)都不陌生，螺桿壓縮機(jī)是容積式壓縮機(jī)中的一種，最近幾年螺桿壓縮機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用，主要用于各種工藝氣體的壓縮。螺桿壓縮機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作時(shí)不需要設(shè)定特別復(fù)雜的程序，能夠在各種復(fù)雜多變的工作環(huán)境下運(yùn)行，而且工作人員還可以實(shí)行遠(yuǎn)程操控，自動(dòng)化程度非常高。螺桿壓縮機(jī)在工作運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性也很高，安全可靠。螺桿壓縮機(jī)的應(yīng)用在很大程度上提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。但是螺桿壓縮機(jī)由于在工作運(yùn)行時(shí)受到多種因素的影響會(huì)產(chǎn)生一些低頻噪聲，低頻噪聲不但會(huì)對(duì)工作人員的身體造成傷害，也會(huì)影響到機(jī)組的性能，更不符合我國(guó)工業(yè)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念，如今，人們的環(huán)保意識(shí)在不斷增強(qiáng)，行業(yè)的規(guī)范化程度也越來(lái)越高，那么如何降低和控制螺桿壓縮機(jī)低頻噪聲、發(fā)展節(jié)能環(huán)保工業(yè)在當(dāng)今就顯得尤為重要了。螺桿壓縮機(jī)的研發(fā)和制造企業(yè)應(yīng)該增加科研投入，培養(yǎng)一批專(zhuān)業(yè)技能水平高，創(chuàng)新能力強(qiáng)的人才，不斷的去改進(jìn)和完善技術(shù)，使螺桿壓縮機(jī)的性能更加穩(wěn)定，在研發(fā)階段應(yīng)該充分考慮到所用可能使螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)生低頻噪音的因素，以便在生產(chǎn)時(shí)能夠規(guī)避一些問(wèn)題，有效的降低和低頻噪音的產(chǎn)生，工業(yè)企業(yè)在使用螺桿壓縮機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)制造時(shí)，也應(yīng)該認(rèn)真的分析導(dǎo)致噪聲產(chǎn)生的原因，辨別噪聲源，對(duì)低頻噪聲傳播途徑加以控制，從而找到有效控制噪聲的措施。

1  導(dǎo)致螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)生低頻噪聲的原因

通過(guò)大量的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐以及對(duì)不同型號(hào)螺桿壓縮機(jī)的實(shí)驗(yàn)觀(guān)察，我們發(fā)現(xiàn)，從產(chǎn)生機(jī)理上來(lái)看，概括起來(lái)導(dǎo)致螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)生低頻噪聲的原因主要有以下幾個(gè)方面：空氣動(dòng)力、機(jī)械振動(dòng)和電磁振動(dòng)。為了有效的控制螺桿壓縮機(jī)低頻噪聲，我們就必須從噪聲源入手，從源頭抓起，努力降低螺桿壓縮機(jī)機(jī)組振動(dòng)發(fā)生，一方面在噪聲傳播途徑上想辦法，另一方面使用一些技術(shù)手段或特殊材料進(jìn)行隔離噪聲、吸收噪聲和消除噪聲。

①螺桿壓縮機(jī)在運(yùn)行中氣體的流動(dòng)以及吸氣、排氣時(shí)發(fā)生共振導(dǎo)致噪聲的產(chǎn)生

空氣在進(jìn)入螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管道時(shí)，在進(jìn)氣口會(huì)產(chǎn)生一定的壓力差，這種壓力差引發(fā)吸氣噪聲，當(dāng)排氣口與排氣管道相接通或被切斷時(shí)，會(huì)有大量的被壓縮的氣體排出，氣體在排放的瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的脈動(dòng)和強(qiáng)烈的渦流噴注，從而產(chǎn)生噪聲，在工作實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)由于排氣產(chǎn)生的噪聲比吸氣產(chǎn)生的噪聲要嚴(yán)重的多。氣流進(jìn)入螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管和出氣管時(shí)會(huì)產(chǎn)生特別大的壓力脈動(dòng)，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的脈動(dòng)噪聲，另外，壓縮機(jī)的機(jī)殼、定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)由于存在著強(qiáng)大的氣柱，氣柱會(huì)發(fā)生共鳴，氣柱共鳴現(xiàn)象也是導(dǎo)致低頻噪聲產(chǎn)生的重要原因。

②螺桿壓縮機(jī)機(jī)組各部件振動(dòng)導(dǎo)致機(jī)械性噪聲的產(chǎn)生

由于機(jī)械設(shè)備構(gòu)造的特殊性，所有的機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于受轉(zhuǎn)速、齒輪咬合和各零部件摩擦等因素的影響都會(huì)引起固體振動(dòng)，只要有振動(dòng)伴隨而來(lái)的就會(huì)有噪聲，同樣道理，螺桿壓縮機(jī)在工作運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中也和其他設(shè)備一樣面臨著同樣的問(wèn)題，本身螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子就具有不平衡性，加之轉(zhuǎn)動(dòng)頻率較大，在運(yùn)轉(zhuǎn)中這種不平衡性就會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)產(chǎn)生，另外，螺桿壓縮機(jī)機(jī)組的各部件，如軸承、機(jī)殼、支撐裝置和固定裝置，只要開(kāi)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)噪聲，以上這些全部都是機(jī)械性噪聲，我們?cè)谶M(jìn)行噪聲控制時(shí)，必須要采取有針對(duì)性的手段和方法，對(duì)噪聲源進(jìn)行仔細(xì)的辨別和分析，找出機(jī)械性噪聲的分布特點(diǎn)和范圍，從而采取最為恰當(dāng)?shù)目刂拼胧蛔鐾絼跓o(wú)用之功，真正的有的放矢。

③就像其他機(jī)械設(shè)備裝置一樣，螺桿壓縮機(jī)也配有內(nèi)置驅(qū)動(dòng)裝置，在正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)置的電動(dòng)機(jī)受到基波和諧波的雙重影響會(huì)引起一些振動(dòng)，由此產(chǎn)生電磁噪聲。

2  控制螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)生低頻噪聲的有效措施

通過(guò)在實(shí)際工作中的探索和研究，我們找到了螺桿壓縮機(jī)低頻噪聲源，并對(duì)引發(fā)螺桿壓縮機(jī)低頻噪聲的原因進(jìn)行了深入的分析，通過(guò)對(duì)噪聲源本身以及噪聲源傳播方式的研究，我們總結(jié)得出，為了有效的降低和控制螺桿壓縮機(jī)低頻噪聲，我們需要在噪聲的源頭和噪聲的傳播途徑方面加以控制，采取相應(yīng)的措施，另外，由于噪聲具有很強(qiáng)的穿透力，會(huì)對(duì)操作人員的聽(tīng)力造成損傷，因此除了對(duì)噪聲控制外，操作人員還應(yīng)該做好防護(hù)措施，做好人耳防護(hù)措施。

2.1對(duì)螺桿壓縮機(jī)噪聲源和傳播途徑進(jìn)行控制

在前面我們已經(jīng)分析過(guò)了螺桿壓縮機(jī)噪聲源包括空氣性動(dòng)力噪聲、機(jī)械性噪聲和電磁噪聲，在噪聲源上控制主要也就是從這幾個(gè)方面入手，但在實(shí)際操作控制中我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)噪聲源進(jìn)行干預(yù)，在一定程度上螺桿壓縮機(jī)的性能會(huì)受到影響，甚至?xí)?dǎo)致螺桿壓縮機(jī)一些重要的參數(shù)發(fā)生改變，這無(wú)疑給螺桿壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了更高的難度，設(shè)計(jì)人員又需要去攻克和解決這方面的難題，其實(shí)螺桿壓縮機(jī)也并非一個(gè)企業(yè)獨(dú)立完成研發(fā)和生產(chǎn)，會(huì)涉及到很多外協(xié)單位，有一部分配件也需要外購(gòu)，如果參數(shù)發(fā)生改變那么相應(yīng)的配件也需要進(jìn)行調(diào)整，這樣的話(huà)無(wú)論是科研經(jīng)費(fèi)還是生產(chǎn)制造成本都會(huì)大幅增加，考慮到較高的成本，所以這種措施一般要慎重選擇，在控制噪聲方面這種措施也不是唯一方法，可以結(jié)合其他措施共同使用。

①在螺桿壓縮機(jī)排氣口處安裝消聲器

在前面我們也分析過(guò)了在空氣動(dòng)力噪聲中，排氣時(shí)產(chǎn)生的噪聲最為嚴(yán)重，因此想要對(duì)噪聲進(jìn)行控制就需要想辦法減弱排氣脈動(dòng)，降低排氣脈動(dòng)最佳的方式就是在螺桿壓縮機(jī)排氣口安裝消聲裝置。噪聲在螺桿壓縮機(jī)中的傳播主要依靠排氣管管壁和機(jī)體表面來(lái)完成，最大的噪聲主要集中在與螺桿壓縮機(jī)管段最接近的地方，也就是排氣口處，相比之下，進(jìn)氣口處的壓力差相對(duì)較小，產(chǎn)生的噪聲遠(yuǎn)不及排氣口處，但是進(jìn)氣口處也會(huì)有噪聲的產(chǎn)生，為了削弱進(jìn)出氣口的噪聲，我們通常會(huì)在進(jìn)氣管與機(jī)組相接處裝置消聲器，在排氣管與機(jī)組相接處也安裝消聲器，這種方法目前在控制噪聲方面應(yīng)用最為廣泛，這種方式下螺桿壓縮機(jī)的性能和機(jī)組的機(jī)型都不會(huì)受到影響，重要參數(shù)也不會(huì)發(fā)生改變，而且消減、控制噪聲的效果比較明顯，采用這種控制方式我們不需要對(duì)噪聲源進(jìn)行仔細(xì)的研究、辨別和分析，這樣在工作程序上節(jié)約了很多時(shí)間，我們?cè)缌私庠肼暤念l率即可，在設(shè)計(jì)上，消聲器系統(tǒng)與螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)可以互相完全獨(dú)立不受任何的影響，采用消聲器控制噪聲的方式能夠?yàn)槁輻U壓縮機(jī)研發(fā)單位和生產(chǎn)制造單位節(jié)省很多經(jīng)費(fèi)開(kāi)支，也有利于降低噪聲控制成本。在消聲裝置中，抗式消聲器在控制和減弱低頻噪聲方面效果更為突出，它工作的原理是對(duì)噪聲在傳播過(guò)程中進(jìn)行干預(yù)，把絕大部分噪聲通過(guò)管道內(nèi)壁反射回去，實(shí)現(xiàn)聲能轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到消弱噪聲的目的?？故较暺髟诟邷?、高濕和氣體流動(dòng)速度較快的環(huán)境中都可以廣泛使用。

②為螺桿壓縮機(jī)安裝隔聲罩

這種措施的工作原理是把螺桿壓縮機(jī)的機(jī)組置于隔聲罩內(nèi)，讓隔聲罩內(nèi)的吸收材料把噪聲一部分吸收掉，另外隔聲罩的內(nèi)壁也可以反射回去一部分噪聲，這樣能夠傳播到外界環(huán)境中的噪聲也就所剩無(wú)幾了，為了達(dá)到良好的隔聲效果，隔聲罩的設(shè)計(jì)必須要注意很多問(wèn)題，嚴(yán)格高標(biāo)準(zhǔn)，首先在隔聲罩材料的選擇上，必須要選擇隔聲效果足夠好的材質(zhì)，一般情況下材質(zhì)我們會(huì)選擇薄金屬板，由于在洞口、縫隙處噪聲容易向外傳播，這些地方一直都是降噪的薄弱部分，因此在這些部位處要特別做好相應(yīng)措施，特別要做好密封工作，但是在做完密封處理后罩內(nèi)的氣溫勢(shì)必也會(huì)上升，空氣流通也會(huì)更加不暢通，為了解決這一問(wèn)題，最佳的處理方法是使用散熱風(fēng)扇，把散熱風(fēng)扇設(shè)置在隔罩的頂部，散熱風(fēng)扇的機(jī)型也有特殊要求，直徑要小，轉(zhuǎn)速要高，另外，隔聲罩內(nèi)壁使用的吸聲材料也必須具備較高的吸聲系數(shù)。前面我們分析過(guò)當(dāng)螺桿壓縮機(jī)的電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電磁噪聲，當(dāng)電磁噪聲達(dá)到一定程度時(shí)，整個(gè)機(jī)組設(shè)備都要安裝使用隔聲罩，在電磁噪聲相對(duì)較弱時(shí)，隔離罩可以只安裝在壓縮機(jī)上。在使用隔聲罩時(shí)如果隔聲罩與螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)生剛性連接，那么也會(huì)發(fā)生振動(dòng)，從而產(chǎn)生機(jī)械性噪聲，為了避免這一狀況，隔聲罩的底部需要使用柔軟度比較高的材料做隔振處理。

2.2做好人耳防護(hù)工作

無(wú)論是哪種類(lèi)型的噪聲在向外界環(huán)境傳播過(guò)程中都會(huì)對(duì)操作工作人員的身體造成傷害，特別是會(huì)影響人的聽(tīng)力。長(zhǎng)期在這種環(huán)境下工作的人聽(tīng)力往往比較差，除了在噪聲源和傳播途徑上進(jìn)行噪聲控制降低噪聲影響和危害外，相關(guān)工作人員在對(duì)螺桿壓縮機(jī)進(jìn)行檢修時(shí)，需要做好耳朵的防護(hù)措施，戴耳罩和耳塞是最直接和有效的方法，這種方法也是最節(jié)約成本的方法，但是這種方法僅限于對(duì)人耳的防護(hù)，并不能特別有效的消除和減弱噪聲。如果想要達(dá)到更好的減弱和控制噪聲，還應(yīng)該從噪聲源和傳播途徑入手，這樣會(huì)更直接、更有效。通過(guò)對(duì)導(dǎo)致螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)生低頻噪聲的原因進(jìn)行深入細(xì)致的分析，我們找到了相應(yīng)的解決措施，這些措施在實(shí)際工作中也見(jiàn)到了成效，除了以上技術(shù)措施外，我們還可以不斷的去提升螺桿壓縮機(jī)各配件的質(zhì)量，優(yōu)化壓縮機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，廣泛的應(yīng)用新型材料，這些也可以在很大程度上達(dá)到控制噪聲的效果，這就需要研發(fā)企業(yè)不停的去探索，尋找更多途徑。