套管高度對空調壓縮機用減振系統使用效果分析

摘要：空調壓縮機的振動和噪音不僅會影響其使用性能，還會危害到人身健康。文章以減振設計理論為基礎，通過不同高度套管對空調壓縮機用減振系統使用效果的影響進行理論分析和試驗驗證，結果表明，使用比減振墊高度低的套管，減振系統的減振效果更好。

關鍵詞：套管高度；減振系統；空調壓縮機；減振設計理論；減振原理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ364 文章編號：1009-2374（2015）04-0078-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0321

隨著人們生活質量的提高，空調已經被廣泛地應用。人們在要求溫度快速調節的同時，更加追求完美的舒適度，噪音和振動成為評價空調優劣的一個重要指標。本文主要從減振設計理論著手，對減振系統減振效果進行分析，并通過實驗驗證，得出套管高度對空調壓縮機用減振系統減振效果會產生影響。

1 空調壓縮機用減振系統減振原理分析

圖1是由減振墊等部件組成的減振系統圖。減振系統主要減振部件減振墊一般是橡膠制品，它是利用橡膠卷曲分子構象呈現出的獨特的黏彈性能，有效地起到了減振、隔音和緩沖作用，從而降低了空調系統的噪音和振動。減振墊由主體和頸部組成，主體部分達到減振和隔振功能，頸部部分是滿足對壓縮機的安裝使用要求；套管主要作用是對螺栓進行限位；墊片和彈簧墊圈起到防止螺栓松動的作用；螺栓的功能是提供把緊力。

圖1 減振系統圖

在空調壓縮機使用中，減振墊起到了主要減振效果，各國專家學者也是針對這一方面進行了大量研究。壓縮機振動通過支腿傳遞到減振墊上，減振墊由于具有彈性而將消耗一部分振動的能量，使得傳遞到空調器底板上的振動減小。下面將結合套管高度尺寸變化對減振效果的影響，具體分析減振系統隔振、減振原理。

1.1 減振系統隔振效果的影響因素分析

空調壓縮機運轉過程中，壓縮機由于電機的轉動產生了振動，同時空調器機組也會因為風扇電機的轉動產生振動。這種振動對于空調器機組和壓縮機來說都是有害的，為了避免相互之間傳遞振動，需要采用振動隔離技術、控制振動的傳遞。

在減振系統里，通常采用傳到基礎上的力與激振力之比，即隔振系數，作為隔振效果的評價。

（1）

當時才有隔振效果，而且越小，隔振效果越好。

式中：為減振系統的阻尼比。

（2）

式中：C、h、AL、M、Ea分別表示粘性阻尼系數、減振系統高度、減振系統最小承壓面積、壓縮機的重量、減振系統表觀彈性模量（與減振系統自由面積、承壓面積和切變模量相關）；表示激勵振動頻率f與減振系統固有頻率之比，即：

（3）

式中：為動載荷系數。

由上述公式可以看出，有七個因素影響減振系統的隔振效果：橡膠制品粘性阻尼系數、壓縮機質量、減振系統最小承壓面積、減振系統高度、減振系統自由面積、隔振材料邵氏硬度、壓縮機振動頻率。

各影響因素中涉及到減振系統的材料、結構參數及壓縮機的固有特性，其中減振系統高度與套管高度產生關系。當套管高度降低，將會使減振系統高度降低，減振系統隔振效果變好。

1.2 減振系統減振效果的影響因素分析

減振系統中主要部件減振墊是橡膠制品，橡膠的滯后和內摩擦特性使其具有獨特的減振功能。壓縮機運轉過程中產生的振動，通過橡膠墊將機械能轉變為分子運動的動能，隨著橡膠分子的變形與恢復，使機械能耗散而將振動減少，從而起到減振的作用。通常在受迫振動中，可采用位移激振的幅值A同激振力的振幅U之比作為其減振效果的評價，稱為減振系數，其計算公式如下：

（4）

當時，系統可稱之為減振系統，越大，減振效果越好。影響減振系統減振效果的因素同1.1。

2 套管高度對隔振及減振效果影響分析

通過對減振系統減振和隔振效果影響因素的分析可以看出，套管高度對減振系統的隔振性和減振性會產生影響，具體分析如下：

由1.1中隔振系數公式（1）可得到在不同阻尼比下，和的關系曲線，如圖2所示：

圖2 不同值下與的關系曲線

由圖2可知，與呈非線性關系。

壓縮機安裝在減振墊上，螺栓未上緊前套管高度低于減振墊高度，上緊螺栓，直至墊片壓緊套管。減振墊頸部被壓在壓縮機支腿上，減振墊受到的壓力增大，效果等同于壓縮機重量（M）增加，同時減振墊的高度降低，即隔振（減振）系統高度（h）變小。由公式（2）可以得出，變小，由公式（3）得出變大。圖3顯示，變小、變大，減小的幅度增加。又因為減振墊設計中，已經考慮到減振墊具有隔振的作用。所以減小，使得減振系統隔振效果增加。

由1.2中減振系數公式（4）可以得到在不同阻尼比下，和的關系曲線，如圖3所示：

圖3 不同值下與的關系曲線

由圖3可以看出，與亦呈非線性關系。當選擇較大值時，減振效果越明顯。

由套管高度對減振系統隔振效果的影響分析可知，選擇高度低于減振墊的套管時，減振系統的變小、變大。由圖可知，對減振系統減振效果的影響大于

，所以減振系統的變小、變大，即采用高度低于減振墊的套管會讓減振系統的減振效果提升。

同時減振墊頸部被壓在支腿上，形成另一個減振分系統，也增加了系統的隔振和減振功能。

綜上，使用低于減振墊高度的套管，會增強減振墊的隔振和減振效果。

3 試驗驗證

3.1 試驗設備

試驗中用來測量振動用的儀器是采用日本著名的聲學和振動儀器專業生產廠家RION公司生產的振動測量儀，型號為VM-80，其測量精度可以達到±5%±2個字；壓縮機運轉的性能試驗臺是日本著名的自動化儀表有限公司CHINO公司生產的性能測試臺，其型號為FR05026。試驗臺利用二次冷媒流量計法進行測試，控制精度可以達到0.001MPa；測試振動用的壓縮機為大連三洋壓縮機生產的基礎機型，型號C-SB373H8A。

3.2 試驗方法

將壓縮機聯接性能試驗臺，四個支腿安裝減振系統，螺栓將減振系統與壓縮機支腿固定在試驗臺鋼支座上。壓縮機連接性能試驗臺，當壓縮機運轉穩定后，對1處的A、B、C、D四點的徑向、周向和垂向分別進行振動測試，具體測試點見圖4：

圖4 壓縮機振動測試點

3.3 試驗結果

減振墊安裝壓縮機后的高度為44.5mm（簡稱減振墊高度），分別選擇三個不同高度的套管進行試驗，以驗證套管對減振系統減振效果的影響。試驗分別采用46mm、44mm、42mm高度的套管（減振墊高度為44.5mm），各點振動值隨套管高度變化曲線如圖5所示：

圖5 各點振動值分布曲線

圖中曲線走向顯示，隨著套管高度的增加，壓縮機振動值呈現增加趨勢。

所以通過實驗可以知道，使用低于減振墊高度的套管，會增強減振系統的隔振減振效果，且隨套管高度降低，減振系統的隔振減振效果越好。

4 結語

通過對減振系統理論分析和實驗驗證，得出以下結論：（1）減振系統中不但減振墊特性對減振效果產生影響，同時套管特性也對減振系統產生影響；（2）套管高度與減振墊高度關系對減振效果產生影響。套管高度小于減振墊高度，會使減振系統的減振和隔振效果增強，且隨套管高度減小，減振系統的隔振減振效果越好；（3）套管高度小于壓縮機減振墊高度，對壓縮機支腿起到一定固定作用，增加了空調器底板與壓縮機之間的聯接剛性，從而提高空調器在運輸中的可靠性。

以上結論不但為空調壓縮機用減振系統研究提供了新的思路，也為工程中減振系統設計提供了理論依據。

參考文獻

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作者簡介：楊曉倩（1980-），女，遼寧大連人，大連三洋壓縮機有限公司工程師，碩士，研究方向：技術開發、渦旋壓縮機開發。

（責任編輯：黃銀芳）