家用除濕機配管管路振動分析及優(yōu)化方法
隨著生活質(zhì)量的提高，家用除濕機逐漸步入人們的生活，對于除濕機性能指標(biāo)的要求也越來越高。對于除濕機的噪聲，近年來用戶也有投訴。家用除濕機異常噪聲主要是由壓縮機、風(fēng)扇。、配管管路和鈑金件等共同作用引起，特別是配管管路振動所引起的噪聲，對整機的振動噪聲貢獻(xiàn)很大，而且配管的較大振動也容易導(dǎo)致配管管路的疲勞斷裂。因此，配管管路的合理優(yōu)化設(shè)計對降低除濕機振動噪聲及提高產(chǎn)品的可靠性有著重要作用。
1除濕機管路振動機理家用除濕機體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，除濕機機械室安裝了壓縮機后，壓縮機的吸排氣管路受到機械室空間小的限制，管路布置相對困難，造成除濕機整機的振動和噪聲都比較大。家用除濕機的振動源主要來自于除濕機壓縮機，并通過壓縮機的底腳及配管管路向外部傳遞，吸排氣配管管路由于受到了壓縮機的激振和冷媒流動的影響而處于受迫振動狀態(tài)，從而產(chǎn)生明顯的振動和噪聲。當(dāng)壓縮機給予的外力方向和振動速度的方向一致時，外力對配管管路系統(tǒng)作正功，系統(tǒng)增加能量，振動噪聲急劇增大，且該部分振動噪聲通過系統(tǒng)管路由側(cè)板傳至箱外，在箱體內(nèi)形成共鳴噪聲，此時若通過適當(dāng)改變配管管路的結(jié)構(gòu)就能改變壓縮機振動系統(tǒng)的模態(tài)，從而避免共振，以達(dá)到減振降噪的目的。
本文以一臺每小時除濕量0.4L的CF0.4家用除濕機為例，該除濕機運行時振動噪聲很大，為查明原因，通過對壓縮機吸排氣配管管路的CAE分析，找出噪聲大的原因是配管管路產(chǎn)生共振，并據(jù)此重新設(shè)計了一套吸排氣配管管路，經(jīng)過測試成功解決了除濕機振動噪聲大的問題。
2除濕機壓縮機配管管路改進(jìn)前后性能分析2.1除濕機壓縮機吸排氣配管管路模態(tài)分析除濕機改進(jìn)前壓縮機吸、排氣配管管路布置如圖一所示，改進(jìn)后壓縮機吸。、排氣配管管路布置如所示，吸氣配管改動比較大，長度及走向都有變化，而排氣配管變化不大。在分別對壓縮機動力學(xué)特性進(jìn)行了測試，建立以壓縮機、吸排氣配管為系統(tǒng)的三維模型后，進(jìn)行了模態(tài)分析，得到了系統(tǒng)改進(jìn)前后吸排氣配管的固有頻率，具體數(shù)據(jù)表1所示。
改進(jìn)薷壓縮機改進(jìn)后壓纏機表1改進(jìn)前后壓縮機吸排氣配管固有頻率階數(shù)改進(jìn)前頻率改進(jìn)后頻率CAE的分析結(jié)果顯示：改進(jìn)前壓縮機吸氣配管的固有頻率為132Hz；排氣配管的固有頻率為46.2Hz，而改進(jìn)后壓縮機吸氣配管的固有頻率為57.5Hz；排氣配管的固有頻率為54.4Hz.經(jīng)過改進(jìn)后吸氣配管的固有頻率從132Hz降低至57.5Hz，增加了吸氣配管的柔性，有利于吸收更多的振動能量；而排氣配管的固有頻率則從46.2Hz升高至54.4Hz，雖然排氣配管柔性稍有降低，但成功地避開了壓縮機47Hz的運轉(zhuǎn)頻率，降低了配管管路共振的風(fēng)險；通過對配管的改進(jìn)，最終降低了系統(tǒng)的振動和噪聲。
2.2除濕機壓縮機配管改進(jìn)前后噪聲頻譜分析壓縮機吸排氣配管管路改進(jìn)后，對除濕機進(jìn)行了噪聲頻譜分析：在低頻頻譜中除濕機改進(jìn)前在頻率50Hz附近有71.8dB的噪聲峰值，改進(jìn)后該峰值大幅下降到49.8dB，其他低頻部分的噪聲值也有不同程度的降低，最高值也在55dB以下；在中高頻頻譜中的160Hz400Hz頻段部分，噪聲頻譜值降低也比較明顯，從改進(jìn)前的5060dB降低到改進(jìn)后的4050dB，除濕機吸排氣配管管路的改進(jìn)取得明顯的效果。
3結(jié)論除濕機的振動噪聲除了與除濕機壓縮機本身的性能有關(guān)，與壓縮機配管管路設(shè)計布置也有關(guān)，因此合理優(yōu)化配管的設(shè)計，除了能減振降噪，還能提高產(chǎn)品可靠性。
運用CAE計算機輔助設(shè)計軟件，分析除濕機壓縮機吸排氣配管管路的模態(tài)，快速尋找壓縮機配管改善方案，縮短了實驗周期，極大提高工作效率。
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