： Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 工业技术 浅谈双螺杆空气压缩机的噪声控制 练浩强 陈莞市雅迪勤压缩机制造有限公司，广东东莞５２３９９１） 摘要：本文介绍了双螺杆压缩机机组几个主要噪声源，并指出采用的消声措施，降低了双螺杆空气压缩机的噪声级别，使噪声达到 理想的效果。 关键词：双螺杆空气压缩机；噪声；控制 中图分类号：ＴＨ４５ １．概述 文献标识码：Ａ 和分格，多级膨胀而衰减，故它能起到消声作 双螺杆空气压缩机是一种容积式高转速 用。实际使用中存在的不足就是降噪效果不 回转压缩机，它具有容积效率高、可靠性高、 是很明显，滤纸直接受进气口气流的冲击，使 易损件少、寿命长和低振动等优点，目前已经 用寿命短。结合该形式空气滤清器的结构，采 ２．４机械振动产生的噪声的控制 压缩机在运转过程中，电机、主机等很多 部件高速旋转，在整机系统中产生了气体力、 惯性力、摩擦力等载荷，激发起机壳、整机底 在机械、电力、冶金、制药、石油、化工等行业 取了在滤纸外加装不锈钢丝滤网层的改进办 得到广泛的应用，然而，它同时是一种工业噪 法，改造后，降噪效果非常明显，实测噪声声 声源，所产生的噪声声级高，影响面广，污染 级从ｌＯＯｄＢ（Ａ）降至９０ ｄＢ（Ａ）以下，同时有 环境，严重影响了附近地区人们的工作与休 了不锈钢丝滤网层的保护，滤纸的寿命大大 息，为适应环保要求和用户需要，采取有效措 延长 施来控制双螺杆压缩机机组的噪声是十分必 要的。一般来讲，形成噪声源有两个条件：一 是声源（产生振动的物体）；二是传播噪声的媒 介。因此，控制噪声也相应采取两种基本方 法：（１）降低声源噪声，从根本上抑制噪声发 生；（２）和改变噪声的传播途径，使噪声在 传播途中衰减。本文详细介绍如何采用上述 ‘ ｔ＿ ｂ ■目 两种方法来控制双螺杆压缩机机组的噪声。 １ｉ ｌ ＿ 口２ｔｌｌ｝ ＃ｌ ４ ＿■ ｌ＿ｌ ２、噪声源以及噪声控制 图１．空气滤清器结构简图 双螺杆空气压缩机，是一种双轴容积式 ２．２、油气罐噪声的控制 回转型空气压缩机。进气口位于机壳上端，排 油气罐是双螺杆压缩机用于分离润滑油 气口开于下部，两只高精度阴、阳转子平行安 和气体的压力容器。双螺杆主机排出的气体 装在机壳内，阳转子有四个形齿，而阴转子有 通过排气管道进入油气罐进行润滑油和气体 六个形齿，阳转子直径较大，阴转子直径较 的分离，因双螺杆主机属于周期性的脉动排 小，齿形呈螺旋状，两者相互啮合。阴阳转子 气，主机在压缩过程中产生的噪声也通过排 两端均由轴承支承定位。双螺杆压缩机机组 气管道传人油气罐，并且管道内的油气混合 采用电机通过皮带或联轴器驱动主机，通过 物高速冲击油气桶的内壁，引起油气罐壁面 阳转子旋转带动阴转子在封闭的机体内回 的振动，因此它的外表面直接向机器周围辐 转，完成周而复始的吸气、压缩、排气过程，然 射出强烈的噪声。油气罐噪声是另一个不容 后通过整机管路系统将压缩后的空气排到储 忽视的噪声源。 气罐内，再由管网输送到各用气点。整机管路 油气罐的噪声控制的方法主要有以下几 系统中包含了各种类型的阀门、压力容器，它 种：第一是衰减排气脉动压力，在排气出口处 们本身在气体力、惯性力、摩擦力等脉动载荷 加设排气缓冲器，可以减少压力脉动，从而达 下，都会发出噪声。因此双螺杆压缩机的噪声 到降低噪声的效果。缓冲器容积愈大，声频率 源是一种综合性的噪声源，从性质上讲，它包 愈高，降低的噪声愈多。缓冲器有圆筒形和球 含了机械性噪声和空气动力性噪声两种类 形两种形式，容积相同时，球形缓冲器的缓冲 型。 效果优于圆筒形；实际使用中难度较大，很少 双螺杆压缩机的噪声频率比较宽广，从 采用；第二是增大排气管的通径，降低管道内 噪声源控制噪声，是噪声控制最根本而又最 气体的流速，排气通道尽量少使用弯头，以便 有效的措施。机械性噪声应从控制振动、减少 减少激振力；第三就是增加油气罐的刚性，增 运动部件的冲击，降低受激系统的响应来控 加油气罐的壁厚和在罐体内部适当部位配置 制。空气动力性噪声应采取的控制方法主要 加强筋处理。增加油气罐的壁厚，不仅增加刚 有降低管道内气流的流速，避免产生紊流；减 性，而且也增加了振动质量，从而提高了机械 少气道中出现的截面变化、转弯，以避免出现 阻抗。试验表明，油气罐的壁厚由原来的 压力突变等。另外，双螺杆压缩机的噪声主要 ４ｍｍ增加到６ｒａｍ，噪声声级可以降低２－５ｄＢ 通过空气向外传播，所以增加消声器和隔声 ｆＡ１。 罩，也能起到控制及降低噪声的效果。 ２＿３、主电机和冷却风扇噪声的控制 ２．１、进气口噪声的控制 主电机噪声主要是电磁噪声和电机尾部 压缩机加载工作时，进气阀开启，气流被 的散热风扇高速旋转产生空气动力性噪声。 吸人主机压缩，压缩过程产生的噪声以声波 在电动机中，电磁噪声是由交变磁场对定子 的形式从进气口辐射出来，这样便产生了进 和转子作用，产生周期性的交变力引起振动 气噪声。压缩机的进气口噪声呈明显的高频 而产生的当电源电压不稳定时，最容易产生 特性，噪声的强度随着负荷的增加而增大。另 电磁振动和电磁噪声。冷却风扇噪声主要是 外，进气口噪声与主机机体结构，进气阀的通 冷却风扇高速旋转时，产生的空气动力性噪 径大小，阀门结构等有关。实测表明：进气口 声和冷却风扇产生的冷风在与换热器交换热 噪声比其它部位的噪声高５－ＩＯｄＢ（Ａ），是双螺 量的过程中，产生的阻挡噪声。 杆压缩机主要噪声源。 主电机噪声要减小电磁噪声就必须使用 双螺杆压缩机的进气口前必须安装空气 户电源电压稳定，并且提高电动机的制造及 滤清器，空气滤清器的主要作用是滤除空气 装配精度，根据实际情况尽量配４极电机，主 中的灰尘和杂质，以避免压缩机主机啮合副 电机噪声可比２极电机低４—８ｄＢ（Ａ），双螺杆 被过早地磨损。同时它也是一个进气口消声 压缩机各生产厂家多配轴流式风扇，其具有 器，能有效衰减进气口噪声。其结构如图１所 风压小，噪声大，安装简单，成本低等特点，采 示，工作原理就是空气通过滤纸时，滤纸可以 用离心风扇可显著降低噪声，其具有风压大， 滤清空气中所含的灰尘和其他杂质，同时进 噪音小，成本高的特点。双螺杆高端系列压缩 气口噪声在向外辐射过程中受到滤纸的阻尼 机采用离心风扇的趋势在增大。 架、管道系统及支撑结构等零部件的振动。这 些振动如不采取适当的措施加以，则会 带来一系列问题，如：机器本身可能会无法正 常运转，使临近振源的仪器、设备等无法正常 工作。振动还会产生噪声，这些噪声声级一般 都在８０～９５ｄＢ（Ａ）。 机械振动噪声的控制应从控制振动、撞 击及它们的传递人手。这就需要降低激振力、 降低受激系统的响应和减少受激系统的声辐 射面积等。双螺杆压缩机控制机械振动通常 都采用隔振方法，加设弹性装置，减少振动响 应。压缩机的振动源主要是电机和主机，而主 机是通过中托架与电机刚性联接的，所以减 少电机传递到整机底架的激振力，就能减少 整机的振动。在电机和整机底架之间安装隔 振器，能有效衰减电机传递的激振力，从而起 到降低机械振动噪声的效果。双螺杆压缩机 常用的隔振器是橡胶剪切型隔振器，它通过 用丁腈橡胶在一定的温度和压力下硫化，并 粘结于金属附件上压制而成的，具有较低的 刚度和较大的阻尼。安装简图如图２所示。 １整 【厩柴２隔稚嚣譬蓑蟒栏 隅振 ４ 帆 机ｉ装辱桂 图２．隔振器安装简图 双螺杆压缩机在安装时，通常采用多个 隔振器，如何布置隔振器对隔振效果是至关 重要的。安装隔振器时，必须注意各支承点的 布置应对称于设备的重心，使每一个隔振器 受力均匀，否则容易引起耦合振动，导致隔振 器的损坏而影响使用。另外，设备的重心不宜 太高，否则容易产生摇晃，必要时，应加大机 架的重量，使重心下降。 ２．５、双螺杆压缩机噪声传播途径的控制 上面对双螺杆压缩机的主要噪声源的处 理提出了一些方法及措施，然而，我们还可以 对噪声的传播途径进行控制，其中采用隔声 罩可以有效地控制噪声的外传，减少噪声对 周围环境的影响。 隔声罩是控制双螺杆压缩机组噪声传播 的一种有效措施。它的形状一般接近于声源 的外轮廓，紧靠着噪声源安装，使噪声局限在 较小空间。双螺杆压缩机的隔声罩也就是外 罩，它包括四面隔声壁及一个隔声顶，通常采 用外置钢板，内贴吸声材料的结构。吸声材料 可以用来降低隔声罩的噪声级，而外钢板则 起隔声障板的作用。如果隔声罩内没有吸声 材料，那么噪声将通过钢板的连续反射而不 被吸收，罩内将形成一个混响场，导致声级增 大。因此，在隔声罩的设计中，应考虑尽量增 大罩内的吸声量，因而对吸声材料的选取，显 得尤为重要。 材料的吸声能力用吸卢系数 表示，它 的定义为表面吸收的能量与射到表面能力之 中国新技术新产品 一ｌ５ ｌ一 浅析滚轮罐耳的改造实践 赵瑞民 工业技术 （广东金鼎黄金有限公司，广东肇庆５２６０００） 摘要：滚轮罐耳作为一种立井提升容器用滚轮罐耳，其结构由底座、摆转臂、滚轮、缓冲器组成；结合我国矿山特点为目前运行中的 提升容器更换新型滚轮导向装置提供了便利条件，并广泛应用与矿山。文章对滚轮罐耳的改造实践进行了阐述。 关键词：滚轮罐耳；运行方式；改进措施 中图分类号：ＴＤ５３ 文献标识码：Ａ 稚． 滚轮罐耳用在竖井提升容器上，能使罐 道与罐耳的滑动磨擦变为滚动磨擦，因此减 少动力消耗，降低了噪音，罐道和罐耳的磨损 大大降低，有效地避免滚论与罐道产生异常 碰撞，通过杠杆传递到减震装置上，同时起到 导向、缓冲与稳定作用，提高了罐道和罐耳的 使用寿命。 １滚轮罐耳特点： （１）以弹簧缓冲器取代传统的胶块缓冲 结构，承载能力大、运行平稳、可靠性高、寿命 长、调整维修方便。 （２）对橡胶轮以整体轮毂代替部分式轮 毂，改善了轴承元件的工作环境，提高了轴承 工作可靠性及使用寿命，胶圈更换方便。 （３）底座等零部件采用新型材料，整体结 构强度更高，抗冲击性强。 （４）缓冲器复位压力小，可有效地避免滚 轮与罐道产生异常碰撞。通过杠杆传递到减 震筒上，同时起到导向、缓冲与稳定作用。 ２使用中存在的问题 ２．１滚轮罐耳的分类及结构 滚轮罐耳主要有轻型滚轮罐耳、液压滚 轮罐耳两类。金鼎黄金有限公司使用的为轻 型缓冲式滚轮罐耳，其主要结构由底座、摆动 臂、滚轮、缓冲装置组成，为运行中的提升容 器提供滚轮导向装置，图１所示。 １．２滚轮罐耳的运行方式 矿井中提升容器运行过程中，滚轮罐耳 贴住罐道进行上下滚动，减少罐耳与罐道的 磨损，起到导向、缓冲与稳定的作用，图２所 示。 枣 １一胶轮５所示 ２一轮轴３一摆臂４一底座 图４ ３．２滚轮罐耳改进后受力方式及效果 滚轮罐耳改进后运行方式及受力情况图 １－３胶轮轴受力及存在问题 按照滚轮罐耳的运行方式，滚轮轴的受 力图示３所示。 盏１一底座２一罐道３一罐道梁４一胶轮 图３ １一胶轮２一轮轴３一摆臂４一底座５一缓冲装置 图５ １一底座２一摆转臂３一滚轮４一缓冲装置 图１ 由图可以看出，滚轮罐耳在提升容器的 运行中滚轮轴部受到罐道的挤压力Ｆ１和摆 臂的支撑力Ｆ２，两力使摆臂一侧为一支点， 从而使转轴形成一个转东力矩。因此常发生 滚轮轴承损坏、胶轮倾斜磨损而使胶轮极易 损坏，同时也造成摆臂销轴孔倾斜磨损，由于 缓冲装置为橡胶块缓冲距离非常有限常使滚 轮罐耳难以贴和罐道运行，加速了罐道磨损， 这些问题的存在，使滚轮罐耳的更换非常频 繁进而影响矿井提升和安全生产。 ３改进措施 ３．１滚轮罐耳的结构改进 滚轮罐耳的结构性改进是将滚轮罐耳的 悬臂支承结构改造成双臂支撑结构，由于受 罐道梁及罐道的空间，因此摆臂采用钢 板制作，为了保证摆臂的结构强度，将摆臂面 加宽采用三角面的形式，其改进后的结构如 图４所示。 由于结构的改变，滚轮罐耳的受力方式 与原有的受力方式完全不同，提升容器运行 中滚轮罐耳滚轮轴的受力方式为罐道的挤压 力Ｆ１，摆臂的支撑力Ｆ２，且罐道挤压力等于 摆臂支撑力，从而使轴处于一个平衡力的状 态下运行。因为滚轮轴处于一种均衡力的作 用，胶轮中的轴承仅受罐道正面之压力，因此 轴承受力面加大，磨损面加宽，延长轴承的使 用寿命。同时由于滚轮轴在两摆臂中间受力 均衡而使轴套磨损面加大，延长轴孔和轴套 使用寿命，也延长摆臂与底座联结销轴使用 寿命，通过对缓冲装置的改进，使滚轮罐耳能 有效贴合罐道运行，从而保障提升容器的正 常运行和安全保证。 结语 罐笼滚轮罐耳采用以上的改进措施后， 经过近十几年的实际应用，滚轮罐耳的损坏 大大降低，罐笼的运行效果得到大福改善，安 全性能进一步提高。 参考文献 【１１吴纯志，康正坡新型滚轮罐耳在煤矿生产 中的应用ＩＪ］．煤矿现代化．２００８．０１． １一底座２一罐道３一罐道梁４一胶轮 图２ 比，数值从０到１。材料的吸声系数值越大， 通过对比表１中各种吸声材料，结合我 设计理念，在设计源头考虑噪声和振动因素， 它的吸声能力就越好。吸声系数随频率、厚 公司双螺杆压缩机的频率特性，并经过大量 开发出适应新形势的高效率、低噪声、低振动 度、容重而变，常用的几种吸声材料的吸声系 的试验，最终确认采用５ｃｍ厚度的超细玻璃 的产品。 参考文献 数如表１所示。 棉，其吸声效果，性能价格比最佳。实践证明， 增加隔声罩后，一般可以达到２５～３０ｄＢ ｆＡ）左 ｆ１１郁永章．容积式压缩机技术手册ｆＭ１．机械工 表１ ２００５．９５０－９７６ 右隔声量的隔声效果，所以它是一种最方便、 业出版社．『２１郭金泉，杨晓翔．压缩机及其管道系统振动 最有效的噪声传播途径控制方法。 结束语 噪声研究综述ｆＩ１．通用机械．２００４（４）：６８－７０． ３１尤力艳，王怀军，荆琳．活塞空压机站的噪 虽然双螺杆压缩机的主机具有运行噪声 『低的优势，但辅机系统设计的好坏会直接影 声控制探讨ｎ１．压缩机技术，２００５（３）：３３－３５． 响到整体的运行效果。由于双螺杆压缩机机 组的结构及噪声源极其复杂，好多问题仍需 进一步研究，双螺杆压缩机组的开发应转化 —１５２一 中国新技术新产品
