基于QFD的壓縮機(jī)泵體扭矩檢測(cè)技術(shù)研究

蔣耀 范曦文 李曉思 孫振泉

摘 ?要：在壓縮機(jī)生產(chǎn)制造過(guò)程中通過(guò)對(duì)各零部件的檢驗(yàn)要求來(lái)識(shí)別不滿足標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，從而提高壓縮機(jī)的質(zhì)量水平。而將產(chǎn)品要求轉(zhuǎn)化成對(duì)產(chǎn)品或零部件的檢驗(yàn)要求，通過(guò)提升檢驗(yàn)技術(shù)，以快速識(shí)別并排除不滿足顧客需求的產(chǎn)品，依托于顧客需求，通過(guò)旨在從源頭預(yù)防并加強(qiáng)控制?；赒FD（質(zhì)量功能展開(kāi)）將顧客需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)等方面的產(chǎn)品要求，針對(duì)泵體組件過(guò)程檢測(cè)以及檢測(cè)數(shù)據(jù)的SPC分析，并結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)研究出高精度泵體扭矩檢測(cè)技術(shù)，從而量化檢測(cè)泵體轉(zhuǎn)動(dòng)順暢性，降低壓縮機(jī)及空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)功率，避免泵體轉(zhuǎn)動(dòng)不順暢引起的壓縮機(jī)及空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)異聲。

關(guān)鍵詞：壓縮機(jī);泵體扭矩;順暢性;質(zhì)量功能展開(kāi);

引言

在國(guó)務(wù)院發(fā)布的質(zhì)量發(fā)展綱要（2011-2020年）中，明確提到：加大檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)裝備的研發(fā)力度，推進(jìn)重點(diǎn)儀器、關(guān)鍵檢測(cè)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，加快快速檢測(cè)儀器設(shè)備、方法的篩選、推廣和和應(yīng)用。

壓縮機(jī)之于空調(diào)而言相當(dāng)于人體的心臟，泵體組件則更是壓縮機(jī)的心臟，它源源不斷將空調(diào)血液（冷媒）輸送至冷凝器和蒸發(fā)器中進(jìn)行換熱。泵體組件的質(zhì)量直接影響到壓縮機(jī)的質(zhì)量，進(jìn)而影響到空調(diào)的質(zhì)量。

然而在壓縮機(jī)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，常因泵體零件及其裝配質(zhì)量異常等導(dǎo)致泵體順暢性差，以致壓縮機(jī)電流大、功率大，屢屢造成空調(diào)批量電流大下線，導(dǎo)致返修率高甚至停工損失，造成巨大的損失浪費(fèi)。這一壓縮機(jī)的心臟部件——泵體組件質(zhì)量，行業(yè)內(nèi)卻一直都是由人手工檢測(cè)，無(wú)法量化檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，保證檢測(cè)的有效性與真實(shí)性。

1.顧客需求分析

通過(guò)應(yīng)用QFD（質(zhì)量功能展開(kāi)）將顧客需求轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)等方面的產(chǎn)品要求。QFD實(shí)施流程：識(shí)別顧客、識(shí)別主要目標(biāo)、識(shí)別顧客需求、區(qū)分重要性、轉(zhuǎn)化分解為具體技術(shù)要求、識(shí)別關(guān)系矩陣和相關(guān)性矩陣、定義功能控制、逐一步展開(kāi)。

圍繞泵體阻力順暢性檢測(cè)崗位進(jìn)行分析，將顧客需求逐步展開(kāi)，分層地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求、零件要求、過(guò)程要求和生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)質(zhì)量屋。

在質(zhì)量屋中，顧客對(duì)泵體阻力檢測(cè)提出了以下一些要求：檢驗(yàn)方便快捷、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可量化、異常位置檢出、成本低、員工操作積極性、異常預(yù)判、檢測(cè)方法接近壓縮機(jī)真實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境、檢測(cè)精度高、檢驗(yàn)及時(shí)（靠近異常發(fā)生點(diǎn)）。針對(duì)各項(xiàng)要求，按從小到大的順序評(píng)價(jià)每一種要求的重要性，通過(guò)對(duì)業(yè)界檢測(cè)泵體阻力的方法（人工）進(jìn)行對(duì)比分析，得出了各項(xiàng)指標(biāo)的質(zhì)量改進(jìn)方案。

2.項(xiàng)目總思路

結(jié)合質(zhì)量屋中篩選的需求，以前泵體裝配完成后直接由“人”手工轉(zhuǎn)動(dòng)泵體曲軸來(lái)檢測(cè)泵體的順暢性，該檢測(cè)方法存在精度低、差異大、無(wú)法量化判定標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。對(duì)于整體不順暢的泵體由于沒(méi)有明顯對(duì)比，異常品容易流出。所以我們需要一種泵體阻力檢測(cè)設(shè)備并量化泵體組件判斷標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)提升經(jīng)常無(wú)法檢出檢驗(yàn)?zāi)芰?。由于行業(yè)內(nèi)均無(wú)測(cè)試方法導(dǎo)致無(wú)任何標(biāo)準(zhǔn)參考，急需一種泵體阻力檢測(cè)設(shè)備并量化泵體組件判斷標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提升無(wú)法檢出檢驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

以“泵體除外觀外的一切故障因素均會(huì)影響曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)所受的阻力矩”這一泵體特性為理論依據(jù)進(jìn)行分析。泵體“曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)所受的阻力矩”這一物理量，代表的不僅是一個(gè)值，而是轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中每個(gè)角度所受的阻力矩，故可以通過(guò)檢測(cè)泵體曲軸的阻力矩來(lái)診斷泵體的質(zhì)量。

對(duì)所測(cè)泵體扭矩值進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)質(zhì)量分析，優(yōu)化各種統(tǒng)計(jì)質(zhì)量特征量進(jìn)行質(zhì)量判定，引入SPC判斷過(guò)程能力，對(duì)過(guò)程突變異常檢出，避免批量質(zhì)量異常事故發(fā)生。

3.項(xiàng)目主要內(nèi)容

針對(duì)壓縮機(jī)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，常因泵體零件及其裝配質(zhì)量異常等導(dǎo)致泵體順暢性差，進(jìn)而使壓縮機(jī)電流大、功率大，而造成空調(diào)批量電流大下線的問(wèn)題，通過(guò)研究空調(diào)制冷壓縮機(jī)的泵體曲軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受的阻力與泵體存在的故障兩者之間的相關(guān)性，應(yīng)用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)這種相關(guān)性的判斷，實(shí)現(xiàn)泵體故障檢出及泵體的質(zhì)量控制，對(duì)泵體質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得壓縮機(jī)啟動(dòng)力矩和運(yùn)行功率，與裝配泵體的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩相比較，我們可以發(fā)現(xiàn)阻力矩大的泵體裝配而成的壓縮機(jī)啟動(dòng)力矩和運(yùn)行功率相應(yīng)較大。故可通過(guò)控制泵體的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩，從而降低壓縮機(jī)啟動(dòng)力矩與運(yùn)行功率。

根據(jù)上面所述，研究泵體轉(zhuǎn)動(dòng)力矩測(cè)試方法，模擬泵體在壓縮機(jī)內(nèi)部真實(shí)工作狀態(tài)下，測(cè)量泵體轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介如下：

設(shè)計(jì)電子樣機(jī)模擬測(cè)試，設(shè)計(jì)出模擬壓縮機(jī)泵體實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)械結(jié)構(gòu);使用電氣伺服控制機(jī)構(gòu)，保證對(duì)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精準(zhǔn)控制，同時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度與轉(zhuǎn)動(dòng)行程，從而保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量的一致性。通過(guò)高精度扭矩傳感器，準(zhǔn)確捕捉泵體的扭矩特性。最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件提取泵體轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的各個(gè)特征值，從而判定泵體轉(zhuǎn)動(dòng)順暢性。

在該檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，引入SPC統(tǒng)計(jì)控制。連續(xù)生產(chǎn)檢測(cè)后，對(duì)所測(cè)泵體扭矩值進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)質(zhì)量分析，優(yōu)化各種統(tǒng)計(jì)質(zhì)量特征量進(jìn)行質(zhì)量判定。進(jìn)一步采用SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程質(zhì)量控制算法，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中泵體檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)及分析，通過(guò)判斷當(dāng)前測(cè)試數(shù)據(jù)的各個(gè)特征量與之前批量檢測(cè)的泵體的各個(gè)特征量的差異，判斷過(guò)程運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定，若判定過(guò)程異常則及時(shí)報(bào)警，通知現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人排除問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)

QFD亦稱“質(zhì)量屋”，以顧客驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法，量化分析顧客需求與工程措施間的關(guān)系度，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理后找出對(duì)滿足顧客需求貢獻(xiàn)最大的工程措施。而本文基于QFD創(chuàng)建了壓縮機(jī)泵體順暢性的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，通過(guò)模擬壓縮機(jī)壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的泵體結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，自主研發(fā)出集數(shù)據(jù)采集與處理于一體的分析軟件，實(shí)現(xiàn)判異標(biāo)準(zhǔn)量化判定，保證測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性，制定出各型號(hào)的扭矩標(biāo)準(zhǔn)值，從而能夠?qū)Σ煌吞?hào)的泵體進(jìn)行檢測(cè)。壓縮機(jī)泵體扭矩檢測(cè)技術(shù)研究不僅提高了泵體組件的質(zhì)量，還進(jìn)一步提升了壓縮機(jī)質(zhì)量，更為行業(yè)新增了解決泵體組件質(zhì)量異常問(wèn)題的方法。

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