煤矿局部通风机噪声机理及控制方法

圆弧半径太小，使气流进入集流器时不能均
匀加速，不均匀的进风口流场不但流动阻力 ４ 在传播途径上控制局扇噪声的方法
增加，而且会使局扇的噪声提高。若采用两 ４．１ 在局扇进、出气口安装消声器
段圆弧构成的喇叭口，增大集流器的圆弧半
在局扇噪声中，进、出气口辐射的空气
径，并适当改变整流罩的锥度，可使气流在 动力性噪声强度最大，所以控制局扇的噪
互干扰作用，将导致局扇旋转噪声的增加， 果在动叶之后有静叶，则这种非稳定流动与
静叶或支撑尾流的存在还破坏了叶轮进风口 静叶相互作用将产生噪声。动叶与静叶间的
流场的均匀性，这将导致局扇的宽频涡流噪 距离愈近，噪声愈烈。在 Ｊ Ｂ Ｔ ５ １ － １ 局扇上
声增加。采用减少导流体支撑数，将支撑布 试验表明，将动叶与静叶间的轴向相对间距
２ 电机在运行中异常振动的常见原因及出 理
２．１ 空载运转时产生异常振动的原因及处理
①电动机安装的基础不平，可通过加垫 子来调整，或刚度不够，可重新做基础，加 强其坚固性。
②电动机转子不平衡及转轴弯曲，可将 转子在车床上用千分表找正后，针对具体情 况将转子铁芯或轴加以修复；或者在转子平衡 后，平衡块发生移动，应固定好。
２ 局扇噪声产生机理及其特性
局扇工作时所产生的噪声，包括空气动 力性噪声和机械性噪声，其中空气动力性噪 声的强度较大，是局扇噪声的主要成分。空 气动力性噪声按产生机理可分成旋转噪声和 涡流噪声。
旋转噪声是由旋转的叶片周期地打击空 气质点引起空气的压力脉动所产生的。其频 率就是叶片每秒钟打击空气质点的次数，因 此它与叶片数和转速有关。旋转噪声的强度 大致与圆周速度的 ５ ～６ 次方成比例。因此， 对高速旋转（转速一般为 ２ ９ ０ ０ 转 ／ 分）的 局扇，旋转噪声所占比例是很高的。涡流噪 声是风机旋转时，高速气流在叶片界面和叶 顶间隙处分离时产生的涡流分离使气体产生 的压缩和稀疏，以声波的形式传播所形成 的。其频率取决于叶片与气流的相对速度。 因叶片各截面上的圆周速度随半径大小而变 化，气流绕过叶片时各点相对速度必然亦不 一样，同时叶片各点厚度也不同。故从圆心 到最大半径速度呈连续变化。因此叶轮旋转 所产生的涡流噪声呈明显的连续谱。局扇的 空动噪声就是旋转噪声与涡流噪声相互叠加 的结果。
噪提供了参考。
关键词：轴流风机 局扇 噪声 控制对策
中图分类号： Ｔ Ｈ １ ７
文献标识码： Ａ
文章编号：１６７２－３７９１（２００７）０３（ａ）－００２８－０２
１ 引言
在煤矿掘进中，常用局部通风机（以下 简称局扇）给独头巷道通风，局扇的噪声是掘 进中的主要噪声源，就 ＪＢＴ 、ＢＫＪ 系列局扇 而言，其入口和机壳周围的噪声达 ９５ｄＢ（Ａ） 以上，高的噪声不仅影响工人的健康，而且常 掩蔽井下安全警报信号造成事故，所以对局 扇的降噪声研究具有十分重要意义。本文在 局扇噪声产生的机理基础上，综述了从噪声 源和传播途径上控制局扇噪声的方法。
３．４ 合理的动叶与静叶间的轴向间距
首先，由于局扇静叶或支撑的后缘与动
在局扇运行时，气流与叶片作相对运动
叶的轴向距离很短，且静叶或支撑位于高速 时，叶片后缘的气流尾迹中，速度及压力均
流端面上。因此，从静叶或支撑尾部脱落下 小于主流区，使叶栅后的气流速度与压力分
来的强度较大的涡流尾迹直接与动叶发生相 布皆不均匀。这种不均匀的流谱在旋转。如
集流器和整流罩之间均匀加速。对 Ｊ Ｂ Ｔ － ５ １ 声，首先应将这部分噪声降下来。由于局扇
局扇的试验表明，进口部件结构经过合理设 在井下使用时为压入式通风，噪声的主要辐
计可使噪声的 Ａ 声级降低 ３ ～４ ｄ Ｂ （ Ａ ） 。
射部位在风机的进口，所以一般在进气口安
３．２ 减少动叶叶尖与机壳间的间隙
片的干扰力减弱，从而降低噪声。对 Ｂ Ｋ Ｊ － 扇，有很好的降噪效果，但在多粉尘而且潮
６６ＮＯ４．５Ａ （８ｋＷ）子午局扇的试验表明，在 湿的井下环境，会使多孔吸声材料受潮，同
动叶叶尖处加旋转环型围带，使相对间隙减 时，粉尘充塞吸声材料会降低其吸声性能。
少，可使局扇的 Ａ 声级降低 ４～５ｄＢ（Ａ）。
②两联轴器中心线不一致，使电机与被 传动机械轴线不重合，此时应重新安装联轴 器。两轴同轴度；径向位移小于等于 ０．５ｍｍ， 倾斜＜ １ ． ２ ％ ， 端面间隙，以联轴器类型及外 形尺寸而定。
③传送带接头不平滑；电动机定子铁心松 动并伴有电磁噪声；被传动机械存在的故障而 引起振动又传递给电动机。这些问题，可通过 修整解决。 ２．３ 电动机运行中突然产生振动及处理
它的缺点是制造工艺相对复杂、在井下多粉 尘的环境工作时微孔容易阻塞而影响降噪效 果。因此，一般也应做成装拆方便的结构。与 阻性消声器比较，其降噪效果受气流速度的 影响较小，拆卸后可用水清洗微穿孔板或用
叶几何形状，安装位置、数量、高度都会对风 压缩空气将粉尘除去，而对降噪不产生影响。
机噪声和气动性能产生影响，附加导叶沿气 若对微穿孔板的结构参数进行优化，可达到
探讨。
关键词：电动机 振动 原因 处理
中图分类号： Ｔ Ｍ ３ ２
文献标识码： Ａ
文章编号：１６７２－３７９１（２００７）０３（ａ）－００２９－０１
各类生产厂风机、泵、压缩机等转动机 械大都用电动机拖动，电动机一旦发生故 障，不仅破坏生产的连续性，而且还将造成 设备损坏，经济损失，甚至人身伤亡，而 振动是电动机在运行中的主要故障现象，因 此研究电动机振动原因，掌握发生振动的规 律并有针对性采取对策是防范事故于未然的 重要课题。
（１）异常巡检 主要是对电机进行简易诊断，采用便携 式振动测试仪对电机的状态迅速而有效地做 出概括性评价，以对电机进行早期故障诊断 和趋势控制。若异常巡检后发现电机运行正 常，则无需进一步诊断； 反之则应对电机进 行精密诊断。 （２）故障状态和部位诊断 此为精密诊断，一般采用振动传感器拾 取电机运行状态的振动信息，用频谱分析对 这些信息进行分析和处理，通过状态信息中 分离出与故障直接有关的信息，以确定电机 故障的状态和部位。 （３）故障类型和原因分析 这是对电机故障的振动特征分析之后形 成典型故障特征库或专家系统，从而对电机 状态进行识别，以确定故障类型和部位。
因此，必须对多孔吸声材料必须作防水防潮
３．３ 动叶上增设附加导叶
等处理，而控制叶 更换吸声材料。
轮叶栅中附面层的发展与分离，改善沿叶面
微穿孔板消声器一般设计成双层结构以
的流动状态，扩大叶片排无分离绕流范围，降 克服其吸声底谷，双层结构的微穿孔板消声
１ 振动的诊断过程
电机和其他所有机器设备一样，在运行 过程中有能量、热量、磨损、振动等各种 物理和化学参数的传递和变化，这些信息变 化直接和间接地反映出电机的运行状态，而 振动信息（ 位移、速度、加速度） 能够敏感地 反映电机的运行状态，利用振动诊断法可以 有效地诊断出电机的故障。其诊断过程主要 有异常巡检、故障状态和部位诊断、故障类 型和原因分析三个部分。
装消声器。
由于动叶叶尖与机壳间的间隙的存在，
目前在种类繁多的消声器中，使用在局
使动叶吸力面与压力面之间产生压差流动，它 扇上最多的为阻性消声器、微穿孔板消声器
形成叶尖涡流并产生澡流噪声。减小叶尖与机 两 大 类 。
壳间的间隙，可使分离的涡流在叶尖处产生的
由多孔吸声材料制作的阻性消声器主要
力波动和间隙回流减弱，同时使作用于随后叶 吸收中高频噪声，对以中高频噪声为主的局
置在喇叭口的进风口端面上，并增大局扇进 从 ４ ％ 增大到 ７ ． ５ ％ ，可使噪声降低 ３ ｄ Ｂ
风口部件的轴向尺寸，可使支撑位于气流速 （Ａ ）。试验还表明，当（ ｓ 增大到 １ 后，降
度不大的位置，使支撑尾部脱落下来的涡流 噪不明显。但应指出的是，轴向相对间距过
至动叶前缘时已基本衰减。其次，集流器的 大，会对局扇的气动性能产生较大影响。
应超过附面层厚度，不能过高或过低，常取０． ４．２ 局扇机壳加阻尼
０ ６ － ０ ． ０ ７ ｂ （ｂ 为叶片弦长）为宜。试验证
在局扇进气口安装消声器可以消减空气
明，在叶片吸力面上设置导叶具有最佳效 动力性噪声，即把局扇最强部分的噪声消除
２８ 科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
局扇的机械噪声主要有驱动电机的电磁 声和机壳辐射噪声。
要对局扇的噪声进行有效控制，首先应 控制其噪声源，然而，对于转速高大 ２ ９ ０ ０ 转 ／ 分，噪声高达 ９ ５ ｄ Ｂ （Ａ ）以上的局扇， 要使噪声降到 ８ ５ ｄ Ｂ （Ａ ）以下，确实很难。 因此还必须再考虑从传播路径上来控制噪 声。由于局扇噪声的辐射部位主要是进、出 气口和机壳。因此，在传播路径上对局扇实 施噪声控制时，应同时考虑进、出气口和机 壳的辐射。
科技资讯 ２００７ ＮＯ．０７ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 煤矿局部通风机噪声机理及控制方法
工 业 技 术
马德朝 （淮南矿业集团淮南舜立机械有限公司 安徽淮南 ２３２０４６）
摘 要： 分析了矿用轴流式局部通风机（ 简称局扇） 噪声产生的机理，分析了从局扇噪声源和传播途径上噪声控制的方法，为局扇的降
⑤电动机绕组存在故障。定子线圈接错 线或匝间、相间短路； 转子线圈匝间或相间 短路； 同步电动机励磁绕组松动或有位移， 匝间短路，接线不正确等。线圈有松动或位 移，可校正及固定。短路现象，可用直流 电桥测绕组直流电阻值，并加以比较可知。 ２．２ 电动机加负载后振动的原因及处理
①带轮或联轴器转动不平衡，可校正转 动装置，使之平衡
流方向而置，吸力面上附加导叶向上弯曲，压 较好降噪效果。为了对局扇的气动性能不产
力上附加导叶向下弯曲。入口、出口气流角取 生大的影响，一般在两类消声器的入口均加
２０（￣３０（为宜。导叶数尽量少，沿叶面设置１￣２ 锥型的导流装置，导流装置的骨架设计成穿 个导叶就能获得良好的绕流效果。导叶高度 孔板结构，并在导流装置内填充吸声材料。
３ 在噪声源上控制局扇噪声的方法
从局扇气动噪声产生机理可知，合理的 气动设计是获得低气动噪声最根本的方法， 通流部件结构参数的合理选择配匹不但可获 得高的效率，而且相应的噪声水平也低。因
此，在局扇的结构设计和改造中主要采用几 果。吸力面上导叶设置在分离点后到出口的
种的降噪方法：
分离区域内。
３．１ 进风口元件结构的合理设计
工 业 技 术
科技资讯 ２００７ ＮＯ．０７
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
电动机在运行中振动的原因及故障处理
朱贺 （莱钢集团有限公司动力部 山东 ２７１１０４）
摘 要： 振动是电动机在运行中的主要故障现象，本文就电机振动的诊断过程及电机在运行中异常振动的常见原因及处理措施进行了
低因附面层分离而造成的涡流噪声。研究表 器几乎在全频带上都有较好的降噪效果。但
明，增设中导叶可降噪 ２￣３ｄＢ，而组合导叶 （上、中、下导叶组合）可降噪声 ３￣４ｄＢ，风机 效率可提高 ２ ￣ ４ ％ ；增设端导叶可降噪 ３￣４ｄＢ，风机效率提高 ３￣３．５％，端导叶对控 制叶尖涡流与二次流噪声很有作用。附加导
③电动机的轴承或轴瓦严重磨损，间隙 太大，产生“抽升”现象，通常称为“抽 瓦”，同时有轴与轴承拍击的声音，应及时 更换。
④电动机气隙不均匀，气隙不均匀用塞 尺测量，气隙大小按定子铁心内径与转子铁 芯外径之差来确定。大型座式电机在装配 时，须上下左右测量 ４ 点，以便调整定子的 位置。
大型电机的气隙对称性可调整，铁心任 何一端的气隙不均匀度不超过 ５％ 一 １０％，同 一方向两端气隙之差不超过气隙平均值的 ５ ％ 。采用滑动轴承的大型电机，通常将上 端气隙调整到比下端气隙大 ０．０５ｍｍ，如果上 端气隙较小，容易在单边磁拉力作用下引起 定、转子相擦或使电机运行恶化。直流电动 机气隙包括主极和换向极气隙，应分别进行 检查和计算整个电动机气隙不均匀度，标准 依据直流电机的技术文件。
①电动机缺相运行，应重点检查熔断器 熔体是否熔断及电源是否各相有电，电源开 关是否接触良好。
②转子有多条笼条和端环开焊或断裂。 应补焊笼条和端环，可采取焊接法、冷接 法、重新铸铝法、换条法等。