空調(diào)換熱器成型機開發(fā)及應用

熊立貴

（TCL空調(diào)器（中山）有限公司 廣東中山 528400）

1 引言

換熱器中的蒸發(fā)器無論是在家用空調(diào)、商用空調(diào)還是汽車空調(diào)中都是制冷關(guān)鍵部件。蒸發(fā)器的作用是將經(jīng)過節(jié)流降壓后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰汽化，吸收蒸發(fā)器表面的周圍空氣的熱量而降溫，風機再將冷風吹到車室內(nèi)，達到降溫的目的。

蒸發(fā)器是制冷四大件中很重要的一個部件,低溫的冷凝“液”體通過蒸發(fā)器,與外界的空氣進行熱交換,“氣”化吸熱,達到制冷的效果。它是沖壓成的鋁箔再由銅管或鋁管穿入組合而成。以家用空調(diào)內(nèi)機為例，為了增加受力面積，需要把蒸發(fā)器切割折彎才可以固定。蒸發(fā)器只有成型才能使用，蒸發(fā)器成型機就是滿足此類蒸發(fā)器開發(fā)研究的成型設(shè)備。

蒸發(fā)器成型機的組成包括機械系統(tǒng)、切割系統(tǒng)、折彎及角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和定位系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)等部分。

2 機械部分

機械部分主要由機身、壓緊機構(gòu)、折彎擺臂成型機構(gòu)、定位機構(gòu)裝置等組成（含壓緊、折彎模具的更換調(diào)整）如圖1和圖2所示。其中編號分別代表：1.茶色有機玻璃屏；2.壓緊氣缸；3.安全檢測光棚；4.操作平臺；5.機架；6.電氣門；7.可調(diào)節(jié)固定座；8.手動操作控制箱；9.壓緊氣缸固定板；10.壓緊固件固定板；11.操作按鈕；12.蒸發(fā)器工件；13.無桿氣缸；14.切割刀片；15.可調(diào)行程氣缸；16.定位氣缸；17.主電氣控箱。

圖1 蒸發(fā)器成型機主視示意圖

圖2 蒸發(fā)器成型機側(cè)視示意圖

圖3 機架

2.1 機身

機身是由板材、型材焊接而成的機架，周邊裝有箱門。主要是來支撐固定上面所有的折彎蒸發(fā)器機構(gòu)。機架上面有一個加工水平的基板，所有壓緊組件、無桿氣缸切割組件等都固定在基板上面，如圖3所示。

2.2 壓緊機構(gòu)

壓緊裝置是由機身上的四根支撐柱、上面兩個壓緊氣缸、壓板等組成，如圖4和圖5所示，其中的編號分別代表：1.壓緊氣缸；2.氣缸固定板；3.支撐機構(gòu)；4.氣缸連接膠鏈；5.壓緊蒸發(fā)器的定位板。在氣缸1（兩件）推力下，通過氣缸連接膠鏈4傳遞力給蒸發(fā)器的壓板5，這樣才可以壓緊蒸發(fā)器。

2.3 切割、折彎擺臂成型機構(gòu)

切割、折彎擺臂成型機構(gòu)是由無桿氣缸、固定切割刀、兩個折彎氣缸、定位氣缸等構(gòu)成，如圖6和圖7所示，其中編號分別代表：1.蒸發(fā)器工作；2.刀片；3.刀座及氣缸滑塊；4.無桿氣缸；5.旋轉(zhuǎn)膠鏈；6.折彎固定板；7.可調(diào)行程氣缸；8.定位氣缸。其特征是壓緊機構(gòu)壓緊后由一個無桿氣缸驅(qū)動上的滑塊固定刀切割蒸發(fā)器，切后滑塊返回，在另外兩個可調(diào)行氣缸動力下推著折彎固定板向上，這樣就把剛切割開口的蒸發(fā)器兩側(cè)向上側(cè)彎成一個角度，角度可以根據(jù)氣缸的行程決定。

3 氣動部分

氣動系統(tǒng)是蒸發(fā)器成型機組成部分之一，其中氣缸分別為向下推壓緊氣缸、放置時定位氣缸、無桿切割氣缸和兩個可調(diào)行程的折彎氣缸。進氣部分由供氣系統(tǒng)、氣路和油水分離器等組成。進氣路裝有一個球閥為總閥門，一端接供氣過濾和潤滑三聯(lián)體組件，后接到氣動匯流板上一端，匯流板的另一端裝有兩個消音器；共有四個電磁閥裝在氣動匯流板上。壓縮空氣須保持在0.4～0.5 MPa 范圍內(nèi)，不允許超過0.8 Mpa。其氣路圖如圖8所示。

4 PLC系統(tǒng)控制

4.1 蒸發(fā)器成型機的工作原理

圖5 壓緊左視圖

通過調(diào)整定位系統(tǒng)以確定工件在切割折彎機中的正確位置,通過調(diào)整折彎角度以達到工藝要求,當一切準備就緒后放置好需折彎切割的蒸發(fā)器工件（注意切割刀必須在左(或右)側(cè)極限位）,然后雙手按下自動啟動按鈕,壓件氣缸動作,壓件板壓緊蒸發(fā)器；下面的直線無桿氣缸啟動,帶動刀架上的切割刀作直線運動,完成切割,切斷任務；隨后折彎氣缸動作,折彎翻板轉(zhuǎn)動,使蒸發(fā)器在之前調(diào)好的角度折彎；最后折彎氣缸和壓緊氣缸先后回程,折彎翻板,壓件板復位，拿走已切割折彎好的蒸發(fā)器,即完成了一個工作循環(huán)，也就是成品完成。圖9和圖10分別為半成品和成品。

蒸發(fā)器成型機是用來將平面型的蒸發(fā)器加工成為兩折或三折，其具有以下的功能和特點：

(1)安全度高：周圍有有機玻璃罩，且當手伸入操作區(qū)內(nèi)，左右有安全檢測光柵，并且設(shè)置必須兩只手各按一個啟動按鈕才設(shè)備才可以運行、加工，采用傳感器，保護人身安全；

(2)產(chǎn)品質(zhì)量好:使蒸發(fā)器不容易倒片；

(3)切割：將工件按要求切開以便于工件折彎；

(4)零打點：將工件的翅片按工藝要求壓出一定的形狀，以減少空氣的共振以降低噪聲；

(5)折彎：通過機器折彎能使工件成型為類似弧形，起到縮小室內(nèi)機體積及整體美觀的作用；

圖6 切割示意圖

圖7 夾緊、定位、折彎示意圖

圖8 氣動原理圖

圖9 半成品（沒有切割折彎前）

(6)切斷：通過一次切斷將工件切成大小相等或不相等的幾件，來提高高速沖床的工作效率。

(7)手動/自動：在操作面板上有自動檔和手動，在自動前可以選為手動來測試第一件蒸發(fā)器是否符合要求；

(8)PLC控制：自動化程度高、操作方便；只需一次操作便可完成工件割口、成型；

(9)氣動成型：動作平穩(wěn)、速度快；

(10)飛刀割口：采用無桿氣缸，動作平穩(wěn)，割口整齊，不倒片。

4.2 蒸發(fā)器成型機的工件加工工藝的過程

方式選擇:蒸發(fā)器成型機一通電源,所有操作均為點動狀態(tài),可選擇手動、自動方式。按下手動方式，根據(jù)控制操和面板所示，每個動作單獨完成。按下自動方式，只須踩下腳踏開關(guān)，或按夾緊按鈕，則本機由PLC控制自動完成：放入工件—定位氣缸夾緊刀座升起——割口進——成型進——成型退——割口退——松開工件等一系列動作，如上所述重復循環(huán)進行，直到管件加工成形，所有的加工動作回到初始位置，進入下次加工。

表1 主要技術(shù)參數(shù)

圖10 切割折彎后成品

4.3 整機電氣電源及主要參數(shù)

(1)電源：三相，AC，220V±1%，50Hz。

(2)主要技術(shù)參數(shù)如表1。

(3) 電氣部分：可編程序控制（PLC）集中控制，電控箱、觸摸屏操作面板、傳感器、光幕等組成。

(4)氣動部分：由氣源處理器、電磁換向閥、節(jié)流閥、氣缸等組成。用于定位、壓緊、沖邊、切割、折彎成型工件，并可控制下壓緊力量。

4.4 系統(tǒng)總體電路設(shè)計

蒸發(fā)器成型機的系統(tǒng)總體電路設(shè)計如圖11所示。

圖11 電路圖

5 小結(jié)

本文對空調(diào)器用蒸發(fā)器成型機的機械部件和工作原理進行了詳細的闡述。本蒸發(fā)器機已投入批量生產(chǎn)，具有設(shè)備運行可靠、成品率高、人機交互介面易操作、技術(shù)工藝先進，自動化操作效率高、使用維護簡便等優(yōu)點，并且加工出來的成品不易倒片。

[1]濮偉.制冷技術(shù)及設(shè)備〔M〕.上海：上海交通大學出版社，2006.3PLC程序設(shè)計

[2]張立生，劉陸平.電工技術(shù)基礎(chǔ)〔M〕.北京：清華大學出版

[3]液壓與氣動 2012年第1期 基于PLC空調(diào)蒸發(fā)器成型機控制系統(tǒng)的設(shè)計 劉子貴