渦旋壓縮機的質量管理與控制

王一丞 劉曉海

摘要：由于渦旋壓縮機常常用于航空、制冷、以及空調等特殊環境中，因此，就要求壓縮機具有效率高、節能、抗干擾能力強、結構緊湊、重量輕、減震性能好、能力調節范圍寬等特點。本文設計一種具有減振功能的底座，以實現減振功能，降低渦旋壓縮機在使用過程中的振動和噪聲，從而提升渦旋壓縮機的市場競爭力。

關鍵詞：渦旋壓縮機;底座質量;振動控制

渦旋壓縮機是繼活塞壓縮機和螺桿壓縮機之后的一種氣體積蓄在渦旋槽之間并利用旋轉對氣體進行壓縮的機械。因其效率高、體積小、質量輕而被廣泛地應用于制冷、以及空調和熱泵等領域中。由于渦旋壓縮機常常用于汽車、冶金、航空、制冷設備，以及空調等特殊環境中，因此，就要求壓縮機具有效率高、節能、抗干擾能力強、結構緊湊、重量輕、減振性能好、能力調節范圍寬等特點。壓縮機內驅動器部分安裝在壓縮機機殼側面與壓縮機集成為一體，體積相對較大，減重、抗振動能力差。但是現有技術中，在渦旋壓縮機底部僅設置支撐座，支撐座對渦旋壓縮機只是起到了一個支撐的作用，沒有減振裝置，不能在渦旋壓縮機發生晃動的時候對渦旋壓縮機進行減振，導致渦旋壓縮機在晃動的時候使內部的零件受損，使得壓縮機整體效率較低、抗干擾能力差，可靠性差。本文設計一種具有減振功能的底座，放置在渦旋壓縮機下方，可以很好的實現減振功能，降低渦旋壓縮機在使用過程中的振動和噪聲，從而提升渦旋壓縮機的市場競爭力。

一、渦旋壓縮機噪聲分析

（一）渦旋壓縮機結構及工作原理

渦旋壓縮機的典型結構主要是由動渦旋盤、靜渦旋盤、電機（定、轉子）機架、防自轉環、曲軸、軸承、殼體等構成。渦旋壓縮機是典型的通過容積變化來實現氣體壓縮的旋轉型機械設備，主要工作原理是利用動渦旋盤與靜渦旋盤的相對轉動形成密閉容積的連續變化壓縮氣體，在此過程中振動和噪聲也相應的產生[1]。

（二）渦旋壓縮機噪聲

通過渦旋壓縮機的機構及工作原理可知：渦旋壓縮機噪聲主要包括電磁噪聲、機械噪聲、液體噪聲及氣動噪聲等。電磁噪聲由電機中電磁振動引起，并通過定子、殼體向外傳播;機械噪聲由曲軸轉動不平衡、機械運動沖擊及機械摩擦引起，并通過軸、軸承、殼體向外傳播;液體噪聲由制冷劑、潤滑油射流和氣穴引起，并通過液體、殼體向外傳播;氣體噪聲有壓縮氣體間歇排出而形成脈動氣流，并通過空氣、殼體向外傳播[2]。綜合渦旋壓縮機噪聲種類及傳播方式分析，可知渦旋壓縮機的振動與噪聲主要通過殼體向外傳播，根據創新設計理論中的設計分散原則，在不改變渦旋壓縮機的結構情況下，設計一種具有減振功能的底座，放置在渦旋壓縮機下方，從而有效地降低渦旋壓縮機在運行過程中噪聲與振動，提升渦旋壓縮機的工作穩定性和抗振性，提高產品市場競爭優勢，增加渦旋壓縮機生產廠的經濟效益。

二、渦旋壓縮機減振底座結構設計

（一）減振底座結構組成

一種具有減振功能的渦旋壓縮機底座主要由底座槽、套筒、底板、彈簧、減振墊、阻尼層、限位筒、導向柱等。在渦旋壓縮機的底部安裝有底座槽，底座槽的內腔卡接有底板，底座槽和底板之間均勻設置有第二彈簧，底板的頂部設置有套筒，底板和套筒之間均勻設置有第一彈簧，渦旋壓縮機插接在套筒的內腔，套筒的內壁和渦旋壓縮機的殼體外壁均勻設置有減振墊，套筒的底部設置有阻尼層，套筒的外壁套接有限位筒，限位筒的內腔設置有減振器，渦旋壓縮機的外壁頂部套接有導向柱，導向柱的底端與減振器的頂端連接，限位筒的內壁設置有阻尼填充層，所述限位筒的外壁設置有橡膠緩沖保護層。減振墊的右壁設置有墊座，墊座的外壁開設有卡腔，減振墊卡接在卡腔的內腔，墊座的頂部和底部均設置有固定螺栓，墊座通過固定螺栓與減振墊連接[3]。

（二）工作原理

其工作原理如下：渦旋壓縮機插接在套筒內，通過減振墊和阻尼層對其起到很好的減振作用，防止渦旋壓縮機在套筒內與套筒的內壁的直接碰觸而導致渦旋壓縮機的內部元件振動，為了進一步限定渦旋壓縮機的位移，通過在渦旋壓縮機的外壁設置導向柱，并在套筒的外壁套接限位筒，導向柱的底端通過減振器設置在限位筒的內腔，限位筒的內壁設置阻尼填充層與套筒之間起到很好的緩沖作用，阻尼層和阻尼填充層均為丁基橡膠阻尼層，具備較高的阻尼性，限位筒的外壁設置橡膠緩沖保護層，對限位筒起到很好的保護作用，一方面可防止渦旋壓縮機整體的晃動，另一方面能有效減小渦旋壓縮機的縱向運動，套筒和限位筒通過底板設置在底座槽內，并通過第二彈簧起到很好的緩沖作用，防止整體結構的損壞，減振墊通過墊座設置在套筒內，并通過固定螺栓固定在卡腔的內腔，便于拆卸及調整[4]。通過對本文設計的具有減振功能的渦旋壓縮機底座工作原理分析可知，本設計一方面提高了整個減振裝置的整體強度，另一方面也可以通過緩沖體對減少整機的振動，減振平穩，不僅具有較好的抗振效果，降低渦旋壓縮機運行時整機的振動幅度，而且提高了渦旋壓縮機的整體強度，延長渦旋壓縮機的使用壽命。

三、結束語

本文在渦旋壓縮機的工作原理及噪聲來源分析的基礎上，利用分散創新設計原則，設計一種具有減振功能的底座，即：在渦旋壓縮機的底部安裝有底座槽，底座槽的內腔卡接有底板，底座和底板之間均勻設置有第二彈簧，底板的頂部設置有套筒，底板和套筒之間均勻設置有第一彈簧，套筒的內壁和渦旋壓縮機的外壁均勻設置有減振墊，套筒的底部設置有阻尼層，套筒的外壁套接有限位筒，所述限位筒的內腔設置有減振器，渦旋壓縮機的外壁頂部套接有導向柱，減振平穩，不僅具有較好的抗振效果，降低渦旋壓縮機運行時整機的振動幅度，而且提高了渦旋壓縮機的整體強度，延長渦旋壓縮機的使用壽命。

參考文獻：

[1]楊明洪，王寶龍，石文星，等.R32渦旋壓縮機兩相噴射制冷系統的設計與控制[J].制冷學報，2015（5）：1-9.

[2]王君，宋永興，姜營，等.基于結構化動網格的渦旋壓縮機內部流場模擬[J].工程熱物理學報，2016（2）：309-313.

[3]袁丹丹.無油渦旋壓縮機零件幾何公差與裝配管理系統設計[D].南昌大學，2012.

[4]付麗連.渦旋壓縮機生產成本管理系統的研究與開發[D].南昌大學，2013.