半封闭螺杆制冷压缩机降噪研究

　　引　言

　　一类半封闭系列螺杆制冷压缩机,因其电机在壳体内,所以压缩机噪声源集中于转子啮合处和排气出口及油分离器内部。根据这一特点,国内外一些知名压缩机厂家如开利、约克、复盛等对转子型线和排气结构(排气出口、排气端座、油分离器)采取了相应措施,但未见文献对其原理和效果作阐述。

　　基于此,本文以某一半封闭螺杆制冷压缩机为研究对象,采取提高转子加工精度和安装具有消声作用的排气管两项措施进行降噪研究。首先根据GB-4980[1]在1m线边界处选取测点,对压缩机机组进行噪声频谱测量,然后对采用降噪措施的工况再进行相关测试,分别作出各种情况主要测点1/3倍频程噪声谱,通过谱值图对照,分析出两种方案分别单独采用和综合运用的降噪效果。

　　1　压缩机测点布置图

　　压缩机排气通过排气出口、排气腔、排气管道出口排到油分离器中,排气噪声的大小与齿面精度和排气管的结构形式密切相关。半封闭压缩机测点布置如图1所示。采用杭州爱华电子研究所生产的AWA6270噪声频谱分析仪进行测试。文中主要对a和b位置测点气流噪声频谱进行分析讨论。

　　2　提高转子加工精度

　　半封闭螺杆压缩机转子由一对螺旋齿轮组成。与一般齿轮传动不同的是,两个转子工作时边旋转啮合边压缩推动气体,因此齿形精度和表面粗糙度对齿面啮合噪声和排气噪声的影响较大。将原来的铣削精加工转子工艺用磨削精加工代替,可以提高转子精度和降低表面粗糙度,从而使啮合噪声和气流噪声得到一定程度的降低,转子运转也更加平顺。通过测试,铣削转子和磨削转子压缩机组a点位置1/3倍频程噪声谱对比如图2所示:

　　从图中可以看出,采用磨削加工转子可以降低800Hz以上的中高频气流噪声,2500Hz到5000Hz的高频气流噪声降低较明显。

　　3　安装消声排气管

　　原排气管和带有消声功能的排气管结构如图3、图4所示,箭头方向代表出流方向。压缩机排出的油气混合物进入原排气管左端入口,从右端4个大孔出口和挡板间窄缝排出。理论上讲,采用不同开孔方式的排气管,引发的排气噪声大小也不尽相同[2-3],文献[4]简要提及了小孔消声器在压缩机行业中的应用情况。本文结合压缩机产品的本身工作特点,并考虑原有的排气空间,利用节流降压、降速原理提出带有消声功能的排气管结构。为了保证流量不变,小孔总面积为原排气管口面积的1.2倍。为了消减小孔之间的出流干扰,孔心距取为孔径的4倍。测试得到的两种不同结构形式排气管b点位置1/3倍频程噪声频谱如图5所示。从图中可以对比看出,采用消声结构的排气管可以降低500hz和800-2000hz中高频排气噪声。