冷库制冷设备8HP谷轮涡旋压缩机ZB58KQ

冷库制冷设备8HP谷轮涡旋压缩机ZB58KQ(E)-TFD-550

涡旋压缩机振动噪声分析

涡旋压缩机作为制冷设备的动力源和其振动和噪声水平直接影响设备的使用寿命，同时，也会对人们的身心健康和工作效率造成一定影响。因此，涡旋压缩机的振动噪声水平会直接影响产品的市场占有率，关系着生产厂家的经济效益。

近年来，鉴于市场及制冷设备厂家的需求，涡旋压缩机生产企业纷纷开始改善产品的振动噪声水平。笔者所在企业已于十几年前开始对涡旋压缩机进行振动噪声研究，在试验分析的基础上，结合数值模拟对涡旋压缩机振动噪声进行了系统的研究分析。

本文以笔者所在企业专为中国市场开发的R290涡旋压缩机为测试、分析样本，介绍了涡旋压缩机振动噪声产生的机理，通过试验测试、数值模拟等方法对涡旋压缩机振动噪声的产生及传递进行了系统、深入的分析，为改善涡旋压缩机的振动噪声提供一定的参考。

1  涡旋压缩机振动噪声源分析

 振动噪声产生机理

典型的涡旋压缩机结构主要工作原理是利用动、静涡旋盘的相对转动形成密闭容积的连续变化，实现压缩气体的目的，振动和噪声也相应的产生。

涡旋压缩机噪声主要包括机械噪声、电磁噪声、气动噪声及液体噪声等。

其中，机械噪声由曲轴转动不平衡，滑动摩擦及机械冲击引起，并通过轴、轴承、壳体向外传播；电磁噪声来源于电机内的气隙磁场作用于铁芯而产生的电磁力激发的电磁振动，并通过定子、壳体向外传播；气体噪声来源于间歇性的吸排气动作而产生的压力脉动，形成脉动气流，并通过空气、壳体向外传播；液体噪声由制冷剂、润滑油射流和气穴引起，并通过液体、壳体向外传播。

 振动和噪声频谱分析

频谱是描述振动、噪声特性的重要工具之一，是研究振动、噪声强度随频率分布的必要条件。振动频谱描述的是振动频率、幅值、相位之间的关系，显示了各振动分量的频率及其振幅值；噪声频谱是指组成复音（频率不同的简谐成分合成的声波）的强度随频率而分布的图形。由噪声组成的声频谱，就是噪声频谱。从噪声频谱中，分析了解噪声的成分和性质，称为频谱分析。

对正常运转工况下工作的R290涡旋压缩机的振动和噪声信号进行了采样,工作频率为50 Hz，振动测点为排气口处,噪声测点为笔者所在企业标准测试位置,采样频率为25.6 kHz(分析频率为10 kHz)。

首先从振动噪声的水平来看，该型压缩机振动大幅值80 μm，噪声声功率为80 dB（A）。

从频谱分析的角度来看，振动频谱的峰值出现在压缩机的运转频率（50 Hz）和它的整数次谐波附近，符合涡旋压缩机的结构特性，除此之外，没有看到大的峰值，说明该压缩机没有异常振动产生，对于噪声频谱，噪声贡献较大的主要频率段为800~1 000 Hz、3 150~4 000 Hz、6 300~8 000 Hz，从整个频谱来看，峰值频段噪声水平跟周围的频段噪声差别不大，说明噪声在各个频段都比较平稳。

振动和噪声相关性分析

由于涡旋压缩机始终处于全封闭状态，噪声主要由壳体振动产生声辐射引起。因此，可通过对涡旋压缩机的壳体部位进行振动和噪声测试，并进行相关性分析，通过相关性分析，可以了解到哪些频段的噪声是由振动引起的，对后续振动噪声的改善提供必要的参考。

对正常运转工况下工作的R290涡旋压缩机壳体振动和噪声信号进行双通道同时采样，振动测试位置为壳体中部，噪声测点距离振动2cm处。