往复式压缩机的振动特征研究

摘要:本文研究往复活塞式压缩机的振动特征。给出了一个操作守则以及噪音源和振动源的简介。使用Spectra Quest公司的机械故障仿真器MFS Magnum和一个由带传动驱动的单活塞压缩机进行实验。从加速度数据中,详细分析了活塞、进气阀和排气阀等的压缩周期和各个部件的相关性能。基于快速傅里叶变换的频谱分析和联合时-频分析,对频率组成进行了研究。

1. 引言
压缩机广泛应用于全世界工业、汽车、家庭电器和医疗器械中,从冰箱到空调,从输油管道到牙科医生的钻机。振动特性是许多压缩机应用主要关注的方面之一。每个家庭显然想拥有一个低噪音的冰箱。不同的应用中采用了不同的压缩机设计。有两种基本类型的压缩机:容积式压缩机和动力压缩机。每类压缩机可以进一步划分子范畴。读者可以查看参考文献1了解更多压缩机的不同类型和性能的比较方面的知识。本文重点研究往复式压缩机,因为它最常用。据估计,美国有4亿多压缩机[2]。
往复式压缩机是为大批量生产设计的最早的压缩机类型,至今仍然是最通用的压缩机设计。常见于小体积流率的需求中。图1给出了单活塞往复式压缩机的示意图。曲柄通过相连杆将旋转运动转化为活塞的往复运动。空气或其他类型的气体通过一个进气阀吸进压缩机气缸,压缩的气体通过排气阀排出。如图1所示,这两个阀片都是簧片阀。在任何时候,同时只有一个阀打开。往复式压缩机的操作与内燃机的操作类似。处于压缩冲程时,因为活塞向上移动压缩工作气体,当气缸压力超过了排气压力时,进气阀关闭,排气阀打开。在活塞到达上死点之后,开始吸气冲程。当气缸压力低于进气压力时,排气阀关闭,进气阀打开。
 

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