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摘 要：随着我国社会经济的发展以及人们生活水平的不断提高，对空调机的性能指标的要求越来越高。空调机在工作的过程中，机械振动是影响其工作可靠性的重要因素之一，因为分体空调机的室外机配管出现机械振动会给空调机带来严重的不良影响，这就要求人们必须重视这一问题。本文简要介绍分体空调机室外机配管机械振动的原因，并在此基础上探讨分体空调机室外机配管机械振动控制的常用方法。
关键词：分体空调机；室外机；配管；机械振动；控制
随着我国经济的飞速发展，空调机做为可以调节环境温湿度等参数的重要设备，在我们生产和生活当中扮演着越来越重要的角色，这就要求空调机生产企业所提供的产品必须安全可靠。机械振动是影响分体空调机可靠工作的主要因素之一，过大的机械振动既会引起噪声，也容易导致结构件的过早失效。[1]对于室外机配管机械振动的控制可以说是分体空调机实现振动控制的重中之重，主要是因为配管的振动容易使配管疲劳，严重情况下出现铜管的断裂并导致制冷剂的泄漏，给空调机的正常使用带来不良影响。
一、分体空调机室外机配管机械振动概述
室外机配管指的是压缩机排气口以及回气口连接的部分，通过分析导致配管出现机械振动的主要原因，一方面是由于压缩机的振动传递，另一方面是因为冷媒输送的过程当中，冷媒撞击配管的内壁而引起的。在整个空调机组当中，配管将空调机当中的压缩机、蒸发器、冷凝器等部件连接起来组成整个制冷系统，配管作为载体实现冷媒在不同部件中的流动。因此，配管的作用至关重要。配管受压缩机振动传递以及周期性吸、排气而出现机械振动，导致出口管路内部的气流出现气流脉动，而气流脉动一方面导致连接管道上面的气阀工况变坏、控制仪表失灵以及压缩机容积效率下降等问题[2]，另一方面容易使管道出现剧烈的振动，导致管路的破裂造成冷媒的泄露，甚至出现爆炸事故。
分体空调机的室外机配管的机械振动会影响到机器的整体运行的状态。空调机的室外机配管振动是不可能彻底消除，但是通过优化室外机的配管设计，改变配管固有频率，从而避开整机的运行频率，可以有效控制配管的机械振动问题。
二、分体空调机室外机配管机械振动的控制
第一，改良配管管路控制机械振动。空调机室外机配管在管路设计的过程当中，要求一方面要容易生产制造，另一方面又能够满足振动方面的相关要求，但是在实际运输以及使用的过程当中，往往会出现疲劳断管的问题。传统上的配管管路设计在设计完成之后进行试验，并且测试排气管以及回气管等位置的振动，最终判断振动标准是否能够达到要求。这种方法要求进行大量设计以及反复试验加以验证，同时需要进行配管管路结构可靠性方面的试验以及长期运行方面的试验，从而验证用户具体使用的过程当中是否容易出现管裂问题，分析配管振动所导致的噪音问题。通过使用配管振动分析技术，可以简化这方面的问题，对配管的多阶固有频进行分析，同时探讨配管频率的周期性变化载荷，最终避开共振区，确定振动位移最小值。
确定振动位移最小值之后，就需要改良配管管路设计，尤其是回气管以及排气管的设计。通过改变管路长度，能够改变配管固有的频率，避开压缩机的运行频率，也就是避开共振区。首先要为每个零件添加属性以及特征线，在添加属性之后进行完整性检查，通过之后，填写数据参数并提取数据，完成几何建模以及网格的划分。其次则是压缩机的激励计算，最后对设计进行仿真分析，从而分析配管动态位移以及谐响应的状况[3]。分析之后针对得到的不同优化方案，确定最优方案改良制作配管，然后进行试验验证。通过改良设计并改变管路长度，能够改变配管管路固有的频率，从而远离压缩机的运行频率，最终避免管路以及压缩机在运行的过程当中出现共振。振动位移值达标也能够降低配管成本。简言之，借助于改变管路状态，例如管路长度、布管的空间方式以及提高阻尼等，可以改变配管频率，尽可能降低振动位移值，通过消除机械共振来减少振动位移值，并且在确保室外机运行可靠性的前提下降低运行的噪音。
第二，加强配管安装调试控制机械振动。要想控制空调机室外机配管机械振动，就需要在安装的过程当中，首先要尽可能消除管系激振力，并且针对不同激振影响因素而采取针对性的处理措施。其次要改进管路系统结构的刚度，这样可以提高管路的固有频率，从而远离激振频率，避免出现共振问题，减少管系结构振动的幅值。[4]再次是要提高管路系统结构的阻尼。考虑到配管安装过程当中可能会对配管的机械性能带来一定程度的影响，因此为保证压缩机出口位置的弯位以及冷凝器入口等重点位置的安全，在安装配管管路的过程当中需要尽量保证管路各个部份的变形保持均匀，并且要尽可能降低冷凝器入口位置的管路振幅。
第三，改善现有设计技术控制机械振动。首先，要想改善分体空调机的室外机配管运行机械振动问题，最理想的方法是使用计算机辅助设计技术。通过建立三维模型，使配管的装配模型最大限度的模拟出实际生产样机的装配状况。这样通过模拟就能够提前准确预判配管装配正确与否，避免因为错误的装配而导致配管不平整的问题加剧配管的机械振动，从而保证配管状态正常可靠。其次，通过有限元软件分析配管。室外机管道系统可以说是弹性连续体，要想获得精确的振动分析求解，需要满足一定的边界条件的偏微分方程。[5]管道系统具体结构十分复杂，因此要想得到精确解存在着较大的困难。传统设计的过程当中，往往是通过得到近似解之后，辅以经验判断以及实验数据验证，而通过使用有限元软件分析可以圆满解决管道设计振动分析这一困难。再次，重视配管应力测试。目前国内企业往往选择使用配管振动测试评价配管可靠性，并以配管的振幅最大位置测试值作为最终的评价，如果超出标准则判断为不合格。[6]振幅测试有着简便易行的优点，但是测试依据并不科学。原因主要在于配管可靠性直接的反应指标是应力，不同机型的配管振幅不同，并不意味配管应力的高低。实际使用过程当中，配管在运行时出现疲劳断裂的地方，并非最大机械振幅地方，而是最大配管应力地方。因此应当将应力测试作为检验配管是否可靠的实验手段。
综上所述，本文简要分析目前分体空调机的室外机配管出现机械振动的主要原因以及常用的控制方法，以期在现有技术条件下找到合适的控制措施，有效降低分体空调机的配管机械振动问题，一方面避免振动引发的噪声问题，另一方面也提高空调机工作的可靠性。现阶段分体空调机机械振动控制过程当中，需要通过合理设计配管，在减振降噪的同时降低的成本等，为人们的工作生活营造舒适环境。
参考文献
[1]卢剑伟， 杨九铭， 陈天宁，等. 空调器配管机械振动控制策略[J]. 机械设计与制造， 2004， （4）：47-48.
[2]杨晓翔， 薛玮飞. 往复压缩机管道内压力脉动的有限元计算[J]. 压缩机技术， 2007， （2）：10-12.
[3]韩本强， 陈培烈， 胡志明，等. 有限元技术在空调管路振动分析中的应[C]// 第八届全国工程设计年会. 2002.
[4]薛玮飞. 空调配管与壳体的振动噪声研究[D]. 上海交通大学， 2010.
[5]薛玮飞， 舒乐华， 张智，等. 空调配管模态仿真分析与实验研究[J]. 机械科学与技术， 2010， （6）：822-825.
[6]卢剑伟. 国内空调行业配管研发中的问题及对策[J]. 家电科技， 2009， （1）：28-30.
[7]韦英奇， 张奠磐， 李治文. 空调机系统管振动分析和减振措施[J]. 流体机械， 2001， 29（6）：59-60.
关键词：分体空调机；室外机；配管；机械振动；控制
随着我国经济的飞速发展，空调机做为可以调节环境温湿度等参数的重要设备，在我们生产和生活当中扮演着越来越重要的角色，这就要求空调机生产企业所提供的产品必须安全可靠。机械振动是影响分体空调机可靠工作的主要因素之一，过大的机械振动既会引起噪声，也容易导致结构件的过早失效。[1]对于室外机配管机械振动的控制可以说是分体空调机实现振动控制的重中之重，主要是因为配管的振动容易使配管疲劳，严重情况下出现铜管的断裂并导致制冷剂的泄漏，给空调机的正常使用带来不良影响。
一、分体空调机室外机配管机械振动概述
室外机配管指的是压缩机排气口以及回气口连接的部分，通过分析导致配管出现机械振动的主要原因，一方面是由于压缩机的振动传递，另一方面是因为冷媒输送的过程当中，冷媒撞击配管的内壁而引起的。在整个空调机组当中，配管将空调机当中的压缩机、蒸发器、冷凝器等部件连接起来组成整个制冷系统，配管作为载体实现冷媒在不同部件中的流动。因此，配管的作用至关重要。配管受压缩机振动传递以及周期性吸、排气而出现机械振动，导致出口管路内部的气流出现气流脉动，而气流脉动一方面导致连接管道上面的气阀工况变坏、控制仪表失灵以及压缩机容积效率下降等问题[2]，另一方面容易使管道出现剧烈的振动，导致管路的破裂造成冷媒的泄露，甚至出现爆炸事故。
分体空调机的室外机配管的机械振动会影响到机器的整体运行的状态。空调机的室外机配管振动是不可能彻底消除，但是通过优化室外机的配管设计，改变配管固有频率，从而避开整机的运行频率，可以有效控制配管的机械振动问题。
二、分体空调机室外机配管机械振动的控制
第一，改良配管管路控制机械振动。空调机室外机配管在管路设计的过程当中，要求一方面要容易生产制造，另一方面又能够满足振动方面的相关要求，但是在实际运输以及使用的过程当中，往往会出现疲劳断管的问题。传统上的配管管路设计在设计完成之后进行试验，并且测试排气管以及回气管等位置的振动，最终判断振动标准是否能够达到要求。这种方法要求进行大量设计以及反复试验加以验证，同时需要进行配管管路结构可靠性方面的试验以及长期运行方面的试验，从而验证用户具体使用的过程当中是否容易出现管裂问题，分析配管振动所导致的噪音问题。通过使用配管振动分析技术，可以简化这方面的问题，对配管的多阶固有频进行分析，同时探讨配管频率的周期性变化载荷，最终避开共振区，确定振动位移最小值。
确定振动位移最小值之后，就需要改良配管管路设计，尤其是回气管以及排气管的设计。通过改变管路长度，能够改变配管固有的频率，避开压缩机的运行频率，也就是避开共振区。首先要为每个零件添加属性以及特征线，在添加属性之后进行完整性检查，通过之后，填写数据参数并提取数据，完成几何建模以及网格的划分。其次则是压缩机的激励计算，最后对设计进行仿真分析，从而分析配管动态位移以及谐响应的状况[3]。分析之后针对得到的不同优化方案，确定最优方案改良制作配管，然后进行试验验证。通过改良设计并改变管路长度，能够改变配管管路固有的频率，从而远离压缩机的运行频率，最终避免管路以及压缩机在运行的过程当中出现共振。振动位移值达标也能够降低配管成本。简言之，借助于改变管路状态，例如管路长度、布管的空间方式以及提高阻尼等，可以改变配管频率，尽可能降低振动位移值，通过消除机械共振来减少振动位移值，并且在确保室外机运行可靠性的前提下降低运行的噪音。
第二，加强配管安装调试控制机械振动。要想控制空调机室外机配管机械振动，就需要在安装的过程当中，首先要尽可能消除管系激振力，并且针对不同激振影响因素而采取针对性的处理措施。其次要改进管路系统结构的刚度，这样可以提高管路的固有频率，从而远离激振频率，避免出现共振问题，减少管系结构振动的幅值。[4]再次是要提高管路系统结构的阻尼。考虑到配管安装过程当中可能会对配管的机械性能带来一定程度的影响，因此为保证压缩机出口位置的弯位以及冷凝器入口等重点位置的安全，在安装配管管路的过程当中需要尽量保证管路各个部份的变形保持均匀，并且要尽可能降低冷凝器入口位置的管路振幅。
第三，改善现有设计技术控制机械振动。首先，要想改善分体空调机的室外机配管运行机械振动问题，最理想的方法是使用计算机辅助设计技术。通过建立三维模型，使配管的装配模型最大限度的模拟出实际生产样机的装配状况。这样通过模拟就能够提前准确预判配管装配正确与否，避免因为错误的装配而导致配管不平整的问题加剧配管的机械振动，从而保证配管状态正常可靠。其次，通过有限元软件分析配管。室外机管道系统可以说是弹性连续体，要想获得精确的振动分析求解，需要满足一定的边界条件的偏微分方程。[5]管道系统具体结构十分复杂，因此要想得到精确解存在着较大的困难。传统设计的过程当中，往往是通过得到近似解之后，辅以经验判断以及实验数据验证，而通过使用有限元软件分析可以圆满解决管道设计振动分析这一困难。再次，重视配管应力测试。目前国内企业往往选择使用配管振动测试评价配管可靠性，并以配管的振幅最大位置测试值作为最终的评价，如果超出标准则判断为不合格。[6]振幅测试有着简便易行的优点，但是测试依据并不科学。原因主要在于配管可靠性直接的反应指标是应力，不同机型的配管振幅不同，并不意味配管应力的高低。实际使用过程当中，配管在运行时出现疲劳断裂的地方，并非最大机械振幅地方，而是最大配管应力地方。因此应当将应力测试作为检验配管是否可靠的实验手段。
综上所述，本文简要分析目前分体空调机的室外机配管出现机械振动的主要原因以及常用的控制方法，以期在现有技术条件下找到合适的控制措施，有效降低分体空调机的配管机械振动问题，一方面避免振动引发的噪声问题，另一方面也提高空调机工作的可靠性。现阶段分体空调机机械振动控制过程当中，需要通过合理设计配管，在减振降噪的同时降低的成本等，为人们的工作生活营造舒适环境。
参考文献
[1]卢剑伟， 杨九铭， 陈天宁，等. 空调器配管机械振动控制策略[J]. 机械设计与制造， 2004， （4）：47-48.
[2]杨晓翔， 薛玮飞. 往复压缩机管道内压力脉动的有限元计算[J]. 压缩机技术， 2007， （2）：10-12.
[3]韩本强， 陈培烈， 胡志明，等. 有限元技术在空调管路振动分析中的应[C]// 第八届全国工程设计年会. 2002.
[4]薛玮飞. 空调配管与壳体的振动噪声研究[D]. 上海交通大学， 2010.
[5]薛玮飞， 舒乐华， 张智，等. 空调配管模态仿真分析与实验研究[J]. 机械科学与技术， 2010， （6）：822-825.
[6]卢剑伟. 国内空调行业配管研发中的问题及对策[J]. 家电科技， 2009， （1）：28-30.
[7]韦英奇， 张奠磐， 李治文. 空调机系统管振动分析和减振措施[J]. 流体机械， 2001， 29（6）：59-60.