
具有一定规模的豆制品生产线,从原料投入到产品产出,其工艺格局是充分利用水载体自然流动特性,从高位到低位布局而组织生产的。被水浸泡的黄豆由磨盘磨制成二相混合原液后(液相为水和分散于水中的豆浆汁,固相为豆渣,即被磨碎的种皮),进行固液分离的过滤离心机,往往安置在高层(三楼或四楼),该离心机是生产线中的关键设备,具有高效、连续、不堵、出率高的特点,得到广泛应用。但在分离过程中,噪声高达93~94dB,振动高达108dB,波及整个大楼,其下层楼面噪声达到80~82dB,居民点噪声达到74dB。现以上海虹口豆制品厂为例,阐述振动产生的机理和治理措施。
一、噪声与振动源
该厂采用(二台串连的)连续给料的卧式惯性卸料过滤离心机。它由一台4kW四极的电动机,通过联轴器、主轴、直接驱动圆锥形过滤转鼓,原液从高于离心机1.5m的磨浆机内,利用位差,通过75mm的供料管自然流入,经过滤分离后,液相物料进入浆槽流入下一个流程;固相物料及少量原液则沿转鼓内表面从小端自行推向大端直至甩入渣槽,再通过渣浆送入另一台离心机作进一步分离。
1.噪声源
离心机的噪声主要由四部分组成:一是电机噪声,约88dB;二是原液进入高速旋转的圆锥转鼓时,受离心力作用,立即被均布在四周内壁上,并与高速旋转的内壁发生相对滑动,产生原液与转鼓间、原液与原液间的相对摩擦声;三是浆汁通过过滤转鼓后,在惯性力作用下,以87m/s的线速度抛向固定罩时冲击空气引起的压力脉动和冲击固定罩时产生的撞击噪声(固定罩为圆锥形,6mm厚不锈钢板卷制),约为88.5dB;四是机械噪声,如轴承、联轴器、渣浆泵等。
2.振动源
离心机的振动主要由于设计、结构、精度、安装等方面因素,使实际转子的中心惯性主轴偏离旋转轴线,造成不平衡力系以及布料、排料不均衡所造成的激振源。本文设定:作为产品,转鼓的工作转速避开临界转速,转子系统经静、动平衡校验,转鼓的许用不平衡量控制在0.01Kg内,电机的离心惯性力的合力和合力矩均等于零。
振动源主要体现在下列部分:
①转鼓本身质量分布不均衡造成的离心惯性力。
②转子轴承间隙造成的偏心惯性力。
③布料不均衡造成的离心惯性力。
④排料不均衡造成的离心惯性力。
⑤转子动挠度引起的附加离心惯性力。
三、治理措施
离心机运行中,对人和物影响较大的是振动。由各种离心惯性力和惯性力矩组成的无规三维随机运动,其力的总和与方向随时间而变化,其本身的结构及工况状态决定了它的振动是无法通过提高机组精度来达到消除目的。因此必须同时采取减弱振动源振动的减振措施和将振动源隔离的隔振措施。
1.减振
将离心机安装于惰性块上,惰性块所产生的力阻抗必须足以克服离心惯性力和力矩,以抑制离心机的运动和摇摆,损耗其振动能量。
2.隔振
惰性块抑制了离心机运动,但其惯性力仍会传递到楼板产生振动。选用隔振器必须考虑动载荷。
四、效果
治理后,坐在办公室里也感觉不到振动了,经监测站测定,机组噪声由92~94dB,下降到89dB,机组振动由108dB下降到73dB,由于效果显著,该厂另一套备用机组也进行了全面改造。