渦旋壓縮機(jī)減振底座設(shè)計

楊立云，張 濤，李文濤，孫志平，張敬芳，劉小凡

（河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 邢臺054000）

0 引言

渦旋壓縮機(jī)是繼活塞壓縮機(jī)和螺桿壓縮機(jī)之后的一種氣體積蓄在渦旋槽之間并利用旋轉(zhuǎn)對氣體進(jìn)行壓縮的機(jī)械。因其效率高、體積小、質(zhì)量輕而被廣泛地應(yīng)用于制冷、以及空調(diào)和熱泵等領(lǐng)域中。

由于渦旋壓縮機(jī)常常用于汽車、冶金、航空、制冷設(shè)備，以及空調(diào)等特殊環(huán)境中，因此，就要求壓縮機(jī)具有效率高、節(jié)能、抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、減振性能好、能力調(diào)節(jié)范圍寬等特點(diǎn)。壓縮機(jī)內(nèi)驅(qū)動器部分安裝在壓縮機(jī)機(jī)殼側(cè)面與壓縮機(jī)集成為一體，體積相對較大，減重、抗振動能力差。但是現(xiàn)有技術(shù)中，在渦旋壓縮機(jī)底部僅設(shè)置支撐座，支撐座對渦旋壓縮機(jī)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(jī)發(fā)生晃動的時候?qū)u旋壓縮機(jī)進(jìn)行減振，導(dǎo)致渦旋壓縮機(jī)在晃動的時候使內(nèi)部的零件受損，使得壓縮機(jī)整體效率較低、抗干擾能力差，可靠性差。

本文設(shè)計一種具有減振功能的底座，放置在渦旋壓縮機(jī)下方，可以很好的實(shí)現(xiàn)減振功能，降低渦旋壓縮機(jī)在使用過程中的振動和噪聲，從而提升渦旋壓縮機(jī)的市場競爭力。

1 渦旋壓縮機(jī)噪聲分析

1.1 渦旋壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

渦旋壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)主要是由動渦旋盤、靜渦旋盤、電機(jī)（定、轉(zhuǎn)子）機(jī)架、防自轉(zhuǎn)環(huán)、曲軸、軸承、殼體等構(gòu)成，如圖1所示。渦旋壓縮機(jī)是典型的通過容積變化來實(shí)現(xiàn)氣體壓縮的旋轉(zhuǎn)型機(jī)械設(shè)備，主要工作原理是利用動渦旋盤與靜渦旋盤的相對轉(zhuǎn)動形成密閉容積的連續(xù)變化壓縮氣體，在此過程中振動和噪聲也相應(yīng)的產(chǎn)生。

圖1 渦旋壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 渦旋壓縮機(jī)噪聲

通過渦旋壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)及工作原理可知：渦旋壓縮機(jī)噪聲主要包括電磁噪聲、機(jī)械噪聲、液體噪聲及氣動噪聲等。

電磁噪聲由電機(jī)中電磁振動引起，并通過定子、殼體向外傳播；機(jī)械噪聲由曲軸轉(zhuǎn)動不平衡、機(jī)械運(yùn)動沖擊及機(jī)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[1]；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。

綜合渦旋壓縮機(jī)噪聲種類及傳播方式分析，可知渦旋壓縮機(jī)的振動與噪聲主要通過殼體向外傳播，根據(jù)創(chuàng)新設(shè)計理論中的設(shè)計分散原則，在不改變渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)情況下，設(shè)計一種具有減振功能的底座，放置在渦旋壓縮機(jī)下方，從而有效地降低渦旋壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中噪聲與振動，提升渦旋壓縮機(jī)的工作穩(wěn)定性和抗振性，提高產(chǎn)品市場競爭優(yōu)勢，增加渦旋壓縮機(jī)生產(chǎn)廠的經(jīng)濟(jì)效益。

2 渦旋壓縮機(jī)減振底座結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 減振底座結(jié)構(gòu)組成

一種具有減振功能的渦旋壓縮機(jī)底座主要由底座槽、套筒、底板、彈簧、減振墊、阻尼層、限位筒、導(dǎo)向柱等。其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，在渦旋壓縮機(jī)的底部安裝有底座槽，底座槽的內(nèi)腔卡接有底板，底座槽和底板之間均勻設(shè)置有第二彈簧，底板的頂部設(shè)置有套筒，底板和套筒之間均勻設(shè)置有第一彈簧，渦旋壓縮機(jī)插接在套筒的內(nèi)腔，套筒的內(nèi)壁和渦旋壓縮機(jī)的殼體外壁均勻設(shè)置有減振墊，套筒的底部設(shè)置有阻尼層，套筒的外壁套接有限位筒，限位筒的內(nèi)腔設(shè)置有減振器，渦旋壓縮機(jī)的外壁頂部套接有導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱的底端與減振器的頂端連接，限位筒的內(nèi)壁設(shè)置有阻尼填充層，所述限位筒的外壁設(shè)置有橡膠緩沖保護(hù)層。其中減振墊部件的結(jié)構(gòu)如圖3所示，減振墊的右壁設(shè)置有墊座，墊座的外壁開設(shè)有卡腔，減振墊卡接在卡腔的內(nèi)腔，墊座的頂部和底部均設(shè)置有固定螺栓，墊座通過固定螺栓與減振墊連接。

圖2 減振底座結(jié)構(gòu)組成

圖3 減振墊組件

2.2 工作原理

其工作原理如下：渦旋壓縮機(jī)插接在套筒內(nèi)，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(jī)在套筒內(nèi)與套筒的內(nèi)壁的直接碰觸而導(dǎo)致渦旋壓縮機(jī)的內(nèi)部元件振動，為了進(jìn)一步限定渦旋壓縮機(jī)的位移，通過在渦旋壓縮機(jī)的外壁設(shè)置導(dǎo)向柱，并在套筒的外壁套接限位筒，導(dǎo)向柱的底端通過減振器設(shè)置在限位筒的內(nèi)腔，限位筒的內(nèi)壁設(shè)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(shè)置橡膠緩沖保護(hù)層，對限位筒起到很好的保護(hù)作用，一方面可防止渦旋壓縮機(jī)整體的晃動，另一方面能有效減小渦旋壓縮機(jī)的縱向運(yùn)動，套筒和限位筒通過底板設(shè)置在底座槽內(nèi)，并通過第二彈簧起到很好的緩沖作用，防止整體結(jié)構(gòu)的損壞，減振墊通過墊座設(shè)置在套筒內(nèi)，并通過固定螺栓固定在卡腔的內(nèi)腔，便于拆卸及調(diào)整。

通過對本文設(shè)計的具有減振功能的渦旋壓縮機(jī)底座工作原理分析可知，本設(shè)計一方面提高了整個減振裝置的整體強(qiáng)度，另一方面也可以通過緩沖體對減少整機(jī)的振動，減振平穩(wěn)，不僅具有較好的抗振效果，降低渦旋壓縮機(jī)運(yùn)行時整機(jī)的振動幅度，而且提高了渦旋壓縮機(jī)的整體強(qiáng)度，延長渦旋壓縮機(jī)的使用壽命。

3 總結(jié)

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