雙桶洗衣機(jī)脫水系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲實(shí)驗(yàn)分析

1、1999204家用電器科技降噪技術(shù)專(zhuān)輯雙桶洗衣機(jī)脫水系統(tǒng)振動(dòng)朱甫金與噪聲實(shí)驗(yàn)分析柴新建無(wú)錫小天鵝股份有限公司(214035)雙桶洗衣機(jī)脫水系統(tǒng)由脫水電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),轉(zhuǎn)速可達(dá)1400rpm,由于脫水桶結(jié)構(gòu)的特殊性,帶負(fù)載時(shí)系統(tǒng)質(zhì)心比減振簧支承面高出許多,脫水桶負(fù)載的偏心很容易引起振動(dòng)、噪聲。本文討論了雙桶洗衣機(jī)脫水系統(tǒng)的固有頻率和工作狀態(tài)下的振動(dòng)、噪聲,分析了振動(dòng)、噪聲的頻率譜分布。脫水系統(tǒng)振動(dòng)分析雙桶洗衣機(jī)脫水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已為大家熟知,整個(gè)系圖1aSXX統(tǒng)支承在四個(gè)減振簧上,減振簧外有丁晴橡膠阻尼套提供阻尼。為了討論減振系統(tǒng)在脫水轉(zhuǎn)速下的減振效果,可將系統(tǒng)簡(jiǎn)化為6自由度剛體系統(tǒng)。機(jī)額定脫水容量為5k

2、g,總質(zhì)量為13159kg慣量J為314155kN/m,如不,可求得此對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)的二階固有頻率f1=0196Hz、f2=8130Hz,與偏心負(fù)載激勵(lì)測(cè)量得到的水平方向振幅最圖1b模型左側(cè)減振簧垂直方向振動(dòng)功率譜SYY大激勵(lì)頻率1Hz和10Hz較為接近,它們都遠(yuǎn)離脫水系統(tǒng)額定工作頻率23Hz。振動(dòng)測(cè)量結(jié)果表明,額定工作頻率下減振簧安裝位置的水平振幅約為915Hz下振幅的1/3。對(duì)系統(tǒng)受迫振動(dòng)分析表明,盡管單位慣性力矩所引起的受迫振動(dòng)比單位慣性力引起的受迫振動(dòng)大,但雙桶機(jī)離心桶平衡環(huán)中的平衡鹽水?dāng)?shù)量少,舊型號(hào)中甚至沒(méi)有平衡環(huán),因此慣性力引起的受迫振動(dòng)不能忽略。2圖1c2噪聲與振動(dòng)相干系數(shù)XY振動(dòng)和噪

3、聲頻譜分析脫水系統(tǒng)振動(dòng)和噪聲為了研究脫水系統(tǒng)本身的振動(dòng)噪聲,制作了與脫2圖1d相干系數(shù)與噪聲功率譜乘積XYSXX平方向加速度測(cè)點(diǎn)位于電機(jī)定子外側(cè),垂直方向加速2.1水系統(tǒng)完全相同的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?但去掉了箱體和連體桶,只保留了脫水筒底面和密封圈,并用長(zhǎng)螺栓與洗衣機(jī)底板支承連接,以保證試驗(yàn)?zāi)Ｐ兔芊馊ξ恢门c實(shí)際連體桶安裝后一致。振動(dòng)、噪聲譜分析在HP35670A動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀上進(jìn)行。噪聲測(cè)量傳聲器位于左側(cè)減振簧20cm處,水度測(cè)點(diǎn)位于減振簧安裝位置。測(cè)量窗函數(shù)為Hann窗,采用50次平均。在低頻段,偏心激振能激勵(lì)出多階諧波。圖1(a)、(b)為噪聲功率譜Sxx與垂直方向振動(dòng)功率譜Syy,圖1(c)為它們

4、的相干系數(shù)󰂌2xy,而圖1(d)為󰂌2xySxx,它表明了噪聲源自系統(tǒng)振動(dòng),這也是必然結(jié)果。減振簧與橡降噪技術(shù)專(zhuān)輯家用電器科技2119994模型類(lèi)似(圖2),噪聲主要分布在300Hz2kHz。裝機(jī)狀態(tài)良好的1號(hào)機(jī),在同一位置的A聲級(jí)低16dB(圖3(b),倍頻程曲線分布平坦,從100Hz6kHz有寬廣的分布。2.3模型與整機(jī)頻譜比較試驗(yàn)?zāi)Ｐ退椒较虻恼駝?dòng)譜與2號(hào)機(jī)箱體左側(cè)振動(dòng)功率譜有所不同(圖4),低頻段差異更明顯。整機(jī)箱體的振動(dòng)功率譜分布在低頻段,而模型振動(dòng)能量分布在整個(gè)頻寬,因此脫水筒的振動(dòng)經(jīng)主動(dòng)隔振后只激發(fā)了箱體部分諧波振動(dòng)。如果把箱體看作無(wú)限大平面,其出

5、現(xiàn)聲波吻合的臨界頻率遠(yuǎn)大于聲壓峰值頻率,摩擦圖2模型噪聲1/3倍頻程分析(dBA=75.1375)膠套摩擦產(chǎn)生諧波豐富的噪聲,圖2為噪聲的1/3倍頻程分析,噪聲聲壓主要分布在400Hz4kHz中、低頻段范圍內(nèi),而在這頻段內(nèi)人耳對(duì)噪聲比較敏感,主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果就是噪聲較大。如果在高頻段進(jìn)行振動(dòng)、噪聲相干分析,也可得出相同結(jié)論。雖然在高頻段有很大2的相干系數(shù),但 Sxx明顯比中、低頻段小。xy產(chǎn)生的噪聲入射到箱體后部分向外傳播,實(shí)踐中的箱體內(nèi)側(cè)粘貼阻尼層是減小箱體振動(dòng)噪聲和輻射噪聲的有效措施。3討論,;另一部分。第一部分噪聲主要由,確定合適的減振簧組件橡膠硬度和橡膠套。實(shí)踐表明,橡膠肖氏硬度可取50。測(cè)量中發(fā)現(xiàn)四個(gè)減振簧位置的垂向振動(dòng)功率譜有很大差異,這固然與洗衣機(jī)底板支承點(diǎn)剛度有關(guān),但也與彈簧的不一致性有關(guān),保證彈簧剛度和初始長(zhǎng)的一致性,有助于減小振動(dòng)、噪聲。2.2洗衣機(jī)整機(jī)噪聲,處,噪聲很低;而2號(hào)機(jī)噪聲偏大圖3(a)2號(hào)機(jī)側(cè)噪聲倍頻程曲線,聲壓分布與圖3a2號(hào)洗衣機(jī)左側(cè)(30cm)噪聲