往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨

往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨

孙彩军

安徽金禾实业股份有限公司 安徽滁州 239000

摘 要

往复式压缩机在现如今的生产和生活中的运用越发的广泛，其带来生产技术的进步改善生活质量的同时，也会因为其本身存在的各种结构性问题，产生较大的振动，一旦振动问题过大，既会影响机器的运转和生产，也会带来较为严重的噪音污染。本文即是在分析往复式压缩机工作原理的基础之上，根据实际运用中往复式压缩机产生振动的情况，从内外多个方面分析振动产生的原因，并根据其存在的问题提出对应的解决措施。

关键词：往复式压缩机；振动；原因；措施

前言

经济水平的升高为科技的发展奠定了良好的基础，现如今我国的各项生产活动中科技含量越来月高，在石油化工等项目中，往复式压缩机成为一种重要的科技化工具。尤其是涉及到需要加氢的装置，往往会选择往复式压缩机以达到较好的压缩效果。除此之外，往复式压缩机在生活生产中的多种运用，也不断改善着人们的生活质量。但是这一技术在拥有众多优点的同时，也带来了一定的消极影响。往复式压缩机因其在工作运行时会出现较为严重的振动现象，既不利于机械的正常运转，也产生了较为严重的噪音污染，因此需要对相关振动原因进行分析，并寻找对应的解决办法。

1. 往复式压缩机工作原理分析

对于往复式压缩机而言，存在着多种种类和运行方式，不同类型的压缩机在运行方式上存在着不同，但从压缩机的结构方面分析也存在着很多的共同性，一般的往复式压缩机在结构中通常都包括有：排气阀和吸气阀、气阀弹簧、气缸、活塞与活塞杆、曲轴、十字头、连杠等。其中曲柄连杠与往复式的运动动力直接相关，将旋转转化为往复式的运转方式进而推动活塞做往复式运动。

具体的工作中一般分为4个阶段：最开始是活塞在气缸中的抽出，造成里面空气容积的膨胀，在这个过程中，气阀处于闭合状态；接着当管道内外的气压差到一定程度的时候，气阀的闭合状态结束，气阀打开吸入空气，直到气压差消失；再次当气压差消失的时候，气阀重新闭合，活塞将压缩管道中的空气；最后阶段是内部空气压缩到一定的程度，气压大于阀门的开启气压，则气阀打开，压缩过的气体被排出。

2. 往复式压缩机振动产生的原因分析

2.1 机械本身振动性的延续

机械在运行的过程中，在其内部往往存在着多种类型方向各不相同的力，这些力在机械运转的时候需要保持一定的平衡，因而产生了相应的振动，与往复式压缩机而言具有同样的问题。往复式的压缩机在开始工作的时候，往往是旋转运动带动活塞运动，这时作用在机械的结构上的，就是活塞和曲柄，两者在整个的运动过程中其速度呈现出规律性的加减变化，并存在着方向的改变，这时候因为惯性的存在，使得机械结构受力复杂。而且压缩机的主要功能是压缩气体，在压缩的过程中，提高内部也会出现气压的改变，以至于内外常常出现不同的气压，也就形成了多种压力。并且在机械内部各个结构的运动过程中，比如轴承和其他的零部件之间，往往会因为运动产生一定的摩擦力。在这几种力中，摩擦力在机械的内部有时候可以得到较好的平衡，但对于其他两种力的平衡性较差，因而导致机械出现振动。

2.2 工作时管流脉动的冲击

往复式的压缩机与气体的压缩有关，此在工作的时候，机械的内部会会存在着气体的进出，这个过程中则涉及到气体流速的变化以及气压的不断改变，比如在活塞进行气体压缩的过程中，吸气和吐气则会导致气体流动方向的改变，并且在这个过程中，流速也会产生周期性的变化，并且伴随着气体压缩过程的进行，气体内外的气压也会呈现周期性的变化，综合整个过程来看，管道内部气体的流动以及压力系数在时间上存在周期性的变化，这就使得在整个的变化过程中，气体和机械内部的相应管道之间呈现出某种相互作用进而出现激振力，一般而言，在法兰和弯管等地方更容易出现激振力。激振力的存在，也是导致机械振动的重要原因，

2.3 工作时共振现象的影响

共振现象也是往复式压缩机产生震动的重要原因之一。压缩机内部在运行的过程中，气体的流动变化会产生一定的振动频率，机械内部的管道等结构在运转的过程中也会存在一定的振动频率，但两者的频率呈现出相同的情况，也就会出现共振现象。除了气体和零部件之间会产生共振现象之外，机械内部的相应结构之间也会出现共振现象，并且相对于气体来说更容易产生。共振现象一旦出现，如果不是那么严重对机械的影响则相对较小，如果共振频率过大，则会对整个机器的运转产生严重的危害。

2.4 其他因素的综合作用

此外还有其他的原因也会导致机械产生振动。比如说在最开始的机械设计的过程中，存在着一定的不严密情况，以至于整个网服饰的压缩机存在着结构性的缺陷，这往往导致振动的产生。此外则是组装过程的不规范操作，比如零部件安装未按标准进行，机械与地面之间的牢固程度不高，都会导致在运行的过程中出现严重的振动。

3、往复式压缩机之具体减振措施探讨

3.1 孔板设计以减少气流的冲击

在压缩机的内部气体的冲击是产生振动的重要原因之一，对这原因的解决不能仅仅依靠于外部固定的措施，主要的是避免管道内部脉动气柱的产生，故而安装一定的孔板可以解决这一问题。孔板的安装可以在一定程度上缓解气流的强烈冲击，并且可以避免脉动气柱的形成，具体来说就是将相应的脉动气柱相关的径油柱形波转化为行波，这样冲击力会减小，相应的振动频率也会减小。一般而言孔板可以设置在管道的入口处，既可以在最开始的组装时就设置完，也可以在工作运行之后进行在线的安装。

3.2 对管道结构的重新优化

往复式压缩机内部的管道是工作进行的重要场所，但也是振动产生的重要部位，因此需要对相应的管道进行优化设计，以减少振动产生的结构条件。在最初的设计阶段，需要对相应的管道频率进行一定的控制，根据不同的情况设置在10赫兹或者20赫兹，在这个基础之上还可以修正固定的管道参数，也可以改变其频率。在管道的组装设计上，要尽量减少弯管的使用，也尽量采取整体组装的方式，减少接头阀门等零部件的使用。在具体的安装过程中，要缩短管道与地面之间的距离，同时合理地设置相关的支架，并且要格外重视支架的形状和刚度，一般而言多使用扁平的钢材结构，以增大接触面积进而提高稳定性。在支架和管道中间，还需要设置一定的减震防滑装置，既可以减少震动也是对管道的一种保护。最后支架的设置最好单独设置在地面之上，避免受到工厂其他结构的影响。

3.3 气缸的选择和缓冲罐的设置

在压缩机相关的结构中，气缸和缓冲罐对于减少振动而言也具有重要的作用。在压缩机运行的过程中，气缸直接承受了气体的冲击与气压的变化，如果气缸选择不合理，则在气体的浸出变化中，极其容易产生气流脉动，因而气缸在选择之时需要着重考虑其减振功能。而缓冲罐的设置则能有效应对气流脉冲的冲击，对于消减气流脉冲的效果明显，同样设置和操作简便，需要结合孔板安装在相关气体的进出口处。

3.4 重视加强局部抗振的能力

在整个往复式压缩机的内部，因为多种结构都可能产生震动现象，因此在不同的部分需要同时设置相应的减振设施，从而使局部的减振会和成整体的减振。比如在各种进出口处安装脉动衰减器，对于排气部分的相关结构可以增设相关的支架，将整体的压力一点一点分散到不同的支架上。此外还需要重视对传统压缩机中不合理的部分进行改造，比如对于那些接触不良的地方重新上紧，对于原本的吊拉式的支撑进行改造，对于不合理的管道比如孔径较小的进行扩张，最后还需要重视压缩机整体性能的维护，以保证其最佳的运行状态。总之，需要根据实际情况，采取综合的有针对性的减振措施。

参考文献

[1]费文普.往复式压缩机工艺管道振动分析及消减措施[J].山西化工,2020,40(05):161-162+194.

[2]林建波.往复式氢气压缩机振动监控及减振措施[J].化工管理,2020(08):165-166.

[3]帕哈提·赛买提,于山江·麦麦提,肉鲜古力·阿不都吉力.V形往复式压缩机管线振动分析与减振措施[J].设备管理与维修,2019(16):52-53.

[4]李俊澄.关于往复式压缩机振动分析及应对措施的探讨[J].中国石油石化,2017(02):109-110.

[5]郝春哲,戴凌汉,钱才富,裴然.往复式压缩机管路振动与疲劳分析及减振方案研究[J].化工机械,2016,43(01):77-82+88.