多层复合材料隔声在洗碗机中的应用

多层复合材料隔声在洗碗机中的应用

唐东伟

佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 ,广东 ·佛山 528300

【摘要】多层复合材料的隔声运用在多种家电设备中有着广泛的应用，在洗碗机中也是如此。洗碗机的噪声有很多成因，因此要实现对洗碗机的降噪工作，就需要对具体的噪音原因进行分析，然后合理设计结构，使用多层复合材料实现洗碗机的降声降噪。

Abstract: The sound insulation of multi-layer composite materials is widely used in a variety of household appliances, as well as in dishwashers. There are many causes of the noise of the dishwasher, so in order to achieve the noise reduction of the dishwasher, it is necessary to analyze the specific noise reasons, then design the structure rationally and use multi-layer composite materials to achieve the noise reduction of dishwasher.

【关键词】多层复合材料隔声；洗碗机；隔声降噪

Keywords: multi-layer composite sound insulation; dishwasher; sound insulation and noise reduction

1 引言

本论文简要说明了洗碗机的运行原理以及对于进行降噪工作的意义，同时，对常见的降噪技术进行了分析，阐述了多层复合材料结合降噪技术在洗碗机隔声降噪工作中的应用。

2 洗碗机结构及运行原理

家用洗碗机的工作原理是，水通过进水口流入洗碗机杯中，用电加热部件加热水，然后清洗泵将杯中的水排出水，热水通过一个或几个喷淋臂。在水流的影响下喷射压力并旋转壁，从而在洗碗机的每个角落喷射水以清洁餐具，并且在水和高温洗涤剂的作用下，污渍碗中的油可以的带有效清洁。最终，水仍然流到水箱中，并且网格阻塞了冲洗液下的残留物，然后油漂浮在水表面并通过废水出口排出。这样，热水可以被循环利用以节省水和能源。

3 洗碗机降噪意义

在目前的生活阶段，洗碗机的噪音已经对用户的日常体验产生了很大影响。如果没有科学的控制和解决方案，将不可避免地导致该类型的洗碗机面临市场的淘汰。洗碗机的噪声源很多，而且持续时间很长。我们需要在隔声降噪工作上进行全面调整。噪声问题的发生严重影响了洗碗机正常使用的效果，并且各种威胁相对较大^[1]。结合以前的工作经验和当前的工作标准，减少洗碗机的噪声的重要性主要体现在开展降噪工作可以促进设备体验的改善。例如，一旦实现洗碗机的降噪工作，便可以促进静音指数的提高。减少了洗碗机噪声对用户日常生活的影响，同时还能延长洗碗机的寿命更好地保障洗碗机功能的实现。

4 常见降噪技术分析

被动控制和主动控制是最常用的降噪技术。所谓被动控制是指：在噪声控制过程中，除噪声源外，没有其他外部能量输入的控制方法。传统的吸声，隔音，降噪和隔振都是被动噪声控制。家用电器和民用产品主要使用无源降噪技术。本文主要涉及多层复合材料使用的被动控制降噪技术的应用。如果在噪声控制过程中，在噪声源之外，人为地增加能量（次级或次级力源等）来控制噪声的方法则称为主动噪声控制。

5 多层复合材料隔声在洗碗机中的应用

5.1 吸声降噪

噪声控制工程中常用的吸声材料是多孔材料，例如矿渣羊毛，石棉，玻璃棉，毛毡，木板等。这些材料具有丰富的孔，并且孔和孔彼此连通并渗透。在材料的内层中，声波容易穿透，而当声波进入材料的孔隙时，空气中的细纤维和孔隙中的材料会发生波动，并且由于摩擦和粘性阻尼，声能会转换为热能并耗散。而多层复合材料的吸声特性随声音的频率而变化。在低频下，由于孔中的空气每单位时间的振动较小，因此声波的衰减不是很大，因此吸声系数非常低。随着频率增加，吸声系数逐渐增加。达到一定值后，增加不再明显。相同的多层复合吸声材料在实际使用中会增加吸声材料的厚度，可以提高低频和中频的吸声效果。

在实际使用中，温度，湿度和气流等环境条件也会影响吸声材料的吸声性能。而随着温度升高，吸声峰移向高频。所以在使用多层复合材料实现隔声时，不能超过材料的温度范围；否则会破坏材料特性并失去吸声效果。而当多层复合材料吸收水分和湿气时。也将导致材料变质，从而使材料中的空间和小孔被水阻塞，从而降低分离度影响吸音性能。气流导致材料的纤维分散，并且还导致声音波长发生变化，从而导致吸声峰向上或向下移动，并且特性不稳定。通常，多层复合吸声材料的密度增加，低频吸声效果增加而高频吸声效果降低。因此，必须合理地选择材料的密度以获得最佳的吸声效果。

5.2 在隔声结构中的应用

降噪结构包括薄膜共振吸声结构，多孔板吸声结构和微孔吸声结构。都是利用多层复合材料来实现洗碗机的隔声降噪。当穿孔板的穿孔直径减小到小于1mm时，吸声系数可以增加并且吸声带可以延伸。微孔板的吸声结构一般是指板厚小于1mm，孔径小于1mm，穿孔率为1％的微孔板。厚度为5％。

5.2.1 隔声结构降噪

普通隔音结构具有单层隔音结构和双层隔音结构等结构类型。用来测量隔音效果的两个重要指标是声强度传输系数（传输系数的缩写）和隔音量。通常，复合材料双壁之间的空气层的厚度增加，隔音效果会增加，但是，当空气层的厚度超过10cm时，隔音量几乎不会增加，因此厚度空气层通常为8-10厘米。

双壁隔音材料也具有与单壁相同的吻合效应。如果两个壁的材料相同，厚度相同，则吻合的临界频率与单个壁的临界频率相同，这会大大降低隔音效果。如果两个壁由不同的材料制成或设计为具有不同的厚度，则可以使得两壁临界频率在它们之间移动，从而避免了音量太低的吻合效应区域^[2]。用适量的吸声材料填充双壁介质的空气层可以消除共振和吻合对隔音效果的影响。而使用多层复合材料进行双壁隔音充填时，可以自由地调整厚度和密度，进一步提高结构的隔音效果并改善洗碗机的结构。

5.2.2 阻尼减振降噪

自由阻尼处理：拉伸应变消散了振动能量。约束阻尼处理：切削变形会耗散振动能量。以上是常用的被动降噪方法，在家电产品和洗碗机降噪处理中有许多应用。

5.3 多层复合材料配合降噪技术实现隔音

根据上述对噪声控制技术的分析，我们使用阻尼降噪和多层复合材料来应对低频噪声。通过多层复合材料结构来应对高频，利用多层复合材料和相关降噪技术来处理全频噪声。通过各种降噪控制技术，在降噪之前根据测试分析进行降噪处理，达到了实际的降噪效果。降低噪音之前洗碗机的频率和频谱分析经过一系列降低噪音的措施后，从时间历程来看，洗碗机的整体噪音在整个洗碗机过程中都得到了大幅降低。从低频到高频的角度来看，每个频带中的洗碗机噪声都已降低，不再是整个频带都处于更大的振幅状态，这表明测量每个频带的降噪都起了作用。

同时，冲击吸收和降噪技术可以一起使用以实现洗碗机的隔音。驱动马达直接受驱动按钮的操作的影响。但是，由于发动机是高运工作的，因此碗中的餐具的重量分配不足从而导致了整个洗碗机的重心不平衡。因此，当转动时，洗涤桶将具有较大的振动。因此，为了减少在洗涤过程中发生的偏航和振动，在洗涤部分中安装了阻尼装置。减振装置安装在洗涤驱动马达和洗碗机的底座中，驱动马达通过上下支架安装在底座中。在上面已经描述的悬架系统还起到阻尼作用，其是柔性的弹性结构。起到了主要的阻尼效果；并且平衡袋还具有调节平衡的功能，它与驱动马达对称放置以调节重心的平衡。起到在洗碗机运转期间的固定作用；调节脚还具有阻尼功能。当局部表面不是很平整时，可以调节支脚以平衡整个机器。另外，整个主体都是用多层复合材料模制而成的，因此本身具有吸振性以及隔音性，这些方面的设计都可以减少整机的振动。

5.4 内胆的材料结构优化

在优化洗碗机内胆时，应当从内胆的结构设计和材料入手，在使用多层复合材料以达到优秀隔音效果的同时必须充分考虑底板的对称性和排渣的渗透性。以下板的固有频率为目标函数，施加对称约束和方向约束。

其中一个表示深度为10 mm，另一个表示深度为0，中心表示（0~10）mm。由于此结果非常不规则，因此只能用作加固的参考。根据以上的强化思路，结合实际，去除了原来的小水平横筋，加上3条纵向横筋，去除了原来的宽横筋，增加了2条纵向横筋，并在左侧和右侧增加了1条横向横筋，宽度为40毫米，深度为5毫米，已优化内部衬里的设计之后，优化前后的五阶模态优化的相关性，最优模式（左）freq=114Hz，优化模式（右）freq=128Hz，五阶模态固有频率增加了14Hz，经过结构优化的内部底板具有五阶模态固有频率的显着增加，可以有效地防止内部板共振。为了了解内部涂层优化后内部涂层的振动响应，有必要分析整个内部涂层的谐波响应。

分析表明，噪声源主要来自洗碗机底部的电机和水泵，其主要振动和噪声频率分别为100Hz和200Hz。因此固定频率对振动噪声影响很大；洗碗机的振动不是由洗碗机内胆的结构共振引起的，而内胆的五阶模式是114Hz接近100Hz，因此，通过完善内衬的结构，可以不断提高内衬的五阶模态频率，避免了内衬的共振。从而使得洗碗机内衬的整体结构可以得到改善。

6 结语

综上所述，多层复合材料在洗碗机的隔声降噪工作之中有着广泛的应用，通过与各种降噪技术，降噪结构的结合，能够有效实现洗碗的降噪，提高用户的使用体验，并延长洗碗机的使用寿命。

【参考文献】

[1]行晓亮.多层复合材料隔声在洗碗机中的应用[J].家电科技, 2019(2):44-45.

[2]熊好平,黄龙春.噪声控制技术在洗碗机中的应用[J].家电科技, 2014(8):16-18.