电冰箱压缩机托板结构优化

作者：家电科技 冯广平 黄龙春 周飞

欢迎访问e展厅 展厅 4 冰箱/厨房电器展厅 冷柜, 酒柜/酒窖, 展示柜, 净水机, ... 1 简介 该课题的内部为：设计带接水盘的压缩机托板，取消安装在冰箱压缩顶部的接水盘；将压缩机托板的材料厚度由1.2mm以上减薄到0.8mm，提高产品的材料综合利用率，降低产品的成本。 目前冰箱压缩机托板使用的板材厚度在1.2mm以上，并且不具有盛水功能，冰箱排放出的化霜水一般存放在压缩机顶部的接水盘内，依靠压缩机工作时产生的热量来蒸发。我们设想能用其它方式来代替接水盘，设计一种自带接水盘的压缩机托板。另外，目前压缩机托板刚性不够好，从售后服务部门所反馈的资料来看，托板变形有一定的比例。我们准备采用CAE分析技术寻找托板变形的原因。另外，根据零件的使用条件、制造条件、产品的运输条件的实际情况，我们想利用CAE技术模拟材料减薄后增加加强筋来提高零件的刚性，模拟零件抵抗振动冲击的能力，模拟零件的冲压成型情况，为设计提供指导依据。 2 研究方法与试验方法 ①通过CAE计算机辅助分析，确定压缩机托板增加加强筋的方案； ②经过CAE分析后，确定可行文案，实施模具更改或重新开模并进行实际的验证； ③利用CAE技术对新设计的压缩机托板进行冲压成型分析、结构应力分析、振动分析、冲击跌落分析。 ④对自带接水盘的压缩机托板进行可靠性、功能性及安全性方面的试验验证。 3 利用CAE计算机辅助分析方法对托板的结构进行分析 借助于美国MSC公司的CAE软件，我们对冰箱典型的7种压缩机托板拟定了50多个设计方案进行CAE分析，通过分析，我们发现压缩机托板在结构设计中存在着一些问题，现将改进办法总结归纳如下： ①压缩机托板电源线出线口对托板的刚性有较大的影响。无缺口的托板其刚性可以提高30%左右，见图1。 ②压缩机托板流轮对托板跌落变形有较大的影响。在跌落过程中，滚轮部位接触泡沫底垫产生的反作用力使压缩机托板产生变形。见图2，设计时可以考虑将滚轮下部包装底垫挖空，避免滚轮接触泡沫而对压缩机托板产生巨大的冲击。图3为无滚轮时跌落冲击应力云图。（见图2、图3） ③压缩机托板靠近压缩机舱内部的连接平面刚性相对较弱，在该平面上增加深度3~4mm、宽度20~30mm的三角加强筋几条，足可以改善该部位的刚性，见图4。 ④通过分析给出了新的压缩机托板设计参考图，见图5 ⑤零件的振动分析： 我们对压缩机托板进行了10阶模态分析，取压缩机安装位置一系列的节点，作出其频率-Z向位移曲线，见图6，从图中可以清楚看出振动频率范围在0~0.1012Hz之间，距离压缩机的振动频率较远，因此，零件使用后不会有共振现象发生。（见图6） 以下是前10阶模态位移云图的分析，从托板的自由振动3阶模态分析可以看出，见图7，最大变形幅值出现在托板斜坡处，根据零件冲压成型CAE分析的结果，零件冲压后斜坡部位壁厚减薄较多，这两处的变化应引起设计人员的注意，零件设计时尽可能增加加强筋。（见图7） 4 压缩机托板的结构安全性设计方案要点 ①压缩机托板电源线夹部位应设计凸起的筋，可以防止托板变形扩展，同时避免化箱水与电源线接触； ②化箱水的压缩机托板内的流动问题。为了保证化箱水能够在托板内流动而不积聚在某个区域，托板底部的加强筋不得影响化霜水迂回流动； ③防锈：目前我公司采用的喷涂工艺其盐雾试验已超过了国家标准要求； ④电气安全性：在压缩机托板易积水部位不得安装电器件（如运行电容、电磁阀），在异常情况下，也不得与电器件接触。 5 压缩机托板的水分蒸发能力试验 ①在BCD-220K/HC、BCD-168W/HC试验样机的压缩机托板上加满自来水。 ②在试验样机的冷藏室加负载（层架上有自来水），在常温、高温、低温环境下分别进行试验，环境湿度约为80RH%，试验结果为BCD-220K/HC托板加满自来水（约1.0升），BCD-168W/HC加满自来水（约0.7升），经过约四天左右的冰箱正常运行后，自来水全部被自然蒸发，三次反复试验结果基本一致。 同时我们对压缩机舱的温度变化情况也进行了测试，压缩机舱温度变化曲线见图8。 6 压缩机托板装机后的振动、跌落运输试验 作为一个改进较大、功能完全不同的结构方案在新产品上推广实施，必须更进一步验证，所以我们的项目实施时进行了如下的试验：振动运输试验、跌落试验、噪声测试。试验结果全部满足标准要求。 7 结论 ①利用CAE计算机辅助分析技术极大的提高了设计开发速度，减少模具修改的次数，其优点是显而易见的。 ②该项目实现了材料减薄，产品成本在不影响质量的前提下得到了降低。 ③从项目实施的效果来看，产品质量稳定，满足了使用要求。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/30/2004)