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制冷压缩机是制冷系统中的核心装置,被称为制冷设备的“心脏”。冰箱压缩机是人们日常生活中最为常见的单级活塞往复式制冷压缩机,冰箱压缩机的振动与故障问题受到越来越多的学者的重视。本论文以“冰箱压缩机振动与故障分析及其实验”为研究课题,通过实习调研市场上某一型号冰箱压缩机经常出现的故障现象并分析故障原因,并通过分析压缩机的振动原理,对振动激励源进行仿真,研究振动传递路径,运用LmsTest.Lab振动测试仪对冰箱压缩机的振动参数进行监测拾取,通过分析振动参数的变化判断压缩机当前的运行状态以及是否出现故障并判断故障位置、原因,进行故障诊断,为冰箱压缩机的设计理论和减振优化设计提供一定的理论依据。 首先,对冰箱压缩机的机械结构和工作原理进行细致的研究。冰箱压缩机为单级活塞往复式制冷压缩机,主要运动机构为曲柄—连杆机构,因此冰箱压缩机的振动符合曲柄—连杆的运动特征:活塞组件的往复冲击运动和曲柄—连杆的旋转运动,且两种运动的周期与工频相等。活塞组件的往复运动产生了往复惯性力,曲柄—连杆机构的质量不平衡产生了旋转惯性力,这两种惯性力为冰箱压缩机的主要振动激励源。通过计算求出往复惯性力,其特征是:在一个周期内具有反方向的往复冲击性,且两方向的惯性力大小变化不等。然后对冰箱压缩机进行三自由度动力学建模,分析振动传递路径,得出结论:激振力传递到外壳上的主要振动符合激励源的振动特征。 其次,根据实习调研归纳总结市场上某一型号的冰箱压缩机经常出现的故障现象并进行分类,分析其故障原因。依据前面计算出的激振力公式,运用MATLAB仿真软件对其进行运动仿真,将激振力的变化特点直观显现出来。可以看出激振力的往复冲击性并且在反方向上大小变化不同并且最大值不相等。 最后,在实验部分运用LmsTest.Lab振动测试仪对冰箱压缩机外壳上的振动参数(位移、速度、加速度等)进行监测拾取,通过监测分析压缩机运行状态下的振动参数的大小变化规律,与MATLAB仿真图形进行比较,进行故障诊断,同时验证激振力在传递到外壳上的振动参数特征符合动力学建模的分析结果,振动参数的变化特征与激振力的变化特征相吻合。