磁悬浮风机减小噪音的结构_空气悬浮风机

磁悬浮风机减小噪音的结构：探讨如何降低磁悬浮风机噪音的设计

　　摘 要：磁悬浮风机每次吸入、排出的风量很大并有突变现象,从而产生较大的噪声，而现代化大生产又希望磁悬浮风机能提供更高的压力和更大的风量。为了提高风机性能、降低噪声污染、满足环保要求，本文从噪声源着手,在设计与制造方面提出降低噪声的一些方

　　法。

　　关键词：磁悬浮风机；提高风机性能；降低噪声

　　中图分类号：C35文献标识码： A

　　1概述

　　磁悬浮风机每次吸入、排出的风量很大并有突变现象,从而产生较大的噪声,被称之为机械产品的“声老虎”,特别是在高压的情况下尤甚,且风量越大、压力越高、转速越快,则噪声就越大,而现代化大生产又希望磁悬浮风机能提供更高的压力和更大的风量。为了提高风机性能、降低噪声污染、满足环保要求,工程师们想尽了各种对策。本文从噪声源着手,在设计与制造方面提出降低噪声的一些方法。

　　2 噪声分析

　　机械噪声主要来源于机壳的振动, 使机壳发生振动的原因主要有两个:①叶轮的转动不平衡力,通过传动构件转移到机壳上,对机壳产生周期性的激励;②机壳内的涡流强度所决定的压力脉动,常与叶片的基频(即叶片通过频率)有联系,也对机壳产生周期性的激励。风机的风压越高,这一激励源越不能忽视。噪声测量测量空气悬浮风机噪声的目的就是为了对被测对象进行噪声等级的分析、评价或声源识别,以便采取适当的措施进行噪声控制。通常空气悬浮风机的噪声识别方法有现场测量法、声功率测量法、表面振动测量法等,其中,现场测量法是工程实际中常用的方法。现场测量法通过对数据、频谱的分析确定主要的噪声辐射源,方法简便,测量结果能真实反映风机的振动与噪声水平,但易受环境的影响。声功率测量法反映噪声源辐射强度与辐射特性,避免了声压级易受测量距离和测量环境影响的缺点。振动测量法是根据空气悬浮风机的表面振动速度来估计表面辐射声功率,主要困难在于空气悬浮风机零部件辐射比的确定,需要测量较多的数据和进行大量的计算。

　　3 结构设计

　　3.1 设计回流孔

　　在机壳出风端未过转子中心处开一定的U形条孔, 可以减轻出风口端的压力爆发,在叶轮与机壳、墙板所形成的容腔即将进入密闭状态时,使出风口的高压气体有少量部分能回流入容腔,并使容腔与出风口气室形成一定的压力平衡。同时,当叶轮继续旋转时,容腔体积变小,压力增加,又可使得密闭容腔在大量排出气体前能通过回流孔预排,这样既可减少“死角”气体的涡流噪声,又可减少排气时由于压力过于释放造成的冲击噪声 。

　　3.2 设计异形进出风口

　　传统磁悬浮风机的进出风口为矩形口,吸气时,整个叶轮外圆同时进入密封区,使气体突然关闭,排气时叶轮外圆又同时打开,则高压气体突然释放,使得吸入和排出气体时都会产生高噪声并伴有较大振动。将进出风口设计成异形口,吸入时的密封和排出时的打开基于开口面积由最大到零和由零到最大,均为渐变,从而延缓了进排气口气体压差的变化率,起到削减周期性排气冲击噪声的作用,因此使噪声低而平稳。。

　　3.3 转子串接设计法

　　叶轮一般作为一个整体与轴联接,若将叶轮沿轴向分成几段,则构成串接转子。每段叶轮具有相同的叶型、直径,甚至相同的长度。串接时,相邻两段叶轮周向错开一定的角度(两叶错开90°,三叶错开60°) ,并在机壳内或叶轮段间设置隔板,将其隔成相应的段,每一段的工作情况都与单台鼓风机相似。由于各段叶轮的工作过程有一定的时间差,使气流脉冲减少,与同长度的单一叶轮相比总排气流量不变而脉动变得更加平稳,噪声也相对较低。

　　3.4 设计扭曲叶轮

　　磁悬浮风机叶轮轮齿一般与轴线平行,即直齿状,这样加工、检测就比较方便,但随着加工技术的发展,还是应设计成扭曲叶轮,即斜齿状,因为这样可以增加啮合线长度。扭叶磁悬浮风机工作平稳、输气脉动小、噪声低,而且工作时具有内压缩过程,与直叶磁悬浮风机相比效率高、能耗低,是磁悬浮风机传统的替代产品。

　　3.5 叶轮曲线的CAD 设计法

　　叶轮作为磁悬浮风机的心脏零件,表面形状至关重要,气体是通过两个叶轮表面的啮合,来进行吸气与排气的。为了使这对叶轮能正常啮合,叶轮曲线一般都设计成渐开线、摆线或圆包络线。基于设计及制造工艺,传统叶轮一般设计成单一型线,通过数学方法计算出各种参数,包括中心距、基圆、压力角、起始啮合角等。随着计算机及数控技术的发展,CAD 设计软件和数控编程软件功能也越来越强大,应充分利用软件资源,对叶轮曲线进行分段、组合设计,改掉以往的单一曲线,通过CAD 进行模拟、仿真,保证叶轮在任何情况下啮合时均可有相对固定的间隙。因为这种组合曲线在现代的数控机床上编程、加工已不是难事。均匀的叶轮间隙不仅能大大提高平稳性、降低噪声,而且还能保证风量、振动、寿命等重要的机械性能。

　　4 制造精度

　　精度的提高意味着产品成本的增加,但为了满足所需性能,又不得不提高相应方面的精度。下面就为满足低噪性能方面提出应提高的精度。

　　4.1 叶轮表面质量及平衡

　　叶轮表面质量主要取决于材质及加工质量。对于小叶轮,一般选择铸钢或球墨铸铁,并与轴铸成一体,大叶轮选择HT200 ,粗糙度为Ra3. 2 ,在数控机床上加工,取较小的走刀量,可获得较低的粗糙度;转子平衡至少应保证G6. 3 ,最好提高到G5. 6 。

　　4.2 轴承精度

　　轴承作为易损件,一般的企业都不愿提高其精度使产品成本增加,这样往往得不偿失。因为低精度轴承产生较大的振动和摩擦,且其作为整个机器的装配基准,对整机性能及其它零部件的寿命都有至关重要的影响。国外风机的轴承精度一般至少相当于我国的C 级标准。

　　4.3 齿轮精度

　　齿轮间隙、运动准确性、齿向精度等直接决定着叶轮啮合的均匀性及平稳性,齿面粗糙度又是摩擦噪声的主要来源之一。因此,按国标要求齿轮精度应保证在7 级以上,而一般机械加工厂的齿轮加工、检测手段往往不强, 使精度不能满足要求。所以齿轮加工最好是与专业的齿轮加工厂协作。

　　4.4 风道质量

　　光滑的风道表面能让气流顺利通过,不仅有利于减少损失,而且能大大减少因气流流动受阻而带来的啸叫声,因此,管道内壁应尽量降低粗糙度,减少弯道数量;进出风口不宜处于急变流场,应由方变圆光滑过渡。若系统中有多个管件,如弯头、支管等,则它们之间的距离应拉开5~10 倍管径。

　　5 采用消声、隔声、隔振等措施

　　除了在结构及制造精度方面控制噪声外,在轴承、齿轮、密封处应使用优质的润滑油,进出风口配设消声器,整机及配套设备外围设计隔声罩,有条件的地方可将风机置于地下室工作或选择水下磁悬浮风机进行隔声、隔振等。

　　6创新结构设计与噪声治理

　　“一种低噪声磁悬浮风机”就是针对降低二叶磁悬浮风机气动噪声，在噪声声源降噪的产品。其主要结构就是将磁悬浮风机的排气口设计为双螺旋气口，并设有变径消声腔。当基元容积与排气口相通时，高压回流气体同时从双螺旋气口两侧进入基元容积腔内，与单螺旋气口相比，相同时间内回流气体的体积增加一倍，回流流速降低一半，故回流冲击脉动强度降低，从而降低了噪声。

　　不仅如此，双螺旋气口使的高压回流气体从两封口同时回流，其冲击作用在基元容积腔内相互作用、相互抵消，最终对风机侧板基本不形成冲击力，能很好的降低噪声。与此同时，双螺旋风口降低高压气体对叶轮轴的挠度影响，使得运行更可靠，这样的结构，还提高了抗超负荷的能力。而且，鼓风机内部联成整体，使其的抗挤压能力和抗拉伸能力得到很大提高。最后，除了采用以上办法降低启动噪声和机械噪声外，还设计有变径消声腔干涉消声，使得噪声大大降低。

　　7 结论

　　空气悬浮风机噪声以气动噪声和机械噪声影响为主。研究噪声源的特性和产生机理,是正确选择噪声控制措施的基本条件。从声源传播途径考虑,采取消声、隔声、吸声和隔振等降噪方法,能够有效控制噪声污染,但增加了设备成本与工程投资。从结构设计与生产工艺考虑,通过优化结构设计、改进加工方法、提高装配精度、选用合理的型号和调节方式,能够从根本上消除噪声危害,不仅降低噪声,而且提高风机效率、降低设备能耗,仍然是空气悬浮风机的主要发展方向。

磁悬浮风机减小噪音的结构：空气悬浮风机如何减少振动及噪音

　　原标题：空气悬浮风机如何减少振动及噪音

　　磁悬浮风机属容积式风机，机体内腔无须润滑油，高效节能，低噪音，使用寿命长，结构紧凑，体积小，重量轻，操作方便，广泛应用于各行业，例如石化、建材、电力、冶炼、化肥、矿山、港口、轻纺、食品、造纸、水产养殖和污水处理、环保产业等。

　　图1 磁悬浮风机

　　空气悬浮风机在运行中会难免出现一些振动大及噪音大的问题，结合某化工空气悬浮风机目前存在管系振动较大，导致所连接换热设备本体材料破损，以及空气悬浮风机厂房存在巨大噪音危害人体健康等问题，通过对振动及噪音产生原因进行分析几种可行的解决办法，主要分为以下三点：空气悬浮风机的振动分析及具体特征、空气悬浮风机所接管道的振动分析及解决方案、空气悬浮风机噪音过大的解决方案。

　　1.空气悬浮风机的振动分析及具体特征:

　　引起磁悬浮风机振动大的因素较多，主要原因有以下几种：

　　（1）地脚螺栓松动，主要表现在垂直方向振动较大。

　　（2）联轴器找正不合格，表现有三点：一是轴向振动 较大，二是与联轴器靠近的轴承振动较大，三是振动程度与负荷关系较大。

　　（3）风机基础刚度差，故障特征为：一是振动频率为工频，振动时域波形为正弦波，二是垂直方向振动速度异常。

　　（4）与风机连接的管道配置不合理，主要是与风机连接的防振接头老化，管道与风机形成共振。

　　（5）同步齿轮啮合间隙大，齿面接触精度不够，也可导致水平振动超标。

　　（6）转子不平衡，振动表现为：一是水平方向振动较大，且振动频率与转速同频，二是振动大小与机组负荷无关。

　　（7）轴承损坏及轴系零件松动，主要表现在：一是轴 承温度高并有异响，二是水平、轴向、垂直振动都有异常。

　　2 空气悬浮风机所接管道的振动原因及解决方案:

　　空气悬浮风机的工作特点是叶轮端面和风机前后端盖之间及风机叶轮之间者始终保持微小的间隙，在同步齿轮的带动下风从风机进风口沿壳体内壁输送到排出的一侧，引起吸气排气呈间歇性和周期性变化，管内气体呈脉动状态。管内气体参数如压力、速度、密度等不断随位置变化，而且随时间做周期性变化，这种现象称为气流脉动。脉动气体遇到弯头、异径管、控制阀等元件后将产生随时间变化的激振力，受此激振力的作用，管道产生振动。管道产生振动的振源主要是管内气体的压力脉动，由于压力脉动始终存在，因此空气悬浮风机在允许范围内存在某种程度的振动是正常现象，但应该避免发生剧烈振动，否则可能导致管道破坏。

　　2.1引起管道发生剧烈振动的主要原因有两个：

　　（1)气体的压力脉动过大，导致激振力过大；（2)管道发生结构（机械) 共振。管道发生结构（机械）共振的原因是管道结构固有频率与机器激振力频率过于接近，使管道振动急剧增大。要减 少管道的振动，必须避免管道发生结构共振。为防止结构共振必须进行管系固有频率分析，工程上把0.8-1.2倍的固有频率范围称为共振区，设计要求激振力频率不能落在共振区之内。由于机器的激振频率是不可更改的，所以要求通过调整管系的固有频率以避开共振。固有频率与系统的刚度有直接的关系，刚度越大固有频率越高，管系固有频率的调整主要通过调整系统的刚度来完成。影响管系刚度的因素主要有管道走向、管径、壁厚和管道支承状况。

　　2.2振动的建议排除措施

　　管系振动会引起管系和管架的疲劳损坏、建筑物诱发振动以及噪声等，大的振动还将使隔热材料损坏，仪表指示错误、管道和设备的疲劳失效等问题，针对某化工公司空气悬浮风机管道振动的问题目前建议采用的方法是：

　　首先，业主联系空气悬浮风机厂家对风机本身可能存在的振动因素进行逐一排除，保证不因为设备本身的问题产生剧烈振动。

　　采取避免发生管道结构（机械）共振的措施进行管系动态分析，避免共振现象。增加管道的刚度达到对管系固有频率的调整避开机器振动的频率。

　　修改支架的型式增加对管路振动进行有效的抑制，而不能只采用承重设计，还须采用防振管卡，保证管道与管卡充分接触。

　　增加管道与换热器的柔性减振连接措施，避免将管道的振动传递给换热设备导致设备金属材料的疲劳损坏。图2和图3分别反映了修改前后的管道走向及支架设计，在管道自身柔性满足相关要求的前提下，尽量采用增加管道的刚度的措施以避免管道结构固有频率与机器激振力频率过于接近，使管道振动急剧增大。

　　图2 某化工厂空气悬浮风机出口现有配管

　　图3 采取防振消音措施后的配管走向

　　3 空气悬浮风机噪音过大的解决方案

　　3.1空气悬浮风机噪声的形成

　　空气悬浮风机噪声主要来源于机械噪音、电磁噪音以及气流噪音等三方面。机械噪音是机械内部的齿轮、轴承的运转以及机身的震动加上摩擦与冲击产生的。气流噪音则是由于风机里风叶的旋转对空气产生挤压并且带动气流形成涡轮状所产生。在这几个因素当中，以气流噪音的强度最高，对人体的危害最大。

　　3.2空气悬浮风机降噪的治理原则和方法

　　通过对空气悬浮风机的使用，了解噪声所在的源头部位，使风机噪声的调查与测量更具目的性，科学性，针对罗茨机房的现有情况，可以以下的方法控制空气悬浮风机的噪声污染：

　　3.2.1设置围护结构

　　在机组的周围设置围护机构，可以有效的阻拦风机的噪声传到室外，使噪声限制在一定的范围内。这种方法不管是在新建厂房还是在治理噪声的时候都是简单易行的。机组的围护结构通常使用厚重的材料，比如240厚的砖墙，200厚的加气混凝土砌块等，尽量避免设置直接的通风口或者其他传声口，以提升围护结构的封闭性与隔声能力。当然，也可以采用全封闭的风机隔声间，并在隔声间的内壁加装60毫米厚的微孔泡沫塑料；墙壁间隙和风道位置填充毛毡，以吸收噪声。

　　3.2.2设置消声器

　　在风机进气管道和排气管道上安装消声器是风机噪声治理中一个有效的措施，它可以有效的降低气流噪音。我们可以采用隔音棉内衬的消音器型式，不锈钢丝网也可以代替隔音棉。

　　空气悬浮风机在使用中普遍存在振动大、噪音高等问题，严重影响到使用安全及人员的健康，我们可以通过上述的方案解决空气悬浮风机生产运营中实际存在的问题。

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磁悬浮风机减小噪音的结构：空气悬浮风机降低噪声的根本途径

　　噪声的控制方法是尽力避免和减少噪声源产生的噪声辐射,即尽量减少脉冲力。通常各厂家所采用的噪声控制方法,不仅增加了投资,而且在风机运行过程中会由于消声器等的压力损失而造成能量损失,这对于节约能量是很不利的。因此,改进风机的气动设计、进行风机的最佳选择、采取合适的安装及运行方式是降低空气悬浮风机噪声的最根本的途径。锦工发现对于离心式和轴流式风机,从结构本身的改进来降低噪声的报道已有很多,并取得了较大的成效,但对空气悬浮风机的报道却很少见。为此,锦工风机科研人员对空气悬浮风机降低噪声的根本途径又作了一些深入研究。

　　由上篇文章风机噪声产生的机理分析可知,当工作轮旋转时,叶片出口区内气流具有很大的不均匀性,这种不均匀性气流周期地作用于周围介质,产生压力脉动而形成噪声。且气流的不均匀性愈强,噪声愈大。将空气悬浮风机转子直叶叶轮改为扭叶叶轮,能改善排气的不均匀性,因而能降低噪声。

　　把机壳内圆周面出风口做成与叶轮顶端素线成一定大小的夹角气流沿工作轮出口圆周方向的不均匀性,产生了随时间变化的压力脉动,反过来,它又影响叶轮中气流的脉动,产生噪声。把机壳内圆周面出风口做成与叶轮顶端素线成一定大小的夹角,能改善气流的不均匀性,从而降低空气悬浮风机的噪声。此方法对于二叶叶轮因几何尺寸大小会受到限制,而对于三叶叶轮则完全可以办到。

　　将二叶叶轮改为三叶叶轮,增加了空气悬浮风机转子的头数,同样能改善风机排气的不均匀性,因此可以降低噪声。将二叶叶轮改为三叶叶轮,其关键是确定三叶叶轮渐开线叶轮的径距比(K=D/A,其中D为叶轮直径,A为两叶轮中心距)。经过改造后的空气悬浮风机具有气流脉动小、噪音低等优良性能,目前已为各磁悬浮风机厂家所关注。

　　空气悬浮风机的噪声不仅靠改进设计来控制,对于给定的任务,可以用优化风机型式和尺寸,以及合理安装和运行来降低风机的噪声。

　　在实际管网系统中,为了保证低的噪声,应选择最佳的风机型式和尺寸,进行正确的安装,保持合理的运行。大多数风机的最小声功率和最佳效率与所对应的工况点是吻合的,这样,合理的风机选择无论从降噪还是从经济上都会得到收益;叶轮顶端圆周速度应尽可能地低;尽可能地保证风机进口处气流的均匀;风机与管网的匹配不仅要从气动的观点,而且也要从声学的观点来考虑;通过合理选择风机直径、速度及叶片数,使叶片通过频率噪声的辐射效率最小。

　　风机的声功率级或A声级,随着流量和压力的增大而增大,安装时应尽量减少不必要的阻力损失。在流道中及叶轮前尽量避免障碍物产生的尾迹吸入到叶轮中而产生噪声。消声器的安装应与叶轮保持一定的安装距离,以避免对叶轮产生影响。

　　由于多数风机是在变工况下运行的,风机的风量和风压都要根据管网的需要进行调节,因而调节方式应尽量采用变转速等产生附加噪声小的高效调节系统(如变频调速)。

　　1、采用消声、隔声、吸声、隔振等方法,虽能取得一定的噪声综合治理成效,但只是从传播途径上采取了措施,增加了投资,对于节约能源也不利。

　　2、为了使噪声得到更有效的控制,需从声源上根本解决问题,即选择最佳设计,提高制造精度和装配质量,选用合理的调节方式,并采取有效的减振措施,才能取得令人满意的降噪效果。

　　3、将空气悬浮风机的叶轮做成扭叶叶轮、把机壳内圆周面出风口做成与叶轮顶端素线成一定大小的夹角以及将二叶叶轮改为三叶叶轮等,均可以降低空气悬浮风机的噪声。

　　4、应继续进行空气悬浮风机噪声的理论研究,较精确地预估噪声级,在风机的气流和结构参数与气动噪声级之间建立起数学关系式。这样,就可在风机的设计阶段利用这些关系式,与气动计算一起进行寻找最小噪声和最佳气动性能的方案,从而在根本上降低风机本身的噪声。

　　5、进行风机噪声的测量,建立起相应的数据库。利用这些数据库,产生经验性设计准则和预示风机噪声的数学模型,并估算风机的平均性能,从而在满足用户的流量、压力要求的情况下,从降低噪声的角度合理地选择风机。

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磁悬浮风机减小噪音的结构：空气悬浮风机降噪的3个方法,让您远离噪音污染！

　　您好，欢迎来到锦工风机官网，空气悬浮风机是气力运输的设备，一般的机械设备都会存在有机械噪音，空气悬浮风机也不例外，在空气悬浮风机周边，如果存在有居民，那么我们需要对空气悬浮风机的噪声应当有所要求，空气悬浮风机的降噪措施有哪些呢？

　　锦工风机厂家实景拍摄

　　1、控制声源

　　空气悬浮风机在出厂时，都会带有消声器，有些客户也会只选择机头，而不选择消声器，没有安装消声器的空气悬浮风机，在运转起来之后，噪音会非常大，严重影响我们的听力。

　　在采购空气悬浮风机时，我们对于空气悬浮风机的噪声有要求，我们要把这些需求和厂家说明，并让其提供噪声分贝值，空气悬浮风机做的优质，整体结构会非常的稳重，在风机运行过程中，噪声产生较小。

　　在安装之后，我们一定要将空气悬浮风机整体进行正确安装，不能出现螺栓固定不紧的情况，这在后期的运行中会产生机体共振，也会产生相应的噪声。

　　小结：控制空气悬浮风机声源，采购带有较优质消音器的空气悬浮风机，正确紧固安装。

　　2、切断噪声的传播途径

　　一般的工业用空气悬浮风机，与其他相协调设备，会单独的安装在一个机房内，这样可以有效的切断空气悬浮风机噪声传播的途径，能够很多的降低噪音。

　　如果我们没有合适的安装机房，我们可以采购单独的空气悬浮风机消音房，空气悬浮风机消音房，不仅能够很好的切断噪声的传播，而且能够在消音房外面对空气悬浮风机进行调控，维护简单方便。

　　小结：空气悬浮风机降噪措施2：放置于机房内，远离生活工作区、居民楼等；为空气悬浮风机配置专门的消音房，切断噪声的传播途径。

　　3、罗茨合理规划布置

　　如果我们有工作区、生活区、车间，那么我们在规划布置的时候，让罗风机原理我们的工作生活区，增加空气悬浮风机噪声的传播距离，以达到空气悬浮风机降噪的效果。

　　小结：罗风机降噪措施3：合理规划布置空气悬浮风机的位置。

　　总结：空气悬浮风机降噪在有些地方非常有必要，如医疗行业、食品行业等，我们在采购空气悬浮风机时，也可选用低噪音空气悬浮风机，这类风机噪音值较低，并且有很好的降噪功能，可以轻松安置且不会占用很大的使用面积。您如果对空气悬浮风机降噪有任何问题，可以联系我们。锦工风机有低噪音空气悬浮风机，并能提供噪音分贝值供您参考。

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