影響渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)裝配質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)

李偉

摘 要：該文主要闡述了零部件加工精度，零件關(guān)鍵部位的倒角、去毛刺工藝，重要零件裝配尺寸公差分組技術(shù)，以及核心機(jī)構(gòu)部件裝配時(shí)的自動(dòng)定心工藝等關(guān)鍵技術(shù)對(duì)渦旋壓縮機(jī)裝配質(zhì)量的影響，為渦旋壓縮機(jī)裝配及質(zhì)量技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：渦旋壓縮機(jī) 加工精度 裝配質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TB652 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（a）-0080-02

渦旋式壓縮機(jī)集成了傳統(tǒng)的往復(fù)式壓縮機(jī)及旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)，它體積小、重量輕、噪聲小、振動(dòng)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于大批量生產(chǎn)。隨著我國(guó)柜式空調(diào)及中央空調(diào)產(chǎn)量的逐漸增大，渦旋壓縮機(jī)越來(lái)越受到空調(diào)生產(chǎn)廠家的青睞，因此渦旋壓縮機(jī)的質(zhì)量也日益受到各生產(chǎn)廠家的關(guān)注。筆者多年從事渦旋壓縮機(jī)的裝配技術(shù)工作，通過(guò)解決日常生產(chǎn)中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題、工藝技術(shù)難點(diǎn)，總結(jié)了影響渦旋壓縮機(jī)裝配質(zhì)量的一些關(guān)鍵技術(shù)，以饗讀者。

1 渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)

1.1 渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)

該文中討論的為動(dòng)靜式結(jié)構(gòu)。壓縮機(jī)的核心部件就是動(dòng)渦旋與靜渦旋。動(dòng)、靜渦旋的結(jié)構(gòu)幾乎相同，都是由端面和端面上伸出的一定高度的漸開(kāi)線型渦旋齒組成，兩者偏心配置且渦旋齒相差180°，工作時(shí)靜渦旋固定不動(dòng)，而動(dòng)渦旋在專門的防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下，由旋轉(zhuǎn)的曲柄軸帶動(dòng)進(jìn)行偏心回轉(zhuǎn)平動(dòng)[1]。

1.2 渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)的工作原理

渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)在主軸旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，其核心部件動(dòng)、靜旋的進(jìn)氣、壓縮、排氣3個(gè)工作過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，外側(cè)空間與吸氣口相通，始終處于吸氣過(guò)程，內(nèi)側(cè)空間與排氣口相通，始終處于排氣過(guò)程，即連續(xù)不斷地完成氣體的壓縮過(guò)程[2]。

1.3 渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)的特點(diǎn)

（1）渦旋相鄰兩腔的壓差相對(duì)較小，因此其間的氣體泄漏量較少。

（2）吸氣、壓縮、排氣過(guò)程是同時(shí)連續(xù)地進(jìn)行，各內(nèi)腔壓力上升速度較慢，因此轉(zhuǎn)矩變化幅度小、振動(dòng)小。

（3）內(nèi)腔無(wú)余隙容積，因而不存在引起輸氣系數(shù)下降的膨脹過(guò)程。

（4）省掉了吸、排氣閥，增加了可靠性。

（5）采用氣體支承機(jī)構(gòu)，故一定程度上允許帶液壓縮，延長(zhǎng)使用壽命。

（6）機(jī)殼內(nèi)腔為排氣室，減少了吸氣預(yù)熱，提高了壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)。

（7）機(jī)芯零部件加工精度高，裝配定位精度要求高。

（8）機(jī)芯內(nèi)外密封機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，密封要求高。

2 渦旋壓縮機(jī)裝配過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)

在渦旋壓縮機(jī)的裝配過(guò)程中有很多的關(guān)鍵技術(shù)需要掌握，具體如下。

2.1 保證裝配零件的加工精度

渦旋壓縮機(jī)零件加工精度要求很高，一般要求微米級(jí)（μm），主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）渦旋型線的精度。

渦旋型線的精度是影響壓縮機(jī)裝配質(zhì)量的主要因素。它主要包括渦旋型線的線、面輪廓度即實(shí)際值與理論漸開(kāi)線渦線（亦有用其他線型構(gòu)成渦旋線）的誤差、渦旋型線端面和底面的平面度及兩者之間的平行度、渦旋壁表面粗糙度、渦旋齒根齒頂?shù)菇侵怠u旋壁垂直度。渦旋線的輪廓度要保證在10～15 μm的公差范圍內(nèi)，平面度和平行度一般應(yīng)控制在5 μm以內(nèi)，渦旋型線精度可用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或其他渦旋線專用檢測(cè)設(shè)備完成檢測(cè)。

（2）鍵槽（用于放置十字環(huán)）的精度。

鍵槽的精度是指動(dòng)盤(pán)、機(jī)架上放置十字滑環(huán)的鍵槽的兩側(cè)面的平面度、平行度、垂直度及各個(gè)鍵槽相對(duì)于中心基準(zhǔn)的位置度。它是影響壓縮機(jī)裝配后運(yùn)轉(zhuǎn)性能的關(guān)鍵因素之一，一般都應(yīng)控制在10 μm以內(nèi)，需要用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在計(jì)量室檢測(cè)或用鍵槽專用檢測(cè)設(shè)備在生產(chǎn)線在線檢測(cè)。

（3）曲軸的加工精度。

首先，要保證曲軸加工后主軸各個(gè)關(guān)鍵配合部位的直徑和偏心軸配合部位直徑的尺寸公差、各軸直徑的圓柱度等。其次，在保證曲軸偏心部偏心量的同時(shí)還要保證偏心軸線與主軸線的平行度，可用生產(chǎn)線專用檢測(cè)設(shè)備測(cè)試，以確保機(jī)芯裝配后渦旋線處于良好的嚙合狀態(tài)。

（4）機(jī)架的加工精度。

機(jī)架是與曲軸及靜旋配合的重要部件，其主要形位精度為主軸承孔與下軸承孔的同軸度以及兩軸承孔對(duì)機(jī)架端面的垂直度，需要用專用檢測(cè)設(shè)備在線測(cè)試。

（5）殼體的精度。

不管是高背壓還是低背壓渦旋式壓縮機(jī)，電機(jī)的定子都是過(guò)盈冷壓或者熱裝在鋼管殼體內(nèi)的。為了保證定、轉(zhuǎn)子間氣隙的均勻性以及上、下軸承的位置度，殼體的內(nèi)徑通常都需要經(jīng)過(guò)粗、精整型才能達(dá)到所要求的內(nèi)徑精度和合格的殼體內(nèi)壁直線度。

2.2 重要零部件的倒角、去毛刺工藝

（1）倒角工藝。

由于精銑渦旋側(cè)壁及底面的銑刀會(huì)有刀尖圓角，因此加工渦旋壁底部后都會(huì)留下相應(yīng)半徑的倒角，一般要求R小于0.2 mm或C小于0.12 mm，動(dòng)、定渦旋壁齒頂上的倒角與其配對(duì)的定、動(dòng)渦旋壁齒底的倒角相嚙合，如果不加工渦旋壁齒頂?shù)菇?，在?dòng)、靜渦旋的裝配過(guò)程中會(huì)發(fā)生干涉、嚙合不好及旋轉(zhuǎn)困難等問(wèn)題。

（2）去毛刺工藝。

在壓縮機(jī)零件的加工過(guò)程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生毛刺，有些零件關(guān)鍵位置的毛刺會(huì)導(dǎo)致裝配后有卡點(diǎn)，軸向、徑向泄漏，電機(jī)過(guò)載，軸承劃傷等不良，這些不良因素會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中噪聲、振動(dòng)過(guò)大，性能下降，壽命降低。經(jīng)驗(yàn)證明，渦旋機(jī)架等關(guān)鍵零件在裝配前需要安排去毛刺工藝。

2.3 公差分組、分選裝配

渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)與活塞式、轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)一樣，也需要在裝配過(guò)程中采用公差分組、分選裝配工藝。這種做法在保證壓縮機(jī)裝配精度的前提下，大大降低了加工成本。通常情況下，以下裝配尺寸需要使用自動(dòng)測(cè)量分選機(jī)進(jìn)行自動(dòng)分組裝配或人工測(cè)量分組裝配。

（1）動(dòng)、靜旋渦旋齒深度分組配對(duì)裝配。

動(dòng)、靜旋渦旋齒深度通常每3～5 μm為一組，可分5～6組，相同組別靜旋渦旋齒深度比動(dòng)旋渦旋齒深度要大5 μm，以保證組裝后良好的密封性能。

（2）動(dòng)渦旋法蘭厚度與機(jī)架分組。

渦旋壓縮機(jī)在機(jī)架裝配完成后，要求手動(dòng)確認(rèn)曲軸的軸向間隙，即保證旋轉(zhuǎn)順暢的同時(shí)，軸向可微量躥動(dòng)。因此，動(dòng)旋裝配后其法蘭面要略低于機(jī)架定位端面，標(biāo)準(zhǔn)為5～25 μm。加工時(shí)，動(dòng)渦旋法蘭厚度較難控制，為了保證以上高度差，動(dòng)渦旋法蘭厚度與機(jī)架要分組裝配。

（3）偏心滑塊外徑與動(dòng)渦旋軸套內(nèi)徑的分組裝配。

動(dòng)渦旋與軸套通常是經(jīng)過(guò)壓力機(jī)壓裝完成裝配的。由于壓入后的軸套有很大的公差范圍，因此，將其內(nèi)徑進(jìn)行分組（通常為5～6組），分選偏心滑塊的外徑與其配對(duì)組裝以保證每組間隙值恒定，從而獲得良好穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2.4 機(jī)芯裝配時(shí)的自動(dòng)定心

（1）對(duì)于徑向可柔性調(diào)節(jié)型（即帶徑向滑塊）的渦旋壓縮機(jī)，在機(jī)芯裝配時(shí)其動(dòng)、定渦旋齒最佳嚙合位置可以通過(guò)先粗略定心再用定位銷（定位精度達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)）實(shí)現(xiàn)定位，這種壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力的作用下，通過(guò)徑向滑塊微調(diào)曲軸偏心量來(lái)保證良好的嚙合。因此，不需要高精度的自動(dòng)定心設(shè)備。

（2）對(duì)于曲軸偏心量固定的渦旋壓縮機(jī)，機(jī)芯裝配時(shí)必須準(zhǔn)確找出動(dòng)、定渦旋齒最佳嚙合位置。因此，需要高精度的自動(dòng)定心設(shè)備，其原理是：為使裝在壓縮機(jī)機(jī)芯內(nèi)的零部件（即軸及軸承和動(dòng)、靜旋）間順暢運(yùn)轉(zhuǎn)，需跑合一段時(shí)間，使定渦旋在動(dòng)渦旋的嚙合下產(chǎn)生微量移動(dòng)，迫使定渦旋型線中心對(duì)機(jī)架準(zhǔn)確定位，然后將二者緊固，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)扭矩后再人工用手感確認(rèn)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)是否順暢、有無(wú)抗點(diǎn)，最終完成機(jī)芯裝配。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，只有解決好以上幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，才能保證裝配質(zhì)量，生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定、品質(zhì)優(yōu)良的渦旋壓縮機(jī)，從而提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中擁有一席之地。

參考文獻(xiàn)

[1] 顧兆林，郁永章.新型渦旋式機(jī)械原理及其在內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng)用（2）[J].小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車，1995（6）：1-5.

[2] 顧兆林，郁永章，馮詩(shī)愚.渦旋壓縮機(jī)及其它渦旋機(jī)械[M].陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1998.