大型压缩机振动及噪音分析概述

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1、大型压缩机振动及噪音分析概述大型压缩机振动及噪音分析概述　　引言　　压缩机是用于压缩气体提高气体压力的机械，压缩机的用途十分广泛，遍及了工业、农业、国防、化工等各个领域。压缩机有很多种类，常用的有离心式压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机等。　　随着技术的发展，对压缩机的性能要求越来越高，压缩机振动噪声问题越来越引起重视。压缩机结构振动和噪声是直接影响机械性本文由.L.收集整理能和使用寿命的因素，研究其动力学特性、辐射声场规律并寻求一种低振动、低噪声的现代设计方法，对于提高压缩机的机械性能、降低噪声污染等都具有广阔的工程应用及市场前景，同时还具有重要的学术意义和社会意义

2、。　　1振动和噪声的产生机理　　压缩机的零部件都属于弹性零件，应用中采用多种方式连接在一起，形成内部传导力的机构。通过各种途径传递，振动以波动的形式传递到气缸体、连接轴等组成的外部承载结构，引起外表面的振动，从而向周围辐射噪声。　　压缩机振动的类型可以有很多种，现在就振动的原因做论述。　　1.1压缩机喘振　　离心式压缩机向下游管网供气时，某种不利工况使流量明显减少，压缩机叶轮出现严重的旋转脱离，形成突变的失速。这时叶轮虽然仍在旋转，但是已经不能再提高压力，压缩机出口压力大幅度下降。由于管网缓冲容量大，管网压力不会马上降低，于是出现了管网压力反而高于压缩机出口压力的情况

3、，管网中的气体向压缩机倒流，直到压缩机出口压力高于管网压力，倒流暂时停止。管网压力回升之后压力又大于压缩机出口压力，压缩机的排气受到阻碍，流量下降，流动气体又产生倒流。如此周期循环，压缩机出现的反常的不稳定运行工况成为压缩机的喘振。　　喘振引起强烈的周期性气流噪声的同时，伴有机体的强烈振动，引起轴位移、轴温过高，轴承、密封、叶轮和转子受到损害，也会导致机组的寿命和效率大大降低。　　1.2常见原因引起的压缩机振动分析　　离心压缩机的各种故障中，最经常碰到的就是振动问题，引起振动的因素很多，最重要的就是找出各种振动的特点和规律，迅速找出原因，提出相应的解决对策。　　压缩机

4、最常见的振动原因及其处理方法有：　　（1）转子的结构共振，机器的某些部件或组装机器本身共振。消除该原因引起的共振，根本措施是改变部件的设计，改变部件的自振频率。即使有该原因引起的振动问题，在压缩机试车期间可以发现，一旦发生用户难以自身解决，需要厂家从根本上改变设计消除隐患，而在正常生产运转过程中这种原因引起的振动不常见。　　（2）操作转速接近临界转速。在这种情况下，平衡的微小变化、磨损均会造成强烈振动，解决方法是改变操作转速或通过设计调整临界转速，避开临界转速附近区域。这种原因引起的压缩机振动已经得到广大操作人员的普及，在操作过程中一般都会有意识的避开。　　（3）压缩

5、机基础不足够坚实。这种情况下，转子稍有不平衡即引起机组强烈共振，在停车阶段或由其他振源引起基础表面振幅较大。解决的根本措施是修补基础，加强土建基础的牢固性。随着压缩机应用的普及，一般都能在设计施工阶段得以有效避免。　　（4）转子的不平衡。转子由于受到加工技术、杂质沉积或冲蚀作用、安装不对中等各方面的影响，使转子旋转时形成周期性的离心力干扰，在轴承上产生动载荷，使机器产生振动。消除转子的不平衡引起的压缩机振动，根本的措施是消除压缩机转子的物理不平衡，消除引起振动的根源。　　1.3管道振动引起的压缩机振动　　管道系统是具有连续质量和结构固频的弹性结构系统，压缩机气流脉动产

6、生脉动压力，脉动激振压力引起管道强迫振动响应。激振频率与结构固频接近时，脉动激振引起管道结构共振响应；激振频率与气柱固频接近时，脉动激振力引起管道气柱共振响应；激振频率同时接近结构固频和气柱固频时，结构和气柱共振产生较大管道振动。　　管道减振措施有：（1）降低气流脉动幅度，减少脉动激振力，降低强迫振动强度。减振可采用出口缓冲容积、声学滤波器（脉动衰减器）、大容器入口孔板等措施；（2）合理设计管道动力特性，使结构固频和气柱固频避开激振频率。　　2振动分析方法概述　　早期的结构声学研究，主要致力于求解规则几何形状的结构振动的解析。但是对于大多数工程实际问题，由于压缩机结构

7、复杂，结构振动引起的声辐射无法用解析解的形式予以解决。随着计算机和数值计算技术的飞速发展，利用各种数值方法求解压缩机的振动声辐射已经成为研究的主要方法。　　2.1机体振动分析　　压缩机机体振动分析可以归结为机体的动态响应分析，在分析中，机体阻尼起到重要作用，阻尼是表征物理结构内部的能量消耗特性。由于机体安装部件众多，机体的阻尼非常复杂，实际计算时候将所有阻尼简化到结构阻尼上。　　机体边界条件的确定包括位移边界条件确定和力边界条件的确定。机体激励力是机体动态响应分析计算的关键因素，为了尽量真实模拟机体的振动响应，除了要有准确反映机体动态特性的有限元模型