家用除濕機(jī)配管管路振動(dòng)分析及優(yōu)化方法

　　隨著生活質(zhì)量的提高，家用除濕機(jī)逐漸步入人們的生活，對于除濕機(jī)性能指標(biāo)的要求也越來越高。對于除濕機(jī)的噪聲，近年來用戶也有投訴。家用除濕機(jī)異常噪聲主要是由壓縮機(jī)、風(fēng)扇。、配管管路和鈑金件等共同作用引起，特別是配管管路振動(dòng)所引起的噪聲，對整機(jī)的振動(dòng)噪聲貢獻(xiàn)很大，而且配管的較大振動(dòng)也容易導(dǎo)致配管管路的疲勞斷裂。因此，配管管路的合理優(yōu)化設(shè)計(jì)對降低除濕機(jī)振動(dòng)噪聲及提高產(chǎn)品的可靠性有著重要作用。

　　1除濕機(jī)管路振動(dòng)機(jī)理家用除濕機(jī)體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，除濕機(jī)機(jī)械室安裝了壓縮機(jī)后，壓縮機(jī)的吸排氣管路受到機(jī)械室空間小的限制，管路布置相對困難，造成除濕機(jī)整機(jī)的振動(dòng)和噪聲都比較大。家用除濕機(jī)的振動(dòng)源主要來自于除濕機(jī)壓縮機(jī)，并通過壓縮機(jī)的底腳及配管管路向外部傳遞，吸排氣配管管路由于受到了壓縮機(jī)的激振和冷媒流動(dòng)的影響而處于受迫振動(dòng)狀態(tài)，從而產(chǎn)生明顯的振動(dòng)和噪聲。當(dāng)壓縮機(jī)給予的外力方向和振動(dòng)速度的方向一致時(shí)，外力對配管管路系統(tǒng)作正功，系統(tǒng)增加能量，振動(dòng)噪聲急劇增大，且該部分振動(dòng)噪聲通過系統(tǒng)管路由側(cè)板傳至箱外，在箱體內(nèi)形成共鳴噪聲，此時(shí)若通過適當(dāng)改變配管管路的結(jié)構(gòu)就能改變壓縮機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)的模態(tài)，從而避免共振，以達(dá)到減振降噪的目的。

　　本文以一臺每小時(shí)除濕量0.4L的CF0.4家用除濕機(jī)為例，該除濕機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)噪聲很大，為查明原因，通過對壓縮機(jī)吸排氣配管管路的CAE分析，找出噪聲大的原因是配管管路產(chǎn)生共振，并據(jù)此重新設(shè)計(jì)了一套吸排氣配管管路，經(jīng)過測試成功解決了除濕機(jī)振動(dòng)噪聲大的問題。

　　2除濕機(jī)壓縮機(jī)配管管路改進(jìn)前后性能分析2.1除濕機(jī)壓縮機(jī)吸排氣配管管路模態(tài)分析除濕機(jī)改進(jìn)前壓縮機(jī)吸、排氣配管管路布置如圖一所示，改進(jìn)后壓縮機(jī)吸。、排氣配管管路布置如所示，吸氣配管改動(dòng)比較大，長度及走向都有變化，而排氣配管變化不大。在分別對壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了測試，建立以壓縮機(jī)、吸排氣配管為系統(tǒng)的三維模型后，進(jìn)行了模態(tài)分析，得到了系統(tǒng)改進(jìn)前后吸排氣配管的固有頻率，具體數(shù)據(jù)表1所示。

　　改進(jìn)薷壓縮機(jī)改進(jìn)后壓纏機(jī)表1改進(jìn)前后壓縮機(jī)吸排氣配管固有頻率階數(shù)改進(jìn)前頻率改進(jìn)后頻率CAE的分析結(jié)果顯示：改進(jìn)前壓縮機(jī)吸氣配管的固有頻率為132Hz；排氣配管的固有頻率為46.2Hz，而改進(jìn)后壓縮機(jī)吸氣配管的固有頻率為57.5Hz；排氣配管的固有頻率為54.4Hz.經(jīng)過改進(jìn)后吸氣配管的固有頻率從132Hz降低至57.5Hz，增加了吸氣配管的柔性，有利于吸收更多的振動(dòng)能量；而排氣配管的固有頻率則從46.2Hz升高至54.4Hz，雖然排氣配管柔性稍有降低，但成功地避開了壓縮機(jī)47Hz的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，降低了配管管路共振的風(fēng)險(xiǎn)；通過對配管的改進(jìn)，最終降低了系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲。

　　2.2除濕機(jī)壓縮機(jī)配管改進(jìn)前后噪聲頻譜分析壓縮機(jī)吸排氣配管管路改進(jìn)后，對除濕機(jī)進(jìn)行了噪聲頻譜分析：在低頻頻譜中除濕機(jī)改進(jìn)前在頻率50Hz附近有71.8dB的噪聲峰值，改進(jìn)后該峰值大幅下降到49.8dB，其他低頻部分的噪聲值也有不同程度的降低，最高值也在55dB以下；在中高頻頻譜中的160Hz400Hz頻段部分，噪聲頻譜值降低也比較明顯，從改進(jìn)前的5060dB降低到改進(jìn)后的4050dB，除濕機(jī)吸排氣配管管路的改進(jìn)取得明顯的效果。

　　3結(jié)論除濕機(jī)的振動(dòng)噪聲除了與除濕機(jī)壓縮機(jī)本身的性能有關(guān)，與壓縮機(jī)配管管路設(shè)計(jì)布置也有關(guān)，因此合理優(yōu)化配管的設(shè)計(jì)，除了能減振降噪，還能提高產(chǎn)品可靠性。

　　運(yùn)用CAE計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，分析除濕機(jī)壓縮機(jī)吸排氣配管管路的模態(tài)，快速尋找壓縮機(jī)配管改善方案，縮短了實(shí)驗(yàn)周期，極大提高工作效率。