1，引言
由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)周期性地吸、排氣以及瞬 時(shí)等容壓縮而形成的氣流速度與壓力脈動(dòng)，從 而產(chǎn)生了很大的氣體動(dòng)力噪聲和振動(dòng)幅射噪 聲，給生產(chǎn)和安全都帶來不利影響。章丘豐源機(jī)械有限公司針對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)的噪聲特性，采用先進(jìn)的 噪聲控制技術(shù)和降噪設(shè)計(jì)，有效地降低羅茨鼓 風(fēng)機(jī)及其管道系統(tǒng)的噪聲污染，滿足人們?nèi)找?增強(qiáng)的健康要求。

2，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲特性
羅茨鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際上是一種容積式氣體增壓 與輸送機(jī)械，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生噪聲的原因主要有： 2.1，氣體在管道輸送過程中由于管道橫 截面積變化所引起的氣流脈動(dòng)噪聲。 2.2，風(fēng)機(jī)葉輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中由于容積空 間變化將產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，從而引起流量脈動(dòng)噪 聲。 2.3，進(jìn)氣口面積突變所導(dǎo)致的高低壓氣 體撞擊所引起的氣流脈動(dòng)噪聲。 2.4，高速氣體與葉輪和殼體的接觸噪 聲。 2.5，齒輪嚙合過程中由于齒型誤差所引 起的振動(dòng)噪聲。 2.6，因軸承制造精度差所引起的噪聲。 2.7，葉輪由于受力不均引起的軸承振動(dòng) 噪聲。 2.8，葉輪嚙合過程由于轉(zhuǎn)子制造誤差所 引起的撞擊噪聲。 其中，以氣流噪聲強(qiáng)度最高，危害最大。 氣流噪聲按產(chǎn)生機(jī)理分析，主要有兩種形式： 一種是風(fēng)機(jī)葉片負(fù)荷和厚度引起的旋轉(zhuǎn)噪聲； 另一種是風(fēng)機(jī)葉片附面層分離、旋渦發(fā)放、紊 流脈動(dòng)等引起的渦流噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是由于風(fēng) 機(jī)葉片工作于非粘性的勢(shì)流中產(chǎn)生的，其頻譜 常呈低中頻性，伴有一組離散的頻率尖峰；而 渦流噪聲則取決于風(fēng)機(jī)葉輪的形狀以及氣流相 對(duì)于機(jī)體的流速及流體粘性，產(chǎn)生連續(xù)頻譜的 高頻噪聲。頻率越高，噪聲指向性越強(qiáng)。 不同的風(fēng)機(jī)參數(shù)，有著不同的頻譜。風(fēng)機(jī) 噪聲頻譜特性：<500hz 1000hz="">1000Hz 為高頻噪聲。羅 茨鼓風(fēng)機(jī)有復(fù)雜而連續(xù)的頻譜成份。首先在很 寬的頻率范圍內(nèi)均有較高的噪聲，其中以低中 頻為主要成份，且盡管風(fēng)機(jī)型號(hào)不同，其噪 聲頻譜特性都基本相似。其次當(dāng)靜壓較低即負(fù) 載較小時(shí)，峰值頻率常在125Hz 左右，當(dāng)升 壓至額定靜壓條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在中頻500Hz 以 上，還會(huì)出現(xiàn)新的噪聲峰值。說明隨著羅茨 鼓風(fēng)機(jī)工作壓力的提高，中高頻噪聲將會(huì)出現(xiàn) 明顯的增大。 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲強(qiáng)度及頻譜特性既與風(fēng) 機(jī)的工作靜壓大小有關(guān)，又與風(fēng)機(jī)的流量、轉(zhuǎn) 速有關(guān)。如隨著流量的增大，噪聲也相應(yīng)升 高，其中中高頻噪聲的增大尤為顯著。

3.噪音控制技術(shù)。
根據(jù)使用現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，應(yīng)用頻譜分析 明確風(fēng)機(jī)噪聲源的部位，這不僅使風(fēng)機(jī)噪聲測(cè) 量和調(diào)查能夠做到有的放矢，而且為噪聲控制 設(shè)備和治理工程的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的依據(jù)。經(jīng) 過長(zhǎng)期的從設(shè)計(jì)到實(shí)踐的反復(fù)論證，證明以下 技術(shù)對(duì)控制羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲污染是十分有效的。 3.1，降低風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力噪聲方法 3.1.1，合理選擇風(fēng)機(jī)形式：同一系列的風(fēng) 機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓大者，噪聲也大。因此，選擇機(jī)號(hào) 時(shí)，余量過大不僅浪費(fèi)電能，而且還增大噪聲， 風(fēng)機(jī)的性能必須與管網(wǎng)及運(yùn)行制度相匹配方能 得到最低的噪聲。對(duì)同一型號(hào)風(fēng)機(jī)，在性能允許 條件下，應(yīng)盡量選用低轉(zhuǎn)速運(yùn)行的風(fēng)機(jī)，當(dāng)達(dá)到 一定流量盡量減少轉(zhuǎn)速，以降低噪聲。 3.1.2，合理地設(shè)計(jì)管路：管路阻力要小，風(fēng) 機(jī)入口不宜處于急變流場(chǎng)，若系統(tǒng)中有多個(gè)管 件，如彎頭、支管等，則它們之間的距離應(yīng)拉開 5～10 倍管徑。 采用合理的調(diào)節(jié)方式，并使風(fēng)機(jī)入口均勻 進(jìn)氣，都會(huì)使噪聲下降。另外，應(yīng)防止機(jī)殼與管 道的振動(dòng)過大而輻射過大的噪聲。用加強(qiáng)肋板 和阻尼涂層使薄板的固有頻率提高。圓形管道 的振動(dòng)以及振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲輻射量較矩形管道 為小，要盡量采用圓形管道。 3.1.3，吸聲材料的分類與應(yīng)用 一般多采用 125、250、500、1000、2000、 4000Hz 六個(gè)頻率的吸聲系數(shù)，其算術(shù)平均值 α>0.2時(shí)的材料才能作吸聲材料。多孔材料主 要吸收中、高頻；板狀和膜狀材料主要吸收低 頻。在吸聲頻率上有明顯的峰，穿孔板吸聲結(jié)構(gòu) 則兼有上述兩類的吸聲特性，即在轉(zhuǎn)變的頻率 范圍內(nèi)有相當(dāng)?shù)奈铡?3.2，消聲器種類與選取原則 消聲器僅對(duì)進(jìn)排氣噪聲有明顯的效果。風(fēng) 機(jī)進(jìn)、排氣管路常用的配套系列消聲器有：阻性 消聲器（中高頻效果好）、 抗性消聲器（中低頻 效果好）、 微穿孔板消聲器（較好的低中頻寬帶 消聲）、 阻抗復(fù)變消聲器（消聲值高，頻帶寬）及 組合型專用消聲器。 根據(jù)風(fēng)機(jī)的噪聲級(jí)大小、頻譜特性及使用 流量，由具體的工藝條件決定消聲器的設(shè)置。選 取的原則是在上、下限截止頻率（4000Hz～ 250Hz）之間，合理選用消聲值高，節(jié)省費(fèi)用的 消聲器。 3.3，控制噪聲波的方法 3.3.1，隔聲與吸聲處理 為了隔絕鼓風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)振動(dòng)，減弱固體聲 的傳遞，可在鼓風(fēng)機(jī)下安裝減振器，或在設(shè)計(jì)門的隔振基礎(chǔ)。采用全封閉的風(fēng)機(jī)隔聲間，在隔 聲間內(nèi)墻面和平頂表面襯上 60mm 厚的微孔泡 沫塑料；風(fēng)道與墻壁間隙充填毛氈，以吸收羅茨 鼓風(fēng)機(jī)輻射的噪聲。采用自扇通風(fēng)冷卻、負(fù)壓吸 風(fēng)冷卻、空氣循環(huán)通風(fēng)冷卻、外加機(jī)械通風(fēng)冷卻 等措施，有效地解決隔聲間內(nèi)的通風(fēng)散熱問題。 一般可降低噪聲 8～12dB(A)。設(shè)置雙層 6mm 厚的密封玻璃窗直接觀察風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。選用 能實(shí)時(shí)顯示風(fēng)壓、溫度、電動(dòng)機(jī)電流等工作狀況 和具啟動(dòng)、停止、故障報(bào)警等功能的遠(yuǎn)距離機(jī)電 一體化智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離。 3.3.2，輸氣管道的阻尼和隔聲處理 羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣或排氣管道的阻尼與隔聲 處理，也是降低風(fēng)機(jī)噪聲的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。輸 氣管道采取阻尼措施，先用瀝青、毛氈等阻 尼材料緊敷于管壁外，以阻尼管壁振動(dòng)，降 低噪聲輻射。然后用玻璃棉等材料做一層吸聲 層，再用鋼絲網(wǎng)水泥做2cm 左右的刷層，可 降低管壁噪聲15～20dB(A)。必要時(shí)設(shè)置消聲 彎頭為雙層壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁按設(shè)計(jì)距離鉆直徑 1mm 孔多個(gè)，內(nèi)外壁間距為100mm，其間充 填細(xì)玻璃棉以吸收由風(fēng)速而產(chǎn)生的噪聲，從而 降低排風(fēng)系統(tǒng)噪聲。
4，降噪設(shè)計(jì)
降噪的方法主要有兩種。一種是使用消聲 器或隔離罩，即被動(dòng)降噪。

另一種是主動(dòng)降噪， 從鼓風(fēng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手，利用空氣動(dòng)力學(xué)原 理，通過研究轉(zhuǎn)子型線、進(jìn)排氣管道和進(jìn)排 氣口的形狀、葉輪間的間隙等與噪聲間的關(guān) 系，從而設(shè)計(jì)出低成本、低噪聲、高效節(jié)能、 結(jié)構(gòu)緊湊的羅茨鼓風(fēng)機(jī)。FSR系列羅茨鼓風(fēng)機(jī)的降噪設(shè)計(jì)要點(diǎn) 如下： 4.1，葉輪采取特殊降噪圓弧、擺線、圓 弧組合型線，容積利用率為 0.53，降低由流 量和壓力脈動(dòng)所引起的噪聲3～4dB(A)。主要 降低了渦流噪聲的中、高頻部分。 4.2，機(jī)殼采取了逆流冷卻技術(shù)的降噪結(jié)構(gòu)， 使沖擊波強(qiáng)度減弱 50%，噪聲大約降低5dB(A)。 主要降低了旋轉(zhuǎn)噪聲的低頻部分。進(jìn)出風(fēng)口設(shè) 計(jì)成 20 度的螺旋漸變斜口，避免進(jìn)排氣口面積 突變，削減周期性排氣沖擊的氣流脈動(dòng)噪聲。 4.3，葉輪組采用了整體結(jié)構(gòu)；去掉了軸承 座，進(jìn)口軸承直接裝在帶有階梯孔的墻板上；機(jī) 殼與墻板用圓柱銷定位，保證了同軸度。5 級(jí)精 度的硬齒面直齒輪（斜齒輪）與傳動(dòng)軸采用脹緊 套聯(lián)接，潤(rùn)滑油選用 N68～N220號(hào)中極壓工業(yè) 齒輪油；主、副油箱材質(zhì)為鑄鋁等多項(xiàng)新結(jié)構(gòu)。主要零部件均采用數(shù)控設(shè)備和加工中心 加工，在整個(gè)頻譜特性上取得良好的降 噪效果。 4.4，設(shè)計(jì)合理的承載、密封、潤(rùn)滑 等結(jié)構(gòu)形式，達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、密集組合成 套、免維護(hù)等要求。 4.5，建立鼓風(fēng)機(jī)專用試驗(yàn)臺(tái)，測(cè)試 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量脈動(dòng)率、全壓、容積效率、噪 聲等主要性能指標(biāo)。 4.5.1，為了評(píng)估理論分析的正確性， 對(duì)采用逆流冷卻技術(shù)和不采用逆流冷卻 技術(shù)的兩種情況進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。在 FSL45WC 三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口處未裝有 消聲器的條件下，離機(jī)側(cè) 1 米處分別對(duì)接 通氣體逆流冷卻通道和關(guān)閉氣體逆流冷 卻通道兩種情況進(jìn)行了噪聲測(cè)量，其數(shù) 據(jù)列于表 1，可以看出在相同升壓下，接 通氣體逆流冷卻通道比關(guān)閉氣體逆流冷 卻通道的噪聲低。 4.5.2，用扭葉轉(zhuǎn)子代替直葉轉(zhuǎn)子用 于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。測(cè)試 用三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)主參數(shù)：理論流量 45m3/min，額定升壓 58.8kPa，額定 轉(zhuǎn)速 1580r/min，葉輪直徑 305，長(zhǎng) 450， 扭葉轉(zhuǎn)角 60°。吸排氣口均安裝了消聲 器，測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的背景噪聲為 45dB(A)。扭 葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)量結(jié)果見下表。 升壓(kPa)???? 9.8 19.6 29.4 39.2 49.0 58.8 噪聲值dB(A) 79.8 85.1 85.8 87.7 89.2 89.7 上述噪聲值為離風(fēng)機(jī)周圍 1 米處測(cè) 得。底座（基礎(chǔ)）或管道狀況不同，所測(cè) 出的噪聲值不同。如加隔聲罩后噪聲可 在此基礎(chǔ)上降低 20dB(A)左右。羅茨鼓風(fēng) 機(jī)及其管道系統(tǒng)可降至 85dB(A)以下，風(fēng) 機(jī)在降噪設(shè)計(jì)及性能上均取得良好的效 果。

5，結(jié)束語

降低噪聲最有效最經(jīng)濟(jì)的方法是采 用主動(dòng)降噪的新設(shè)計(jì)、新工藝來降低聲 源輻射噪聲；通過頻譜分析風(fēng)機(jī)噪聲特 性，采用先進(jìn)的噪聲控制技術(shù)的工藝流 程，達(dá)到降低噪聲或隔離噪聲的目的。經(jīng) 過采用以上措施，羅茨鼓風(fēng)機(jī)及其管道 系統(tǒng)的噪聲得到有效的控制。在降低噪 聲污染的同時(shí)，滿足環(huán)境治理的要求。章丘豐源憑借二十多年羅茨風(fēng)機(jī)專業(yè)經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)積累了無數(shù)經(jīng)驗(yàn)，想獲取更多關(guān)于羅茨風(fēng)機(jī)的方案與羅茨風(fēng)機(jī)選型可以聯(lián)系電話：13964033677