压缩机组声源噪声以及噪声传播的解决方法

　　螺杆压缩机具有低噪声，低振动，可靠性高和寿命长的特点，因此很有发展前途，目前全国各行各业对螺杆压缩机的需求越来越大。为适应环保要求和用户需要，采取有效措施来控制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）限制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两种方法来控制螺杆压缩机机组的噪声。

　　2压缩机机组声源噪声的控制

　　螺杆压缩机机组产生的噪声主要有三个部分：（1）压缩机产生的空气动力性噪声；（2）齿轮产生的机械性噪声；（3）电动机产生的电磁噪声。对压缩机制造厂而言，主要是控制和降低压缩机本身及齿轮箱的噪声。

　　211压缩机空气动力性噪声的控制

　　压缩机空气动力性噪声是由于工作过程中工作容积与进，排气孔口周期性地相通，切断而产生的。主要由下列三部分组成：

　　（1）进气孔口的噪声

　　在吸气过程中，一对相啮合的阴，阳转子齿间容积在吸气瞬间处于半真空状态，吸入的气体若为大气压，则在吸气时齿间容积的压力与吸气压力间存在一个压力差，这个进气压力差就产生了进气孔口的吸气噪声。从理论上看，吸气噪声较难控制，这可以从某一齿间容积来看，随着转子的旋转，该齿间容积在从*小值逐渐扩大的过程中尚未与吸气孔口相通，此时该容积内的气体将进行膨胀，气体压力低至吸气压力之下，待此容积与吸气孔口连通后，其内气体的压力迅速升至正常的吸气压力，齿间容积进行吸气，压缩机随着转子的旋转，反复进行着这一吸气过程。要吸气就存在吸气压力差，由于吸气压力差无法克服，所以进气孔口的噪声在目前技术条件下尚无法克服。

　　（2）排气孔口的噪声

　　在螺杆压缩机中，由于排气孔口处的内压（基元容积内的气体内压缩终了的压力Pi），外压（排气管内的气体压力Pd）不同引起了基元容积在与排气孔口连通瞬时，发生气体的定容积膨胀或压缩，使流动损失加大，从而引起附加能量损失，这些附加能量损失有一部分转变成声能，随着排气孔口周期性地相通，切断，产生了强烈的周期性排气噪声。这个噪声可以通过消除内，外压力差来加以克服。内，外压力差主要是由理论计算与实际情况不完全相符以及加工制造误差所致，这个压力差具有随机性，所以对它所产生的噪声也较难控制。

　　排气孔口的噪声还会在三角形排气孔口的顶部产生，排气时在三角形顶部产生局部高速气流，形成局部的激波，从而产生噪声。这可以通过三角形顶部用圆弧过渡来克服局部的激波噪声。

　　（3）压缩机管道中气体流动产生的噪声

　　与在自由声场中传播的声波相比，在管道中传播的声波的主要特点是声波被约束在管道内部，传播过程中没有扩散，因此它可以传播很远距离。压缩机的噪声会沿进气和排气管道传播出来。这些管道系统，一般是由直管，弯头，三通和异径管等元件组成。当气流噪声通过这些管道元件时，都存在有一定的自然衰减，有的声能发射回声源处。随着气流速度增加，不但各元件的自然衰减速度减小，而且气流的再生噪声增加。对于压缩机管道中气流产生的噪声，一般是通过控制气体流速来加以控制。对无油螺杆压缩机而言，由于管道中气体流速较大，所以通常在管道中加消声器来控制，降低噪声。在无油螺杆压缩机的进，排气通道上安装一个合适的消声器，就可以使其进，排气口的噪声降低约20dB.而喷油螺杆压缩机的管道中气体流速不是很大，管道中气流产生的噪声比起压缩机组其它部位的噪声小得多，所以一般在管道中不安装消声器。

　　212齿轮箱噪声的控制

　　齿轮的噪声属于机械性噪声，机械性噪声是由固体振动产生的，对于机械性噪声声源的控制主要是控制机械的振动。齿轮噪声与其它机械性噪声所产生的机理一样，是由于弹性系统受激响应的结果。如果把齿轮看作弹簧，轮体看作质量M，那么一个齿轮就是由弹簧，质量M所组成的振动系统。

　　齿轮在交变的激振力作用下，激起圆周振动，径向振动以及轴向振动，这些振动产生噪声并通过空气及固体媒介传播出去。影响齿轮噪声的因素很多，主要有下列几种：（1）齿轮类型及结构

　　在相同载荷，相同速度条件下，斜齿轮，锥齿轮的噪声比直齿轮的噪声低3～10dB.渐开线齿轮噪声小于圆弧齿轮噪声，幅板形式齿轮噪声大于整体结构形式齿轮噪声。

　　（2）齿轮转速

　　随着齿轮转速的增加，齿轮噪声增大。设两齿轮转轴的转速分别为n1及n2，所产生的声压级分别为L1及L2，则差值为：ΔL=L2-L1=20lg（n1/n2）（dB）

　　（3）齿轮模数

　　模数大，齿轮强度高，不易弯曲。一般来说，当齿轮制造精度高时，模数越大，噪声越小，但当制造误差增大时，模数越大，噪声也越大。所以当载荷大，变形大时，取大模数，当载荷不大，制造误差为主要影响时，取小模数。

　　（4）齿宽

　　当其它条件不变时，噪声随齿宽的增加而减小。齿宽增加一倍，噪声则下降6dB.（5）齿轮外径和齿数

　　如果模数相同，当齿数增大，外径增大时，噪声则增大（约与外径2次方成正比）。

　　（6）材料

　　若材料不同，它的固有频率及衰减性能就不一样。铸铁比钢衰减性能好6～10倍，因而噪声低3dB.（7）压力角

　　减小压力角也可使齿轮噪声降低。

　　（8）加工精度

　　一般来说，齿轮的噪声与齿形误差Δff，周节误差Δfpt，齿向误差Δfβ，载荷大小及接触精度有关，其中无论哪个误差增大，都会导致齿轮噪声的增加。齿轮噪声的大小与齿面接触的好坏关系很大，接触不好，噪声增大。

　　综上所述，齿轮的噪声主要受到以上八个因素影响，因此控制及降低齿轮噪声的方法有：（1）消除及降低冲击齿轮的强制力，可以通过控制齿轮的弹性刚度和控制齿轮误差的办法来解决。弹性刚度的控制主要通过改变齿轮的结构设计参数（如模数，齿数，齿宽，啮合系数等）来实现。

　　而制造误差的控制主要靠改进制造工艺来提高齿轮精度。

　　（2）降低冲击后声的响应，从结构上控制引起振动和产生噪声的原因，避免共振，使振动很快衰减，强制减小振动。

　　213电动机的噪声控制

　　电动机噪声属于电磁噪声，也是一种机械性噪声。在电动机中，电磁噪声是由交变磁场对定子和转子作用，产生周期性的变变力引起振动而产生的。当电源电压不稳定时，*容易产生电磁振动和电磁噪声。所以要减小电磁噪声就必须使电源电压稳定，并且提高电动机的制造及装配精度。

　　上面对压缩机组的噪声源DDD压缩机，齿轮箱及电动机产生噪声的原因，机理进行了分析，同时提出了克服噪声的一些方法及措施。然而，当这些克服声源噪声的方法和措施并没有使声源的噪声得到足够的控制时，我们还可以对噪声传播途径进行控制，这是噪声控制的一种有效办法。

　　3压缩机机组噪声传播途径的控制

　　压缩机机组的噪声传播主要是通过空气传播，当然也有一部分是通过机组地基振动传播噪声。所以控制机组的噪声传播方法一般是通过在压缩机机组上加一只隔声罩来阻止声的传播，从而起到控制及降低噪声的作用。

　　隔声罩是控制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。隔声罩内部要进行吸声处理，外部加涂阻尼材料。隔声罩的隔声特性不同于墙体和间壁结构，如果罩内吸声不足，加之声源的噪声多为正入射，在罩内空间的多次反射将大大增加罩内的声能密度，从而使隔声效果大为降低。下面以我公司生产的LG -290/318CO2螺杆压缩机的隔声罩为例，介绍有关隔声罩的结构和吸声材料的选择。

　　311隔声罩的结构

　　完整的隔声罩一般包括四面隔声壁及一个隔声顶，常采用外置钢板，内置吸声材料的结构。吸声材料可用来降低隔声罩的噪声级，而外钢板则起隔声障板的作用。当隔声罩封闭整个机组时，必须在隔声罩上设置通风口，而通风口应按照声学要求，装上进，排气消声器。此外，为确保噪声源与隔声罩之间的完全隔离，必须在罩的边缘设置橡胶垫或减振器来加以隔振。

　　312吸声材料的选择

　　如果隔声罩内没有吸声材料，那么，噪声源通过钢板连续反射而不被吸收，罩内将形成一个混响场，导致罩内声级增大。因此，在隔声罩设计中，应考虑尽量增大罩内的吸声量，故对于吸声材料的选取，显得尤为重要。

　　材料的吸声能力用吸声系数α表示，吸声系数定义为表面吸收的能量与射到表面的能量之比，数值从0到1.材料的吸声系数值越大，它的吸声能力就越好，吸声系数随频率，厚度，容重而变。

　　结合螺杆压缩机的频率特性（500～1000Hz），且经过大量试验和应用，*终确认5cm厚度的超细玻璃棉，其吸声效果，性能价格比*佳。目前螺杆压缩机的隔声罩均采用此种材料。

　　按上述设计的螺杆压缩机隔声罩，隔声量达28～30dB.实践证明，隔声罩是一种*方便，*有效的螺杆压缩机机组噪声传播途径控制方法。