(格力電器（合肥）有限公司，安徽合肥 230088)

聯(lián)軸器用于將兩根軸聯(lián)接在一起，使它們一起旋轉(zhuǎn)，并傳遞扭矩，也可用作安全裝置的零件?？照{(diào)行業(yè)中用聯(lián)軸器來連接多個離心風葉，安裝在電機的轉(zhuǎn)動軸和傳動軸之間，如圖1所示，從而通過電機的轉(zhuǎn)動帶動多個離心風葉同時轉(zhuǎn)動。

圖1 聯(lián)軸器裝配原理圖

聯(lián)軸器由軸套和橡膠體組成，軸套和聯(lián)接體材料的選用要求按表1，聯(lián)軸器軸套、橡膠體的運動特性會直接影響聯(lián)軸器工作的可靠性，例如聯(lián)軸器橡膠體的硬度選擇不合理將導致聯(lián)軸器振動異響，甚至導致整機噪聲超標[1]。

表1 聯(lián)軸器材料

本文使用隔振原理，結(jié)合有限元仿真及振動測試分析，研究某空調(diào)內(nèi)機轉(zhuǎn)速附近區(qū)間內(nèi)由于聯(lián)軸器硬度選取不當引起的噪聲振動問題。

1.異常噪聲振動問題描述

空調(diào)聯(lián)軸器的實際裝配模型如圖2所示，離心風葉、聯(lián)軸器固定在傳動軸上，電機通過傳動軸、聯(lián)軸器帶動離心風葉，電機支架、電機、離心風葉、傳動軸、軸承支架和聯(lián)軸器作為一個整體。

圖2 空調(diào)聯(lián)軸器裝配示意圖

某開發(fā)過程中空調(diào)內(nèi)機，內(nèi)機風扇電機達到最高轉(zhuǎn)速1200rpm時，內(nèi)機存在明顯的“嗡嗡”聲，且聯(lián)軸器位置存在肉眼可見的低頻位移，主觀評價難以接受[2]。

分析不同轉(zhuǎn)速下電機支架位置振動數(shù)據(jù)，振動并沒有明顯的隨轉(zhuǎn)速增加而增加的趨勢，主要是在1200rpm時突然增加，如圖3所示。從頻譜上看，振動主要由電機一倍頻（20Hz）激勵引起[3]，如圖4所示。

圖3 不同轉(zhuǎn)速下振動對比

圖4 1200rpm時振動加速度頻譜

2.內(nèi)機系統(tǒng)有限元分析

電機支架及風機支架采用固定約束的方式，建立電機、傳動軸、離心風扇、聯(lián)軸器系統(tǒng)的有限元模型，如圖5所示。

圖5 聯(lián)軸器系統(tǒng)有限元模型

通過有限元仿真，聯(lián)軸器橡膠采用70硬度時，聯(lián)軸器存在19.8Hz的模態(tài)，模態(tài)振型為聯(lián)軸器兩側(cè)離心風扇相對擺動，見圖6。該頻率與電機1200rpm時的基頻（20Hz）重合，電機基頻激勵力激發(fā)起該模態(tài)，產(chǎn)生共振，導致無法接受的噪聲振動問題[4]。

圖6 聯(lián)軸器系統(tǒng)模態(tài)振型（硬度70 模態(tài)頻率19.8Hz）

表2 聯(lián)軸器參數(shù)

3.優(yōu)化結(jié)果驗證

使用硬度優(yōu)化后的聯(lián)軸器，同樣測試電機支座處的振動加速度。較70度的聯(lián)軸器，匹配硬度為60度的聯(lián)軸器時，1200rpm時的電機基頻振動加速度由23.15m/s2降低至2.3m/s2，異常噪聲消失，主觀評價可接受，優(yōu)化效果明顯，如圖7所示。

圖7 硬度優(yōu)化前后振動加速度對比

4.總結(jié)

針對某空調(diào)內(nèi)機開發(fā)過程中存在的異常噪聲振動問題，結(jié)合隔振理論，通過有限元仿真和振動測試數(shù)據(jù)的分析，將問題鎖定為聯(lián)軸器橡膠硬度選擇不合理。

優(yōu)化前后的振動測試數(shù)據(jù)對比及主觀評價表明，聯(lián)軸器硬度對空調(diào)內(nèi)機的振動噪聲影響明顯，優(yōu)化效果顯著。