当电冰箱压缩机托板结构优化

电冰箱压缩机托板结构优化

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，强化财政体制引导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计算机辅不能采取了自动丈量模式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具有力闭环控制功能多，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用于低精度速度，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。