Снижение шума клапанного механизма поршневого компрессора для бытовой холодильной техники

• Автор: Деменев, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение

ГЛАВА I Анализ состояния вопроса и постановка задач

1.1. Состояние вопроса в области исследования шумооб-

разования поршневых компрессоров

1.2. Существующие конструктивные решения снижения уровня шума поршневых компрессоров

1.3. Цель и задачи исследования

1.4. Выводы из 1 главы

ГЛАВА II Исследование шумообразования клапанного механизма поршневого компрессора

2.1. Анализ расчетной схемы процесса звукоизлучения клапанов при ударе о седла клапанной плиты
2.2. Влияние динамики перемещения клапанов на вибро-шумовые характеристики компрессора
2.3. Теоретические аспекты звукоизлучения и демпфирования при ударном возбуждении
2.4. Выводы из 2 главы
ГЛАВА П1 Методы и средства исследования акустических
характеристик поршневого компрессора
3.1. Анализ технических средств экспериментального исследования виброакустических характеристик объекта исследования
3.2. Методика исследования процесса шумообразования поршневого компрессора
3.3. Методика исследование процесса звукоизлучения удара клапана о седло клапанной плиты
3.4. Методика исследования процесса звукоизлучения шума создаваемого работой газораспределительного механизма в серийном заваренном кожухе
3.5. Достоверность полученных результатов
3.6. Выводы из 3 главы
ГЛАВА IV Разработка конструктивного исполнения газораспределительного механизма поршневого компрессора
4.1. Предпосылки к разработке новой конструкции клапанной группы
4.2. Описание принципа работы нового устройства
4.3. Теоретическая интерпретация разработанного уст
ройства
4.4. Практическое применение разработанной конструк
ции в герметичных хладоновых компрессорах
4.5. Анализ технологичности разработанной конструкции
4.6. Выводы из 4 главы
ГЛАВА V Результаты исследования
5.1. Результаты исследования объекта исследования
5.2. Результаты исследования весомости предмета исследования в процессе шумообразования компрессора и анализ идентичности с.результатами других авторов
5.3. Результаты исследования звукоизлучения корпусного шума работы клапанов
5.4. Работоспособность разработанного устройства
5.5. Экономическая оценка эффективности внедрения разработанной конструкции клапанного механизма в серийное производство
Заключение
Список используемой литературы
Приложение Приложение А Объект исследования поршневой компрессор для бытовой холодильной техники
Приложение Б Технические характеристики виброизме-
рительной техники
Приложение В Анализ источников шума компрессора
Приложение Г Результаты испытаний опытной партии компрессоров с разным конструктивным
исполнением
Приложение Д Результаты ускоренных износньтх испытаний компрессоров с патентованной клапанной плитой по двойному циклу
Приложение Е Затраты на техническую подготовку патентованной клапанной группы
Приложение Ж Патент РФ № 2246039 С1 от 31.07.2003

ВВЕДЕНИЕ
Уменьшение шума и вибрации бытовой холодильной техники - задача актуальная и сложная, ее решение требует инновационных подходов. Главным источником шума и вибрации бытовой холодильной техники является герметичный хладоновый компрессор (ГХК). Потребность в комплектации такими компрессорами холодильных машин бытового назначения, а также предприятий сервиса (ремонта) действующего парка бытовых холодильных приборов, в настоящий момент составляет более 60 млн. единиц.
Производство герметичных хладоновых компрессоров в России и странах СНГ с 1970 года осуществляется по лицензиям зарубежных фирм. Например, фирма «Zanussi Elettromechanica Spa» построила завод компрессоров мощностью 1,5 млн. шт. в год на Московском заводе домашних холодильников ОАО МЗДХ (АМО «ЗИЛ»), Итальянская фирма «Neechi» построила завод на ОАО «Омскагрегат». Японская фирма «Sanyo» построила завод по выпуску поршневых компрессоров кулисного типа на ОАО «Красноярский завод холодильников «Бирюса»», Орском заводе домашних холодильников и Минском заводе холодильников «Атлант» (Белоруссия) суммарной мощностью до 5 млн. шт. в год. Однако выпускаемые у нас компрессора не отвечают современным требованиям, в частности, в области шума и вибрации. Исследование уровня звуковой мощности отечественных и импортных компрессоров показывает (п.5.1), что мировыми лидерами в этом отношении являются фирмы, у которых компрессоры имеют уровень звуковой мощности не выше - 32ч-36 дБА (фирма «Danfoss»), а у поршневых компрессоров кривошипно-кулисного типа Красноярского завода холодильников «Бирюса» и Минского завода холодильников «Атлант» этот показатель находится в пределах 40 - 44 дБА. Вышесказанное объясняет высокую долю импорта компрессоров из-за рубежа и дефицит спроса на отечественные компрессоры.
В настоящее время у населения РФ имеется более 120 млн. единиц бытовой холодильной техники, но на ближайшую перспективу это далеко не предел. По сравнению с 1990 г. мировой объем производства холодильных компрессоров вырос на 25% и эта тенденция сохраняется. Кроме того, наблюдается тен-

Экспериментально [71] определена связь, показывающая, что в определенный момент времени появляются всплески амплитуды корпусного шума, что подтверждает диаграмма на рис. 2.1, а шум характеризует как имульсный.
Время возникновения всплеска амплитуды определяется углом поворота коленчатого вала, связанным с работой компрессора, что видно на развернутой диаграмме рис 2.2. Следовательно, можно определить зависимость динамических параметров работы компрессора (угол поворота коленчатого вала - ср) и звукоизлучение ударного происхождения.
При рассмотрении процессов звукоизлучения, создаваемого работой клапанного механизма компрессора, определение времени соударения клапанов всасывания и нагнетания по рис 2.2. зависит от угла поворота коленчатого вала (р. Эту величину определяют [103] из соотношения:
а - коэффициент (а=0,1).
Используя эти две зависимости, представленные на рис. 2.1. и рис. 2.2, определяют виброшумовые характеристики компрессора при динамических условиях их возникновения.
Рассмотрим процессы работы клапанов, связанные с шумоизлучением при ударе, на примере всасывающего клапана. Примем Бу, силу упругости, воздействующую на пластину, при движении с высоты Ь на седло клапанной плиты, и условно разделим процесс на временные отрезки 1 = 1 ...п , где п=6 для всасывающего клапана и >2=8 - нагнетательного клапана.
Рассмотрим более подробно перемещение всасывающего клапана относительно угла поворота коленчатого вала срі=/0).
В период времени ? = 1...6 —» (рі=0...2л (71=180°), т.е. поршень перемещается от ВМТ (<рі=0) до НМТ(ф?і=я) и обратно (<рп=2тг, или (р„=0 ). После чего
(2.1.)
где:
Рп - давление потока, Па;
п— показатель политропы двухатомных газов п=1.4;