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章丘鴻廣MSR系列羅茨鼓風(fēng)機(jī)每次吸入、排出的風(fēng)量很大并有突變現(xiàn)象,從而產(chǎn)生較大的噪聲,被稱之為機(jī)械產(chǎn)品的“聲老虎”,特別是在高壓的情況下尤甚,且風(fēng)量越大、壓力越高、轉(zhuǎn)速越快,則噪聲就越大,而現(xiàn)代化大生產(chǎn)又希望羅茨鼓風(fēng)機(jī)能提供更高的壓力和更大的風(fēng)量。為了提高風(fēng)機(jī)性能、降低噪聲污染、滿足環(huán)保要求,工程師們想盡了各種對(duì)策。本文從噪聲源著手,在設(shè)計(jì)與制造方面提出降低噪聲的一些方法。噪聲分析機(jī)械噪聲主要來(lái)源于機(jī)殼的振動(dòng), 使機(jī)殼發(fā)生振動(dòng)的原因主要有兩個(gè):①葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡力,通過(guò)傳動(dòng)構(gòu)件轉(zhuǎn)移到機(jī)殼上,對(duì)機(jī)殼產(chǎn)生周期性的激勵(lì);②機(jī)殼內(nèi)的渦流強(qiáng)度所決定的壓力脈動(dòng),常與葉片的基頻(即葉片通過(guò)頻率)有聯(lián)系,也對(duì)機(jī)殼產(chǎn)生周期性的激勵(lì)。風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓越高,這一激勵(lì)源越不能忽視。噪聲測(cè)量測(cè)量羅茨風(fēng)機(jī)噪聲的目的就是為了對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行噪聲等級(jí)的分析、評(píng)價(jià)或聲源識(shí)別,以便采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行噪聲控制。通常羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲識(shí)別方法有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量法、聲功率測(cè)量法、表面振動(dòng)測(cè)量法等,其中,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量法是工程實(shí)際中常用的方法�，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量法通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)、頻譜的分析確定主要的噪聲輻射源,方法簡(jiǎn)便,測(cè)量結(jié)果能真實(shí)反映風(fēng)機(jī)的振動(dòng)與噪聲水平,但易受環(huán)境的影響。聲功率測(cè)量法反映噪聲源輻射強(qiáng)度與輻射特性,避免了聲壓級(jí)易受測(cè)量距離和測(cè)量環(huán)境影響的缺點(diǎn)。振動(dòng)測(cè)量法是根據(jù)羅茨風(fēng)機(jī)的表面振動(dòng)速度來(lái)估計(jì)表面輻射聲功率,主要困難在于羅茨風(fēng)機(jī)零部件輻射比的確定,需要測(cè)量較多的數(shù)據(jù)和進(jìn)行大量的計(jì)算。

   結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)回流孔在機(jī)殼出風(fēng)端未過(guò)轉(zhuǎn)子中心處開(kāi)一定的U形條孔, 可以減輕出風(fēng)口端的壓力爆發(fā),在葉輪與機(jī)殼、墻板所形成的容腔即將進(jìn)入密閉狀態(tài)時(shí),使出風(fēng)口的高壓氣體有少量部分能回流入容腔,并使容腔與出風(fēng)口氣室形成一定的壓力平衡。同時(shí),當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),容腔體積變小,壓力增加,又可使得密閉容腔在大量排出氣體前能通過(guò)回流孔預(yù)排,這樣既可減少“死角”氣體的渦流噪聲,又可減少排氣時(shí)由于壓力過(guò)于釋放造成的沖擊噪聲 。 

   設(shè)計(jì)異形進(jìn)出風(fēng)口傳統(tǒng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)出風(fēng)口為矩形口,吸氣時(shí),整個(gè)葉輪外圓同時(shí)進(jìn)入密封區(qū),使氣體突然關(guān)閉,排氣時(shí)葉輪外圓又同時(shí)打開(kāi),則高壓氣體突然釋放,使得吸入和排出氣體時(shí)都會(huì)產(chǎn)生高噪聲并伴有較大振動(dòng)。將進(jìn)出風(fēng)口設(shè)計(jì)成異形口,吸入時(shí)的密封和排出時(shí)的打開(kāi)基于開(kāi)口面積由最大到零和由零到最大,均為漸變,從而延緩了進(jìn)排氣口氣體壓差的變化率,起到削減周期性排氣沖擊噪聲的作用,因此使噪聲低而平穩(wěn)。。轉(zhuǎn)子串接設(shè)計(jì)法
     葉輪一般作為一個(gè)整體與軸聯(lián)接,若將葉輪沿軸向分成幾段,則構(gòu)成串接轉(zhuǎn)子。每段葉輪具有相同的葉型、直徑,甚至相同的長(zhǎng)度。串接時(shí),相鄰兩段葉輪周向錯(cuò)開(kāi)一定的角度(兩葉錯(cuò)開(kāi)90°,三葉錯(cuò)開(kāi)60°) ,并在機(jī)殼內(nèi)或葉輪段間設(shè)置隔板,將其隔成相應(yīng)的段,每一段的工作情況都與單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)相似。由于各段葉輪的工作過(guò)程有一定的時(shí)間差,使氣流脈沖減少,與同長(zhǎng)度的單一葉輪相比總排氣流量不變而脈動(dòng)變得更加平穩(wěn),噪聲也相對(duì)較低。設(shè)計(jì)扭曲葉輪羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪輪齒一般與軸線平行,即直齒狀,這樣加工、檢測(cè)就比較方便,但隨著加工技術(shù)的發(fā)展,還是應(yīng)設(shè)計(jì)成扭曲葉輪,即斜齒狀,因?yàn)檫@樣可以增加嚙合線長(zhǎng)度。扭葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作平穩(wěn)、輸氣脈動(dòng)小、噪聲低,而且工作時(shí)具有內(nèi)壓縮過(guò)程,與直葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)相比效率高、能耗低,是羅茨鼓風(fēng)機(jī)傳統(tǒng)的替代產(chǎn)品。

       葉輪曲線的CAD 設(shè)計(jì)法葉輪作為羅茨鼓風(fēng)機(jī)的心臟零件,表面形狀至關(guān)重要,氣體是通過(guò)兩個(gè)葉輪表面的嚙合,來(lái)進(jìn)行吸氣與排氣的。為了使這對(duì)葉輪能正常嚙合,葉輪曲線一般都設(shè)計(jì)成漸開(kāi)線、擺線或圓包絡(luò)線�；谠O(shè)計(jì)及制造工藝,傳統(tǒng)葉輪一般設(shè)計(jì)成單一型線,通過(guò)數(shù)學(xué)方法計(jì)算出各種參數(shù),包括中心距、基圓、壓力角、起始嚙合角等。隨著計(jì)算機(jī)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,CAD 設(shè)計(jì)軟件和數(shù)控編程軟件功能也越來(lái)越強(qiáng)大,應(yīng)充分利用軟件資源,對(duì)葉輪曲線進(jìn)行分段、組合設(shè)計(jì),改掉以往的單一曲線,通過(guò)CAD 進(jìn)行模擬、仿真,保證葉輪在任何情況下嚙合時(shí)均可有相對(duì)固定的間隙。因?yàn)檫@種組合曲線在現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床上編程、加工已不是難事。均勻的葉輪間隙不僅能大大提高平穩(wěn)性、降低噪聲,而且還能保證風(fēng)量、振動(dòng)、壽命等重要的機(jī)械性能。