摘要：空調(diào)壓縮機(jī)的振動(dòng)和噪音不僅會(huì)影響其使用性能，還會(huì)危害到人身健康。文章以減振設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)不同高度套管對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)用減振系統(tǒng)使用效果的影響進(jìn)行理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，使用比減振墊高度低的套管，減振系統(tǒng)的減振效果更好。

關(guān)鍵詞：套管高度；減振系統(tǒng)；空調(diào)壓縮機(jī)；減振設(shè)計(jì)理論；減振原理 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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

隨著人們生活質(zhì)量的提高，空調(diào)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用。人們?cè)谝鬁囟瓤焖僬{(diào)節(jié)的同時(shí)，更加追求完美的舒適度，噪音和振動(dòng)成為評(píng)價(jià)空調(diào)優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)。本文主要從減振設(shè)計(jì)理論著手，對(duì)減振系統(tǒng)減振效果進(jìn)行分析，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出套管高度對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)用減振系統(tǒng)減振效果會(huì)產(chǎn)生影響。

1 空調(diào)壓縮機(jī)用減振系統(tǒng)減振原理分析

圖1是由減振墊等部件組成的減振系統(tǒng)圖。減振系統(tǒng)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(gòu)象呈現(xiàn)出的獨(dú)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(diào)系統(tǒng)的噪音和振動(dòng)。減振墊由主體和頸部組成，主體部分達(dá)到減振和隔振功能，頸部部分是滿足對(duì)壓縮機(jī)的安裝使用要求；套管主要作用是對(duì)螺栓進(jìn)行限位；墊片和彈簧墊圈起到防止螺栓松動(dòng)的作用；螺栓的功能是提供把緊力。

圖1 減振系統(tǒng)圖

在空調(diào)壓縮機(jī)使用中，減振墊起到了主要減振效果，各國(guó)專(zhuān)家學(xué)者也是針對(duì)這一方面進(jìn)行了大量研究。壓縮機(jī)振動(dòng)通過(guò)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(dòng)的能量，使得傳遞到空調(diào)器底板上的振動(dòng)減小。下面將結(jié)合套管高度尺寸變化對(duì)減振效果的影響，具體分析減振系統(tǒng)隔振、減振原理。

1.1 減振系統(tǒng)隔振效果的影響因素分析

空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，壓縮機(jī)由于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了振動(dòng)，同時(shí)空調(diào)器機(jī)組也會(huì)因?yàn)轱L(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)對(duì)于空調(diào)器機(jī)組和壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)都是有害的，為了避免相互之間傳遞振動(dòng)，需要采用振動(dòng)隔離技術(shù)、控制振動(dòng)的傳遞。

在減振系統(tǒng)里，通常采用傳到基礎(chǔ)上的力與激振力之比，即隔振系數(shù)，作為隔振效果的評(píng)價(jià)。

（1）

當(dāng)時(shí)才有隔振效果，而且越小，隔振效果越好。

式中：為減振系統(tǒng)的阻尼比。

（2）

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

（3）

式中：為動(dòng)載荷系數(shù)。

由上述公式可以看出，有七個(gè)因素影響減振系統(tǒng)的隔振效果：橡膠制品粘性阻尼系數(shù)、壓縮機(jī)質(zhì)量、減振系統(tǒng)最小承壓面積、減振系統(tǒng)高度、減振系統(tǒng)自由面積、隔振材料邵氏硬度、壓縮機(jī)振動(dòng)頻率。

各影響因素中涉及到減振系統(tǒng)的材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)及壓縮機(jī)的固有特性，其中減振系統(tǒng)高度與套管高度產(chǎn)生關(guān)系。當(dāng)套管高度降低，將會(huì)使減振系統(tǒng)高度降低，減振系統(tǒng)隔振效果變好。

1.2 減振系統(tǒng)減振效果的影響因素分析

減振系統(tǒng)中主要部件減振墊是橡膠制品，橡膠的滯后和內(nèi)摩擦特性使其具有獨(dú)特的減振功能。壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)，通過(guò)橡膠墊將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿舆\(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，隨著橡膠分子的變形與恢復(fù)，使機(jī)械能耗散而將振動(dòng)減少，從而起到減振的作用。通常在受迫振動(dòng)中，可采用位移激振的幅值A(chǔ)同激振力的振幅U之比作為其減振效果的評(píng)價(jià)，稱(chēng)為減振系數(shù)，其計(jì)算公式如下：

（4）

當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)可稱(chēng)之為減振系統(tǒng)，越大，減振效果越好。影響減振系統(tǒng)減振效果的因素同1.1。

2 套管高度對(duì)隔振及減振效果影響分析

通過(guò)對(duì)減振系統(tǒng)減振和隔振效果影響因素的分析可以看出，套管高度對(duì)減振系統(tǒng)的隔振性和減振性會(huì)產(chǎn)生影響，具體分析如下：

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

圖2 不同值下與的關(guān)系曲線

由圖2可知，與呈非線性關(guān)系。

壓縮機(jī)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(jī)支腿上，減振墊受到的壓力增大，效果等同于壓縮機(jī)重量（M）增加，同時(shí)減振墊的高度降低，即隔振（減振）系統(tǒng)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?yàn)闇p振墊設(shè)計(jì)中，已經(jīng)考慮到減振墊具有隔振的作用。所以減小，使得減振系統(tǒng)隔振效果增加。

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

圖3 不同值下與的關(guān)系曲線

由圖3可以看出，與亦呈非線性關(guān)系。當(dāng)選擇較大值時(shí)，減振效果越明顯。

由套管高度對(duì)減振系統(tǒng)隔振效果的影響分析可知，選擇高度低于減振墊的套管時(shí)，減振系統(tǒng)的變小、變大。由圖可知，對(duì)減振系統(tǒng)減振效果的影響大于

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

同時(shí)減振墊頸部被壓在支腿上，形成另一個(gè)減振分系統(tǒng)，也增加了系統(tǒng)的隔振和減振功能。

綜上，使用低于減振墊高度的套管，會(huì)增強(qiáng)減振墊的隔振和減振效果。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)中用來(lái)測(cè)量振動(dòng)用的儀器是采用日本著名的聲學(xué)和振動(dòng)儀器專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家RION公司生產(chǎn)的振動(dòng)測(cè)量?jī)x，型號(hào)為VM-80，其測(cè)量精度可以達(dá)到±5%±2個(gè)字；壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的性能試驗(yàn)臺(tái)是日本著名的自動(dòng)化儀表有限公司CHINO公司生產(chǎn)的性能測(cè)試臺(tái)，其型號(hào)為FR05026。試驗(yàn)臺(tái)利用二次冷媒流量計(jì)法進(jìn)行測(cè)試，控制精度可以達(dá)到0.001MPa；測(cè)試振動(dòng)用的壓縮機(jī)為大連三洋壓縮機(jī)生產(chǎn)的基礎(chǔ)機(jī)型，型號(hào)C-SB373H8A。

3.2 試驗(yàn)方法

將壓縮機(jī)聯(lián)接性能試驗(yàn)臺(tái)，四個(gè)支腿安裝減振系統(tǒng)，螺栓將減振系統(tǒng)與壓縮機(jī)支腿固定在試驗(yàn)臺(tái)鋼支座上。壓縮機(jī)連接性能試驗(yàn)臺(tái)，當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，對(duì)1處的A、B、C、D四點(diǎn)的徑向、周向和垂向分別進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，具體測(cè)試點(diǎn)見(jiàn)圖4：

圖4 壓縮機(jī)振動(dòng)測(cè)試點(diǎn)

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

減振墊安裝壓縮機(jī)后的高度為44.5mm（簡(jiǎn)稱(chēng)減振墊高度），分別選擇三個(gè)不同高度的套管進(jìn)行試驗(yàn)，以驗(yàn)證套管對(duì)減振系統(tǒng)減振效果的影響。試驗(yàn)分別采用46mm、44mm、42mm高度的套管（減振墊高度為44.5mm），各點(diǎn)振動(dòng)值隨套管高度變化曲線如圖5所示：

圖5 各點(diǎn)振動(dòng)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(jī)振動(dòng)值呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。

所以通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以知道，使用低于減振墊高度的套管，會(huì)增強(qiáng)減振系統(tǒng)的隔振減振效果，且隨套管高度降低，減振系統(tǒng)的隔振減振效果越好。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)減振系統(tǒng)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出以下結(jié)論：（1）減振系統(tǒng)中不但減振墊特性對(duì)減振效果產(chǎn)生影響，同時(shí)套管特性也對(duì)減振系統(tǒng)產(chǎn)生影響；（2）套管高度與減振墊高度關(guān)系對(duì)減振效果產(chǎn)生影響。套管高度小于減振墊高度，會(huì)使減振系統(tǒng)的減振和隔振效果增強(qiáng)，且隨套管高度減小，減振系統(tǒng)的隔振減振效果越好；（3）套管高度小于壓縮機(jī)減振墊高度，對(duì)壓縮機(jī)支腿起到一定固定作用，增加了空調(diào)器底板與壓縮機(jī)之間的聯(lián)接剛性，從而提高空調(diào)器在運(yùn)輸中的可靠性。

以上結(jié)論不但為空調(diào)壓縮機(jī)用減振系統(tǒng)研究提供了新的思路，也為工程中減振系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：楊曉倩（1980-），女，遼寧大連人，大連三洋壓縮機(jī)有限公司工程師，碩士，研究方向：技術(shù)開(kāi)發(fā)、渦旋壓縮機(jī)開(kāi)發(fā)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）