降低冰箱壓縮機(jī)機(jī)械噪聲的試驗研究

徐建中 姚思 查誠林 廖小寧 徐延輝 楊任平 楊海線

（華意壓縮機(jī)股份有限公司 江西省景德鎮(zhèn)市 333000）

1 引言

壓縮式電冰箱的制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、干燥過濾器和毛細(xì)管組成。壓縮機(jī)是電冰箱制冷循環(huán)系統(tǒng)的重要部件，它好比人的心臟。電冰箱借助這個“心臟”，使制冷劑在系統(tǒng)的管道中不斷循環(huán)。壓縮機(jī)的噪聲直接影響著冰箱整機(jī)噪聲。

隨著消費者對冰箱噪聲要求越來越高，冰箱廠家對壓縮機(jī)噪聲控制也提出了更為嚴(yán)格的控制要求。噪聲問題一直是壓縮機(jī)設(shè)計和制造過程中比較難控制的環(huán)節(jié)，其影響因素很多。本文著重介紹作者在降低冰箱壓縮機(jī)機(jī)械噪聲方面的試驗研究。

2 冰箱壓縮機(jī)噪聲源分析

2.1 冰箱壓縮機(jī)噪聲來源

壓縮機(jī)的噪聲一般來源于以下6個方面：

1)機(jī)械噪聲。主要是由不平衡的往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力造成。它使支撐彈簧，排氣管等加大振動而產(chǎn)生噪聲，它還使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的摩擦聲和沖擊聲加大。當(dāng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的配合間隙過大時，這種噪聲會更顯著。壓縮機(jī)的零件表面粗糙度差，尺寸精度和形位公差不好時，噪聲也會顯著增加。機(jī)械噪聲還包括氣閥開啟和關(guān)閉時產(chǎn)生的沖擊聲。氣閥的自激振動也產(chǎn)生噪聲。

圖1

圖2 小批抽測壓縮機(jī)噪聲頻譜

圖3 噪聲大壓縮機(jī)活塞

表1 測試數(shù)據(jù)

表2 噪聲大壓縮機(jī)零件測試數(shù)據(jù)

表3 零件配合度測試數(shù)據(jù)

表4 重裝壓縮機(jī)噪聲測試數(shù)據(jù)

圖4 重裝后抽測壓縮機(jī)噪聲頻譜

2)氣流噪聲。氣流噪聲是指氣流通過各零件產(chǎn)生的噪聲。如通過吸氣管、消音器、閥組、氣缸、排氣管以及定子與轉(zhuǎn)子之間的氣流產(chǎn)生的噪聲。由于氣流存在著壓力脈動，所以它可能加大這些部位的振動，特別是排氣管的振動。

3)壓縮機(jī)零部件的共振聲。零部件的共振聲主要發(fā)生在殼體、排氣管、消音器和支撐彈簧等處。

4)潤滑油的噴射聲和油泡聲。

5)殼體內(nèi)氣體的泄漏聲。

6)電動機(jī)發(fā)出的電磁聲。

2.2 噪聲測試對比

就目前生產(chǎn)水平而言，各冰箱廠家對冰箱壓縮機(jī)噪聲控制基本在40dB(A)以下。本文所要研究的這款壓縮機(jī)要求噪聲≤40dB(A)、振動≤0.7m/s2。研發(fā)階段噪聲樣機(jī)噪聲基本控制在39 dB(A)以內(nèi)，噪聲平均值為38.03 dB(A)，振動平均值為0.33 m/s2，滿足設(shè)計要求。小批試制20臺，抽樣測試噪聲最高達(dá)44.7 dB(A)，嚴(yán)重超標(biāo)，與前期研發(fā)階段樣機(jī)對比，噪聲平均高出5.4dB(A)，具體測試數(shù)據(jù)見表1。

3 噪聲超標(biāo)原因分析

根據(jù)經(jīng)驗，一般認(rèn)為頻率在900Hz附近的噪聲是由于壓縮機(jī)內(nèi)部氣流脈沖造成的，頻率在2000Hz附近的是由于氣閥造成的，超過3500Hz的部分是由于壓縮機(jī)機(jī)械摩擦造成的（摩擦副磨損異常）。如圖1所示。

圖2為小批抽檢壓縮機(jī)噪聲頻譜。從頻譜可以看出，小批階段壓縮機(jī)噪聲在4kHz頻段超高，超過了40dB(A)，是引起壓縮機(jī)整機(jī)噪聲超標(biāo)主要根源。

對噪聲超標(biāo)3臺壓縮機(jī)開殼分析，經(jīng)測量儀檢測：曲軸、連桿等磨損正常,活塞末端存在嚴(yán)重拉毛（見圖3）。初步判斷活塞拉毛是造成壓縮機(jī)噪聲異常超標(biāo)的主要原因。

4 活塞拉毛原因分析

為了進(jìn)一步查找活塞拉毛原因，對開殼后壓縮機(jī)零件進(jìn)行精度檢測和控制。

4.1 零件精度檢測

檢查曲軸箱兩孔垂直度、缸孔圓度，以及缸頭扭矩大小對缸孔變形量，檢查活塞垂直度，活塞圓度、活塞圓柱度，數(shù)據(jù)均符合控制要求，具體測試數(shù)據(jù)見表2。

4.2 零件配合度檢測

在保證活塞和缸孔圓度、圓柱度、垂直度、粗糙度等合格的情況下，活塞與缸孔配合間隙必須嚴(yán)格按要求控制在7.5～9μm。如果配合間隙過小，零件難裝配容易造成零件表面損傷，導(dǎo)致摩擦阻力加大使壓縮機(jī)噪聲增加。通過分檢儀檢查該3臺壓縮機(jī)活塞與缸孔配合間隙，均符合工藝控制要求，說明零件配合度方面無問題，具體測試數(shù)據(jù)見表3。

4.3 零件表面清潔度檢測

檢查庫存的曲軸箱、活塞，由于長時間積壓，缸孔、活塞表面有較多灰塵。造成零件表面清潔度差，可能原因有：

1)零件放置時間過長,特別是總裝生產(chǎn)時多余的泵體拆下的零件，因配合運(yùn)動副表面滴有裝配用油，容易粘灰塵。

2)曲軸箱刷孔采用的鎳合金柱形刷未定期更換，造成零件表面污染。

3)總裝車間曲軸箱擺放上層曲軸箱沒有加蓋板防塵，容易粘灰塵類雜質(zhì)。

4)零件本身清洗沒有達(dá)到控制要求。

4.4 針對以上四點的解決措施

1）在裝配前必須對此類零件進(jìn)行重點檢查，如不符合裝配要求，則退回機(jī)加車間進(jìn)行返工處理。

2）定期更換鎳合金柱形刷。

3）對擺放上層的曲軸箱加蓋板防塵。

4）提高零件清洗工藝要求并加強(qiáng)對零件清洗后的檢驗。

5 驗證試驗

為驗證零部件表面雜質(zhì)造成活塞拉毛，將該型號壓縮機(jī)庫存的曲軸箱進(jìn)行重新清洗，活塞進(jìn)行表面再次刷光處理，裝機(jī)后測試壓縮機(jī)在4kHz頻率段噪聲明顯降低至35dB(A)左右（見圖4），壓縮機(jī)單機(jī)噪聲均在40dB（A）以下，滿足控制要求，具體測試數(shù)據(jù)見表4。

6 結(jié)論

噪聲問題一直是壓縮機(jī)設(shè)計和制造過程中比較難控制的環(huán)節(jié)，且影響因素眾多。本文通過對壓縮機(jī)機(jī)械噪聲方面的研究以及制造過程對零件精度控制，得出引起壓縮機(jī)噪聲超標(biāo)原因。同時指出在制造過程中需要嚴(yán)格控制零件精度、配合度、清潔度等，可以在一定程度上降低壓縮機(jī)機(jī)械噪聲，滿足設(shè)計要求。

[1] 劉東 主編 小型全封閉制冷壓縮機(jī)[M],北京：科學(xué)出版社，1990；

[2] 王毅 冰箱壓縮機(jī)噪聲及降噪分析.家電科技，2004年第4期；

[3] 沈海波 巨小平 降低冰箱壓縮機(jī)噪聲的試驗研究.流體機(jī)械，2003年第31卷第7期。