往复式压缩机振动及其噪声的改善设计

石中玉

摘 要：往复式压缩机一个完整的冲程实施之后，在排气管、进气管均有空气进入。其中进入到下一个冲程中，进、出管道空气会受到加速推进力影响，诱发不同程度振动。此类振动声响会超出噪音防控标准要求，对周边环境产生不同程度噪声污染，管理人员要注重规范化控制。对振动问题集中控制，降低噪声，优化设计。

关键词：往复式;压缩机;振动;噪声;改善设计

近年来我国社会经济整体发展速度较快，多项技术全面发展，在现代化生产生活中各类家用电器、设备机组、空气压缩机应用范围在不断扩大，对人们原有的生产生活条件以及实验环境具有良好优化作用，能保障生产力全面推进。在各类电器设备中往复式压缩机应用较多，往复式压缩机在运行中会产生不同程度噪声以及振动问题，对周边环境产生不同程度噪声污染。当前要注重对往复式压缩机振动噪声影响措施合理分析，拟定针对性设计优化措施，建立更为和谐的生产生活环境。

1 往复式压缩机工作原理概述

往复式压缩机受到外动力推动，基于曲轴带动连杆，连杆再牵引活塞，促使活塞能在气缸内进行往复式运动。活塞在上下运动中，对汽缸内部体积会产生较大变化。气缸除了进气、排气口相边，大多都是处于封闭状态。当活塞处于向下运动中，会促使气缸体积扩大。受到大气压作用影响，排气口关闭、进气口开启，多数空气进入到气缸中。活塞处于向上运动中，气缸体积将会缩小，进气口关闭、排气口开启，有助于完成空气有效压缩，活塞在上下运动中能有效完成一次完整冲程。往复式压缩机受到管道剧烈振动作用影响，将会导致管道发生破裂，气阀应用受到破坏，对往复式压缩机以及相关零部件寿命产生较大负面影响。当振动产生的生硬较高，超出规定的噪音准许标准，对周边环境会产生严重的噪音污染，对人们日常生产生活具有较大负面影响[1]。

2 往复式压缩机振动以及噪音产生的影响因素

往复式压缩机在运转过程中，内部多个部件之间产生摩擦、冲击之后导致压缩机产生振动。其次，在压缩机安装过程中，地面平整度不足，固定不够牢固，加上机组自身平衡动能较差，安装不能对齐，基础以及支撑设计不足将会导致机组产生振动，也会导致管系产生振动。往复式压缩机在运行运转过程中，进气进入以及排出会产生明显的往复特征，冲程结束之后，空气在管道中进出受到压缩机活塞运动作用，空气排出、进入均会受到外力作用影响。空气在管壁以及弯曲位置会产生相应的冲击作用，其中压缩机处于连续运动，多个冲程会连接在一起，促使空气中进入以及排出较多冲击力，此类冲击力受到连续作用，对阀门、弯曲管道以及管壁等位置均会产生影响，致使管系产生振动后发生较大噪声。在工程中将0.8至1.2f频率范围作为共振区。共振以后会产生较大破坏作用，往复式压缩机运转阶段，管道自身有相应的机械频率，促使活塞在上下运动过程中具备特定频率。其中任意的频率存在于共性区域，会导致共振。长期周期性振动对管道会产生较大压力，导致管道发生变形、断裂、裂痕等，致使管系产生故障问题。往复式压缩机噪音主要是源于电机运行中的噪声、阀门开关噪声、设备振动噪声、共振阶段的噪声等。不同噪声集中混杂在一起，超出了噪音标准将会产生噪声污染，对周边人员身体健康构成威胁[2]。

3 往复式压缩机振动及其噪声的改善设计措施探析

3.1 管系振动优化措施

技术人员要做好管系机械固有频率展开精确化计算，促使活塞激发频率以及机械固有频率能有效错开，还要和气柱固有频率有效错开。在全面适应管道柔性分析基础上，要注重对转弯进行合理调控，对弯头位置产生的激振力振动现状进行合理调控。支架要注重选取防振管架，不能片面化为了承重以及推架，其中支架间距要能满足最小频率基本要求。管道要注重沿着地面进行敷设，管道设定过高将会导致支架难以支撑，支架刚度不能得到有效控制。为了能有效避免机组转动受到不平衡作用力影响，导致管系产生振动作用，进出口缓冲罐要注重设定牢固作用突出的支承。其中在阀门等质量较为集中区域设定支架，质量较为集中振动频率发生概率较低[3]。

3.2 共振与压缩机振动改善措施

当前要注重适度对阀门支承合理布控，要注重做好管道支承。相关管理部门为了对共振发生进行控制，要注重有效避开气柱已有频率不同阶次共振，能将脉冲控制把控在规定范围内，避免诱发共振问题。在压缩机安装过程中，要确保安装区域地面放线平整度较高，在具体安装操作中，要注重保障压缩机以及压缩机相关设备重心线与中心线能有效重合，在要求加固区域对螺丝进行禁锢。还要在振动较大部件处添加防振垫片，能有效降低压缩机自身震动作用。在要求润滑位置，要补充充足润滑油，比如在电机轴承位置补充润滑油，能有效控制振动摩擦。针对不平衡惯性以及力矩诱发的振动以及噪声，基本操作方式就是在机器内部有效实现惯性力矩以及平衡惯性力有效平衡，其就是最佳动平衡设计。其中惯性力矩以及惯性力均属于自由力，通过变化周期相同但是实际方向相反的惯性力矩以及惯性力能有效起到良好的平衡作用。通过在曲柄对面有效添加能促使旋转惯性力大小、方向相反的离心惯性力，能有效平衡旋转惯性力。针对较多多列结构，可以规范化布设曲柄错角，搭配提高往复运动部件质量的操作方式，促使惯性力矩以及惯性力能处于平衡化状态[4]。

3.3 噪音降低措施

在往复式压缩机降噪中，不平衡力高低对于振动、噪音影响较为突出。其中在低频部分，在相同排量以及结构相一致基础上，要选取小半径活塞与曲轴偏心量有效匹配，有助于对不平衡力进行控制。小直径活塞刚度更高，有助于延长机械应用寿命，还能对机加工量进行的控制。此外，在往复式压缩机中规范化应用隔振器、消声器等降噪设备能有效消除噪声[5]。往复活塞式压缩内部气流脉动噪声，从基本原理能得出，往复活塞式压缩机气流噪声能分为阀式系統、进气管噪声、气阀喷射涡流噪声等。当往复活塞压缩机在运行中，三者将会趋向于平衡状态。加上排气阀、进气阀气柱产生共振作用，压缩机声学口中将会产生明显的共振脉冲动噪声、压力脉动噪声、气体脉冲噪声等。此类噪声将会直接导致进气、排气系统气柱处于共振环境中，会导致压缩机下部、内部缓冲器产生较大噪声[6]。

4 结语

综合上述，在往复式压缩机运行中，较大的噪声以及突出的振动作用较为突出，要注重选取针对性措施进行控制，有助于全面强化压缩机基本性能以及应用周期，保障压缩机能稳定运行。往复式压缩机实际应用范围较广，在具体应用中，会产生管系振动。气柱振动、压缩机自身振动与噪声对用户应用体验会产生较大影响。所以，当前要做好各项针对性技术优化改进，全面实现降振以及减噪目标。提高压缩机应用寿命，促使压缩机平稳运行。

参考文献：

[1]朱超.单级双缸型往复式压缩机管道设计对振动的影响及防振措施[J].化工机械，2019，46（6）：702-704，728.

[2]李树勋，康云星，潘伟亮， 等.往复式压缩机管道振动分析与优化[J].流体机械，2019，47（2）：58-64.

[3]马鹏，任护国，龙涛， 等.往复式压缩机管道振动原因分析与应对策略[J].设备管理与维修，2019（23）：93-95.

[4]崔匀.往复式压缩机管道应力分析及其振动解决方案[J].化工设备与管道，2016，53（5）：63-68.

[5]梁瑞，周涛，曹鑫.往复式压缩机管线振动数值分析[J].流体机械，2012，40（6）：24-27.

[6]吴庆魁.往复式压缩机振动分析技术[J].广东化工，2011， 38（4）：206-207.