本书分为十章：1、介绍滚动转子式压缩机的工作原理、特点、种类及噪声振动特性；2、介绍噪声控制的基础知识，包括声波的特性、传递及噪声的度量和评价；3、介绍机械振动的基础知识；4、总结电磁振动和噪声及控制的方法，对三相异步电机、单相异步电机、同步电机的电磁振动和噪声产生机理进行了详细的阐述；5、总结了气体动力性噪声及控制方法，详细阐述了排气、压缩、吸气及共鸣噪声产生机理及控制方法；6、总结了机械噪声的产生机理及控制的方法；7、阐述了压缩机噪声的传递路径与辐射；8、介绍了压缩机整机的振动机理及降低振动的方法；9、介绍了噪声源的识别方法；10、介绍了噪声振动测量仪器及测量方法。
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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 压缩机工作原理及特点 2
1.1.1 工作原理 2
1.1.2 工作过程 3
1.1.3 特点 5
1.2 压缩机的种类 6
1.2.1 单缸压缩机 7
1.2.2 双缸压缩机 12
1.2.3 三缸双级压缩机 18
1.3 噪声和振动类型及降低方法 21
1.3.1 噪声和振动的类型 21
1.3.2 降低噪声和振动的基本方法 23
第2章 噪声控制的基础知识 26
2.1 声波、声源和声压 26
2.1.1 声波 26
2.1.2 声源 28
2.1.3 声压 28
2.1.4 声波传播的类型 29
2.2 波动方程 30
2.2.1 运动方程 30
2.2.2 连续性方程 31
2.2.3 状态方程 32
2.2.4 声波的波动方程 33
2.3 声波的基本性质 33
2.3.1 波动方程的解 33
2.3.2 声波传播速度、波长和周期 34
2.3.3 声阻抗率和介质的特性阻抗 37
2.4 声波的能量、声强和声功率 38
2.4.1 声能量和声能量密度 38
2.4.2 声强和声功率 39
2.5 声波传播的基本现象 41
2.5.1 声波的反射与折射 41
2.5.2 声波的绕射 43
2.5.3 声波的叠加与干涉 44
2.6 噪声的物理量度 45
2.6.1 声级的定义 45
2.6.2 声级的计算 48
2.6.3 噪声的频谱分析 50
2.7 噪声的评价 52
2.7.1 响度级和等响曲线 52
2.7.2 计权声级 54
2.7.3 等效(连续)A声级 57
2.7.4 烦恼度 58
第3章 机械振动的基础知识 60
3.1 简谐振动 60
3.2 自由振动 62
3.2.1 单自由度系统的自由振动 62
3.2.2 多自由度系统的自由振动 66
3.3 强迫振动 69
3.3.1 单自由度系统的强迫振动 69
3.3.2 多自由度系统的强迫振动 74
第4章 电磁噪声和振动及控制方法 77
4.1 电磁噪声和振动的激励源 77
4.2 三相异步电机的电磁噪声和振动 80
4.2.1 正弦波供电时的径向力波 80
4.2.2 气隙偏心时的径向力波 87
4.2.3 电流谐波导致的径向力波 92
4.2.4 拍频振动和噪声 97
4.3 单相异步电机的电磁噪声和振动 99
4.3.1 径向力产生的电磁噪声和振动 99
4.3.2 切向力产生的电磁噪声和振动 101
4.4 同步电机的电磁噪声和振动 103
4.4.1 基本结构 103
4.4.2 电磁噪声和振动的产生机理及特征 105
4.4.3 正弦波供电时的径向力波 106
4.4.4 气隙偏心时的径向力波 112
4.4.5 逆变器供电时的径向力波 117
4.4.6 齿槽转矩 124
4.4.7 永磁转矩和磁阻转矩脉动 127
4.5 电磁噪声和振动的其他激励源 130
4.5.1 电压不平衡时的电磁噪声和振动 130
4.5.2 磁致伸缩的噪声和振动 130
4.6 定子系统振动分析 132
4.6.1 径向力波引起的定子振动 132
4.6.2 受迫振动 135
4.6.3 定子系统固有频率的解析计算法 136
4.6.4 定子系统固有频率的有限元计算法 138
4.6.5 定子系统固有频率的实验测试法 139
4.7 降低异步电机电磁噪声和振动的方法 140
4.7.1 选择合适的定、转子槽配合 140
4.7.2 采用斜槽 142
4.7.3 减小力波 142
4.7.4 保证磁场的对称性 143
4.7.5 降低定子表面的动态振动 145
4.7.6 降低脉动噪声 147
4.7.7 提高加工质量和装配质量 147
4.8 降低永磁同步电机电磁噪声和振动的方法 148
4.8.1 减小齿槽转矩的方法 148
4.8.2 减小纹波转矩的方法 154
4.8.3 降低径向力波的方法 155
4.9 降低永磁辅助同步磁阻电机噪声和振动的方法 156
4.9. 极弧角度优化 157
4.9. 不同磁障跨角组合优化 157
4.9. 转子永磁体槽端部切角处理 159
4.9. 磁障不对称设计 159
4.9. 定子齿靴切边设计 163
4.9.6 实例分析 164
4.10 降低逆变器驱动噪声和振动的方法 168
4.10.1 输出波形正弦化 168
4.10.2 死区时间补偿 168
4.10.3 随机PWM法 169
4.10.4 电流滞环控制 172
4.10.5 在线参数辨识法 172
第5章 气体动力性噪声及控制方法 177
5.1 消声器 178
5.1.1 消声器评价指标 179
5.1.2 扩张室式消声器 181
5.1.3 亥姆霍兹共振消声器 187
5.2 排气噪声及控制方法 192
5.2.1 排气噪声产生的机理 192
5.2.2 影响排气噪声的主要因素 198
5.2.3 排气噪声的控制方法 203
5.3 压缩噪声及控制方法 219
5.3.1 压缩噪声与气缸内压力的关系 219
5.3.2 压缩腔内气体压力的变化 220
5.3.3 气缸内气体压力脉动及频谱 222
5.3.4 压缩噪声与运转频率及转角的关系 225
5.3.5 压缩噪声的传递路径 226
5.3.6 压缩噪声的控制方法 227
5.4 吸气噪声及控制方法 231
5.4.1 吸气压力脉动噪声 231
5.4.2 气柱共振噪声 234
5.4.3 吸气压力脉动对吸气管的激振噪声 235
5.4.4 吸气通道中的涡流噪声 236
5.4.5 吸气噪声的控制方法 237
5.5 气体共鸣噪声及控制方法 240
5.5.1 系统气体共鸣噪声 241
5.5.2 单腔气体共鸣噪声 247
5.5.3 壳体内气体共鸣噪声的控制方法 253
5.6 双级压缩中间腔的气体动力性噪声及控制方法 255
5.6.1 中间腔气体压力脉动产生的机理 256
5.6.2 控制方法 256
5.7 气液分离器的噪声及控制方法 259
5.7.1 气液分离器噪声产生的原因 259
5.7.2 控制气液分离器气体动力性噪声的方法 263
5.8 旋转体的气体动力性噪声 265
5.8.1 涡流噪声 266
5.8.2 笛鸣噪声 266
第6章 机械噪声及控制方法 267
6.1 机械噪声形成的机理 267
6.1.1 撞击噪声的形成机理 267
6.1.2 摩擦噪声的形成机理 268
6.1.3 结构振动噪声的形成机理 269
6.1.4 滚动转子式制冷压缩机的机械噪声 270
6.2 排气机械噪声及控制方法 270
6.2.1 排气阀片的撞击噪声 271
6.2.2 排气阀片的颤振噪声 276
6.2.3 降低排气阀撞击和颤振噪声的方法 277
6.2.4 排气阀片固有频率的测量方法 280
6.3 转子系的弯曲噪声与振动控制方法 282
6.3.1 旋转不平衡惯性力产生的噪声及控制方法 282
6.3.2 气体激励力产生的噪声及控制方法 289
6.3.3 不平衡电磁激振力引起的噪声及控制方法 292
6.3.4 三种不平衡力的综合影响 297
6.4 转子系轴向窜动与噪声控制方法 298
6.4.1 轴向窜动产生噪声的原因 298
6.4.2 转子系受力分析 299
6.4.3 气体压力脉动分析 302
6.4.4 降低转子系轴向窜动的方法 305
6.5 轴承噪声及控制方法 307
6.5.1 滑动轴承噪声及控制方法 307
6.5.2 止推轴承噪声及控制方法 314
6.6 滑片与滚动转子的撞击噪声及控制方法 315
6.6.1 跟随性不良导致的撞击噪声及控制方法 316
6.6.2 液压缩脱离导致的撞击噪声及控制方法 321
6.7 滑片与滑片槽的撞击噪声及控制方法 322
6.7.1 滑片与滑片槽撞击噪声产生的原因 322
6.7.2 控制方法 324
6.8 滚动转子与气缸壁的摩擦和撞击噪声及控制方法 326
6.9 滚动转子与上下端盖之间的摩擦噪声及控制方法 328
6.9.1 产生的原因 328
6.9.2 影响因素 329
6.9.3 控制方法 330
6.10 降低机械噪声的其他方法 330
6.10.1 提高气缸的刚度 330
6.10.2 选择合适的焊接方法 330
6.10.3 合理避开主要激振频率 332
6.10.4 提高制造装配精度 332
6.10.5 采用强力供油系统 332
第7章 噪声的传递与辐射 334
7.1 压缩机噪声的传递路径 334
7.2 激励源特性 336
7.3 传递路径特性 338
7.3.1 气体传递路径特性 338
7.3.2 固体传递路径特性 341
7.4 压缩机壳体及附件表面的噪声辐射 349
7.4.1 压缩机壳体表面的噪声辐射 349
7.4.2 压缩机附件表面的噪声辐射 352
7.5 辐射噪声的控制方法 352
7.5.1 降低激励力 352
7.5.2 优化传递路径 352
7.5.3 降低结构辐射效率 355
7.5.4 阻尼、吸声与隔声 355
第8章 压缩机的振动与控制 357
8.1 压缩机振动的原因及类型 357
8.1.1 引起压缩机振动的原因 357
8.1.2 压缩机振动的类型 358
8.1.3 控制压缩机振动的主要方法 359
8.1.4 振动参量及振动烈度 360
8.2 压缩机的振动分析 362
8.2.1 坐标及变量 362
8.2.2 滑片的运动方程 363
8.2.3 滚动转子运动方程 367
8.2.4 偏心轮轴运动方程 369
8.2.5 不平衡力和振动方程 372
8.3 转子系旋转速度波动及控制方法 375
8.3.1 作用在转子系上的阻力矩 375
8.3.2 转子系旋转速度波动 380
8.3.3 减小转子系旋转速度波动的方法 385
8.4 采用转矩控制降低压缩机的振动 386
8.4.1 转矩控制法的基本原理 387
8.4.2 PI控制系统 389
8.4.3 重复旋转速度控制系统 390
8.4.4 重复旋转加速度控制系统 392
8.5 采用隔振方法降低压缩机振动的传递 394
8.5.1 振动方程的一般形式 395
8.5.2 压缩机最低隔振频率的确定 397
8.5.3 压缩机隔振器的设计 397
8.5.4 隔振器隔振效果评价方法 404
8.5.5 宽频带的振动隔离 406
8.5.6 非刚性基础的振动隔离 408
第9章 噪声源的识别方法 411
9.1 压缩机的噪声特征 411
9.1.1 频率特征 412
9.1.2 时域特征 414
9.1.3 噪声与运转频率的关系 415
9.1.4 噪声与负载的关系 416
9.2 噪声的一般识别方法 416
9.2.1 主观判别法 416
9.2.2 近场测量法 416
9.2.3 表面振动速度测量法 418
9.2.4 选择隔离法 419
9.2.5 转角域测试分析法 420
9.3 声强识别法 421
9.3.1 声强测量原理 421
9.3.2 噪声源的声强识别方法 423
9.4 噪声源识别的信号分析法 424
9.4.1 频谱分析法 424
9.4.2 功率谱分析法 425
9.4.3 倒频谱分析法 426
9.4.4 相干分析法 428
9.4.5 时间-频率分析法 430
第10章 测量仪器及测量方法 431
10.1 噪声、振动测量系统和传感器 431
10.2 声压的测量 432
10.2.1 传声器 432
10.2.2 声级计 434
10.2.3 滤波器 436
10.2.4 频谱分析仪 437
10.2.5 信号处理机 437
10.3 声功率的测量 438
10.3.1 自由声场法 438
10.3.2 混响场法 441
10.4 声强的测量 443
10.4.1 声强测量仪的结构 443
10.4.2 双传声器在声强探头内的排列方式 443
10.4.3 声强探头的测量方向 444
10.4.4 声强探头的使用频率与Δr的关系 444
10.5 振动测量仪器及测量方法 445
10.5.1 振动传感器 445
10.5.2 频率分析 451
10.5.3 基本振动量的测量 454
10.5.4 实验模态分析法 456
10.6 气体压力脉动测量仪器和测量方法 457
10.6.1 气体压力脉动的测量仪器 457
10.6.2 PV曲线的测量 461
10.6.3 气体压力脉动的测量 462
10.6.4 气体压力测量中的问题 462
10.7 腔体共鸣频率的测量方法 463
参考文献 465
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