压缩机空气弹簧隔振脚垫动力学特性匹配试验台架的制作方法

本发明涉及压缩机振动控制及动态特性测试技术领域，具体涉及一种压缩机空气弹簧隔振脚垫动力学特性匹配试验台架。

背景技术：

振动与人们的生活息息相关，然而振动不仅能引起、甚至加速结构的疲劳损伤，而且会影响设备的使用寿命，同时还会产生一定的噪声，对生产与生活造成了一定的困扰。空调作为人们不可或缺的商品，人们对压缩机所产生的振动和噪声问题日益关注，降低压缩机的振动和噪音已经成为家电行业的市场准入和竞争的重要指标。

目前国内对压缩机等所采用的橡胶减振材料还比较传统，不考虑振动工况是否一致，都采用类似的产品结构和振动方式。尤其是压缩机脚垫对压缩机隔振性能影响的试验研究工作，都是经过多轮次更换不同类型的橡胶脚垫来完成，试验周期长，脚垫匹配选型难度大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种压缩机空气弹簧隔振脚垫动力学特性匹配试验台架，这种试验台架能够快速、准确地测出压缩机各隔振脚垫的最佳力学性能参数，为橡胶隔振脚垫的结构设计和开发提供刚度参数。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种压缩机空气弹簧隔振脚垫动力学特性匹配试验台架，包括空调器室外机，所述空调器室外机包括机箱和设置在机箱内的压缩机，所述机箱的底板与所述压缩机之间设置有若干个空气弹簧隔振脚垫，所述空气弹簧隔振脚垫的上端设置有用于测量振动量的第一振动检测装置，所述空气弹簧隔振脚垫的下端设置有用于测量振动量的第二振动检测装置，所述空气弹簧隔振脚垫还连接有能够给其充气的充气装置以及能够检测空气弹簧隔振脚垫内部气压的气压检测装置。

进一步地，所述压缩机具有伸出至机箱外的压缩机配管，所述压缩机配管上贴附有的应变片。

作为优选地，所述充气装置包括依次连通的充气泵、气室、进气阀及进气管，所述空气弹簧隔振脚垫上设置有将其与所述进气管连通的气嘴。

作为优选地，所述气压检测装置包括设置在所述进气管上的管路气压计。

进一步地，所述进气管上连接有能够将空气弹簧隔振脚垫内的气体排出的排气阀。

进一步地，所述的进气管上设置有管路安全阀，所述气室上设置有气室安全阀和气室气压计。

作为优选地，所述第一振动检测装置和第二振动检测装置均为加速度传感器。

进一步地，还包括一试验台，所述试验台上设置有弹性胶垫，所述空调器室外机放置在所述弹性胶垫上。

作为优选地，所述空气弹簧隔振脚垫包括底座和橡胶垫，所述底座呈下端封闭上端开口的圆筒状，所述橡胶垫呈下端开口上端封闭的圆筒状，所述橡胶垫的下端与底座的上端粘接以使所述空气弹簧隔振脚垫呈现两端封闭的圆筒状结构。

作为优选地，所述底座包括金属外管与螺接在金属外管内的金属内管，所述机箱的底板上设置有插销，所述金属内管套装在所述插销上。

本发明与现有的压缩机隔振性能测试技术相比有明显的优点和实际经济效果，借由上述技术方案，本发明压缩机空气弹簧隔振脚垫动力学特性匹配试验台架可达到先进技术水平，并在产业上具有广泛的利用价值。与现有技术相比，具体优点在于：

1、首次提出采用空气弹簧隔振脚垫用于空调器室外机上压缩机隔振脚垫力学性能测试和匹配设计。

2、本发明的空气弹簧隔振脚垫的气压可以独立控制，以求最优匹配出压缩机各隔振脚垫的最佳力学性能参数，为橡胶隔振脚垫的结构设计和开发提供刚度参数。

3、与传统多轮次更换和测试不同橡胶脚垫以匹配出较好的脚垫产品相比，本发明通过调节空气弹簧隔振脚垫气压，具有快速调节脚垫刚度的优点，减少隔振脚垫的安装和拆卸时间，也减少了拆卸和安装对试验测试数据的影响，大大提高测试效率和试验测试数据的准确度。

4、本发明的空气弹簧隔振脚垫，一次安装后在整个测试过程中，均不需要更换。由控制系统直接调节空气弹簧隔振脚垫气压以实时调准脚垫的刚度，减少了试验人员在高温或高冷的实验室中拆卸和安装隔振脚垫的时间，大大改善了试验人员所处的测试环境和条件。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中a部分的局部放大图；

图3是发明中空气弹簧隔振脚垫的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图1至图3，本发明的实施例提出了一种压缩机空气弹簧隔振脚垫动力学特性匹配试验台架，包括试验台1和放置在试验台1上的空调器室外机2，空调器室外机2包括机箱201和设置在机箱201内的压缩机202，压缩机202上自带有压缩机配管203，压缩机配管203的自由端伸出至机箱201外。机箱201的底板与压缩机202之间设置有若干个空气弹簧隔振脚垫3，空气弹簧隔振脚垫3的上端设置有用于测量振动量的第一振动检测装置14，空气弹簧隔振脚垫3的下端设置有用于测量振动量的第二振动检测装置15，空气弹簧隔振脚垫3还连接有能够给其充气的充气装置以及能够检测空气弹簧隔振脚垫3内部气压的气压检测装置。为了实现自动反馈控制，本发明还设置有控制系统19，该控制系统19包括数据采集器20、计算机21和执行指令发送单元22。图1中，通过虚线相连的两个部件之间存在通讯关系。

进一步地，压缩机配管203上设置有应变片16，该应变片16为箔式电阻应变片，通过测量压缩机配管203工作状态的应变量以算出压缩机配管203上的应力大小。应变片16贴附在压缩机配管203的进气或排气管的弯曲部位，以监测空气弹簧隔振脚垫3气压不同时压缩机配管203的最大应力。

空气弹簧隔振脚垫3的数量一般为3-4个，但不限于此。通过充气装置对能够向各个空气弹簧隔振脚垫3输入不同的气压，以独立地调节各脚垫的刚度，在压缩机202的实际运行工况下，测试和记录各个空气弹簧隔振脚垫3的上端和从下端的振动信号，以及压缩机配管203靠近压缩机202侧弯曲部位的应力信号，从而测得不同工况下压缩机202的振动力学特性。根据压缩机202的振动力学特性可匹配出各隔振脚垫的最佳力学性能参数，为橡胶隔振脚垫的结构设计和开发提供刚度参数。与传统多轮次更换和测试不同橡胶脚垫以匹配出较好的脚垫产品相比，本发明通过调节空气弹簧隔振脚垫3气压，具有快速调节脚垫刚度的优点，减少隔振脚垫的安装和拆卸时间，也减少了拆卸和安装对试验测试数据的影响，大大提高测试效率和试验测试数据的准确度。减少了试验人员在高温或高冷的实验室中拆卸和安装隔振脚垫的时间，大大改善了试验人员所处的测试环境和条件。

本实施例中，第一振动检测装置14和第二振动检测装置15均为加速度传感器，第一振动检测装置14设置在空气弹簧隔振脚垫3的上端，第二振动检测装置15设置在空气弹簧隔振脚垫3的下端。加速度传感器的作用是将振动信号转换为电信号，然后再经过前置放大器、处理和变换仪器处理后即可显示出其振动量的具体数值。假定第一振动检测装置14所测出的振动量为a，第二振动检测装置15所测出的振动量为b，那么我们定义(b-a)/b为空气弹簧隔振脚垫3的隔振量，隔振量的值越大，隔振效果越好。在隔振量满足要求的情况下，压缩机配管203上的最大应力也需满足要求，这样的隔振脚垫才是达标的。当然，第一振动检测装置14和第二振动检测装置15还可以采用速度拾振器、位移拾振器、力换能器、积分器等能够检测振动的装置。

参照图1，充气装置包括依次连通的充气泵4、气室5、进气阀6及进气管7，空气弹簧隔振脚垫3上设置有将其与进气管7连通的气嘴8。进气阀6通过气管与气室5和空气弹簧隔振脚垫3相连，由控制系统19调节进气阀6阀门的开和关以增加或保持空气弹簧隔振脚垫3的气压。

进气管7上连接有能够将空气弹簧隔振脚垫3内的气体排出的排气阀10。排气阀10通过进气管7路与空气弹簧隔振脚垫3的气嘴8相连，由控制系统19调节排气阀10门的开和关以减小或保持空气弹簧隔振脚垫3的气压。

气压检测装置包括设置在进气管7上的管路气压计9，由于进气管7与空气弹簧隔振脚垫3直接连通，因此非工作状态下二者内部的气压相等，通过测量进气管7内的气压即可直接得到空气弹簧隔振脚垫3内的气压，和直接测量空气弹簧隔振脚垫3内的气压相比更方便操作。管路气压计9监测空气弹簧隔振脚垫3的气压值，并实时反馈至控制系统19，与控制系统19中设置的气压值相比较以实时控制进气阀6或排气阀10的开或关。

进气管7上设置有管路安全阀11，管路安全阀11是一种泄压阀，其布置连接在排气阀10和空气弹簧隔振脚垫3间的进气管7上，当空气弹簧隔振脚垫3中的气压过大时安全阀自动打开，避免空气弹簧隔振脚垫3的气压过大而损坏。

气室5上设置有气室安全阀12、气室气压计13以及能够将气室5内的气体排出的气室排气阀23。气室5为有一定空间体积、强度较大的密闭金属箱体，整个测试系统运行前，气室5内应有足够的气压，以确保为空气弹簧隔振脚垫3充气。气室气压计13与气室5相连，用于监测气室5的气压。当气室气压计13监测气室5的气压低于控制系统19设定值时，由控制系统19自动控制充气泵4为气室5充气。试验结束后，由控制系统19控制气室排气阀23将气室5内气体排出，以减小气室5中气体的压力。气室安全阀12为一泄压阀，防止充气泵4过量充气时气室5中气压过高，从而避免气室5中的高压气对测试系统中的管路造成破坏。

试验台1为空调器室外机2安装平台，承受着较大的振动载荷，因此需要使用质量重、强度和刚度大的刚性材料。空调器室外机2为根据实际运行工况运转的待测空调器室外机2，试验台1和空调器室外机2的机箱201之间设置有弹性胶垫17，可避免空调器室外机2与试验台1硬接触，提高实验的精度。

参照图3，空气弹簧隔振脚垫3包括底座302和橡胶垫301，底座302呈下端封闭上端开口的圆筒状，橡胶垫301呈下端开口上端封闭的圆筒状，橡胶垫301的下端与底座302的上端粘接以使空气弹簧隔振脚垫3呈现两端封闭的圆筒状结构。本实施例中，底座302包括金属外管303与螺接在金属外管303内的金属内管304，金属外管303与橡胶硫化粘接在一起，气嘴8设置在金属外管303的侧壁上。机箱201的底板上设置有插销，金属内管304套装在插销上。

本发明的试验方法包括以下步骤：

(1)在半消声室中，将上述试验台1、弹性胶垫17、空调器室外机2、应变片16、压缩机配管203、压缩机202、三个空气弹簧隔振脚垫3、气嘴8、第一振动检测装置14、第二振动检测装置15、管路安全阀11、排气阀10、管路气压计9、进气管7路、进气阀6、气室安全阀12、气室气压计13、气室5、气室排气阀23、充气泵4、执行指令发送单元22、数据采集仪和计算机21等按要求安装或连接。

(2)整个测试系统通电后，通过监测气室气压计13的气压由控制系统19自动开启充气泵4给气室5充气，并保持气室5的气压在测试状态所要求的最低气压以上。

(3)测试系统运行前，根据三个空气弹簧隔振脚垫3的理论计算刚度值，换算成气压值，同时开启进气阀6为三个脚垫独立充气，并由管路气压计9实时监测和控制进气阀6的开启或关闭。三个空气弹簧隔振脚垫3的气压各自达到预设值时，关闭进气阀6，并保压一定时间，由管路气压计9监测各进气管7路是否漏气。

(4)预测试，在确保各进气管7路不漏气后，启动压缩机202，运行一定时间待系统稳定后停机，并监测测试信号是否正常。

(5)测试时，再次启动压缩机202，并根据测试工况要求，记录启动、升速、稳速和停机四种工况且在不同负荷下的振动和应力信号。

(6)控制排气阀10和进气阀6的开或关，调节三个空气弹簧隔振脚垫3的气压，重复上述步骤(5)，记录不同工况下的振动和应力信号。

(7)试验测试完毕，打开气室排气阀23。

以上仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。