家用吸尘器噪音分析及降噪方法【其利天下技术】

 

平时使用吸尘器时不知道大家有没有注意到，吸尘器工作声音很大，你知道这是为什么吗?家用吸尘器风机的噪音既影响人的身体健康又影响厂家的销售。通过查阅大量相关文献，今天对吸尘器风机噪音进行分析，并提出几种降低吸尘器风机噪音的方法，希望对生产者和设计者有一定参考价值。

 

吸尘器

 

一．吸尘器风机噪音分析

1.1 吸尘器噪音的组成

吸尘器噪音包括三部分：即空气噪音、电磁噪音和机械噪音。

1.2 吸尘器风机噪音如何产生的

吸尘器风机主要由叶轮、导风轮和风罩等部件组成。根据吸尘器风机原理，当空气流过其内部各环节时，由于发生了压力变化，其大部分功能转变为静压，小部分动能转换成热能和声能，随之就产生了空气动力噪声，空气动力噪声在性质上主要由一系列离散噪声和宽带噪声相互叠加组成。

 

1.2.1宽带噪声

宽带嗓声也称涡流噪声，其产生噪声的原因：

（I）气流流经叶片时，会在其表面形成紊流附面层，附面层中气流紊乱的压力脉动作用于物体产生了噪声。紊流附面层发展愈严重，则产生的噪声也愈强。

（2）当气流流过叶片时，由于附面层发展到一定程度必会产生涡流脱离，相对来说，在叶片出口区表面更容易形成涡流脱离区，而在低雷诺（Re）下，周期性涡流的脱离将引起速度环量的变化和气流作用力的脉动而产生噪声，其声压级大小与附面层发展程度，叶片形线，叶片载荷因素有关。

（3）当具有一定紊流度的气流流向叶片时，因随机性的小尺度旋涡致使气流平均速度及瞬时扰动速度呈无规律变化，另外由于叶片前缘点冲角大小将取决于气流的平均速度与瞬时速度，因而也使冲角产生无规律变化，导致叶片无规律脉动。

（4）由于吸尘器风机的进风口与叶轮前盘进口之间有一定间隙，而导风轮内静压比叶轮进口高，于是通过间隙就有一股二次涡流，由此也产生相应的二次涡流噪声。

 

1.2.2离散噪音

离散噪音也称旋转噪声，其产生噪声的原因：

（1）电机轴上的叶轮以高速运转时，动叶轮上均匀分布的叶片周围的空气质点。引起周围空气压力周期性脉动而产生噪音。

（2）当气流流经叶片时，在叶片表面形成附面层，而且吸力边与压力边附面层厚度不均匀，特别是吸力边的附面层容易加厚，另外，吸力边与压力边的附面层汇合成尾迹区使得当叶轮旋转时，叶片出口区内气流的速度与压力具有较大的不均匀，当这种不均匀性气流周期性的作用于周围部件（例如导风轮，风罩等）时，同样也会引起压力脉动而形成噪声，气流不均匀性愈强，噪声也愈大。

 

二．如何降低吸尘器风机噪声

风机的空气动力噪声是叶轮周速，输出流量，压力和效率的函数，其中周速影响较大，因此，我们在治理风机噪声时应统筹考虑风机的风量、真空度、效率等主要参数，特别应注意节能与嗓声的统一。所以降低噪声应从以下几个方面入手：

 

2.1 选择合理的叶轮

叶轮是风机的主要部件，一般由前盘、底板和叶片三者铆接而成，凤机能否获得所需风量，真空度和效率，达到降低噪声的目的，与叶轮的结构、尺寸和几何形状有极大的关系。

 

2.1.1 前盘形状的选择

前盘的基本形式有平直前盘，锥形前盘及弧形前盘，从提高效率角度来考虑宜采用弧形前盘，因此弧形前盘虽然工艺复杂一些，但其对气体流动较为有利，涡流损失，摩擦损失较小，效率高，噪声低，而平直前盘叶轮虽然制造简单，但在叶轮进口处有气体分离，形成强烈的涡流，增大了涡流损失，而且还使有效气流截面大大减小，入口气流迅速剧增，从而也增加了流道内的摩擦损失，因此，平直前盘效率低，噪声大，锥形前盘居中。

 

2.1.2 叶片形状的设计

中空机翼形叶片空气动力特性好，气动效率高，噪声低，因此从降低噪声角度来看，宜采用中空机翼形叶片，但由于制造工艺复杂，且杂质容易进入叶片内部，造成叶轮不平衡而产生振动和噪声，因此，目前国内外吸尘器风机叶轮大多采用空气动力特性、效率、噪声都有居中的圆弧形叶片。

 

2.1.3 叶片出口安装角的选择

风机叶轮的叶片安装角及3有三种形式，后向型（B＜90），径向型（B=90）和前向型（及＞90）。

在风机叶轮中，后向叶片与前向叶片及径向叶片比较，叶片流道长，气体流动均匀不易产生涡流，故涡流噪声较小，且后向型叶轮风机的功率曲线变化缓慢，比较平衡，当风量超过设计风量时，风机所需的功率几乎不再增加，不易引起电机的过载，因此采用后向型叶轮较合适。

 

2.2 提高机械加工精度

加工叶片等部件时，严格按照工艺要求，进一步提高加工精度，特别要注意其光滑，尽量避免风路内各处的锐凸缘和粗糙的边缘。同时要保证风叶底板的平面度以及叶轮的同心度，并且对风叶进行动平衡校正，并设法提高校正精度。

 

2.3 设置合理的导风轮

目前所采用的导风轮大多是以水泵技术引用过来的流道式导风轮，实际上其关键应合理设计导风轮的曲率半径，通道长度，进口面积，提高空气在其入口处的气流切线角等。

 

2.4 设计最佳的叶轮尺寸

适当提高风叶刚度，增大风叶与风罩之间的径向距离。