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空调配管结构振动分析及优化
摘要：空调配管是空调重要的零部件，管路振动是空调故障中的首要破坏因素 之一，根据调查可知，压缩机壳体的振动传递及管内工作流质的扰动是引发配管 振动的原因，严重时会加速铜管疲劳断裂及空调制冷剂泄漏问题，影响空调的空调配管结构振动分析及优化
摘要：空调配管是空调重要的零部件，管路振动是空调故障中的首要破坏因素 之一，根据调查可知，压缩机壳体的振动传递及管内工作流质的扰动是引发配管 振动的原因，严重时会加速铜管疲劳断裂及空调制冷剂泄漏问题，影响空调的功 能和安全，降低空调使用寿命。因此，如何对空调进行配管结构进行分析及优化， 以达到减振效果，具有较大的实际意义。
关键词：空调结构；配管振动；固有频率；性能优化
压缩机是空调制冷系统正常工作的关键部件，在空调系统运行过程中，由于 受到压缩机的激励和冷媒的脉动冲击，管路不可避免的会产生振动，强烈的共振 会使管路产生疲劳损伤，降低空调的使用寿命。因此，空调配管的结构动态特性 对空调可靠性有着重要意义。以某款空调配管为研究对象，通过对空调中压缩机 配管结构振动分析，以采取有效措施对空调压缩机性能进行优化。
一、配管结构的模态分析与试验
空调管路系统主要包括压缩机、配管，配管与压缩机焊接连接，压缩机通过 减震垫圈和螺栓固定于空调底板上。本次测试只针对配管，由于配管单体自由状 态与实际装配有差异，增加的约束将导致配管模态发生变化，因此在管路装配在 整机上的状态下进行测试。空调配管系统在工作时发生振动，主要受压缩机吸气 口和排气口低频气流激励，在管道上产生压力脉动导致管道振动。由于配管结构 主要承受压缩机振源的激励，非出口的定频涡旋压缩机额定转速一般在 2900r/min，所以配管结构的固有频率及振型主要关注压缩机激励主频率±10%附 近的共振影响频带，即44~53Hz。为了探究压缩机激励是否与配管系统发生共振， 采用有限元方法对配管系统进行模态分析。根据模态分析结果，共振带内共有5 阶固有频率，但振型最大位移非双系统下的吸气管与排气管管型，设计较好的避 开了 43~53Hz共振带的影响，无运行共振风险。但在试验样机测试阶段，双系统 下的吸气管与排气管皆出现明显振动超标问题，为此开展了对应模块机试验整改 问题的深入研究。
、吸气管、排气管在制冷和制热工况（高 电压、额定电压、低电压）下分别进行了频谱测试和模态锤击测试，相应的频率 测试结果如图1所示：
对涡轮压缩机3个机脚及顶盖3个位置进行了振动测试，涡旋压缩机有转动 1倍固有频率47Hz、转动2倍固有频率95Hz、马达1阶力波频率100Hz，转动3 倍固有频率141Hz。吸气管在压缩机马达1阶力波频率100Hz，和转动3倍固有 频率141Hz出现振动幅值远大于压缩机本体的现象，100Hz和141Hz处有可能存 在共振。相应的，排气管在141Hz处有可能存在共振。为了探究压缩机吸气管及 排气管振动值超标是否为共振原因导致，开展吸气管及排气管的模态锤击测试， 吸气管及排气管的固有频率识别结果如图2和图3所示：
吸气管固有频率102Hz与压缩机马达1阶力波频极为接近，吸气管固有频率 136Hz与压缩机转动3倍频141Hz较为接近，充分说明了吸气管振动超标问题是 100Hz和141Hz处共