回转式空调/冰箱压缩机定心机气动测量单元的设计方法

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一、概述：

回转式空调/冰箱压缩机定心机（有的厂家也叫调偏机）是为了保证压缩机达到设计装配精度的一种设备。压缩机生产厂家为了保证产品的使用性能，设计人员在产品设计时对装配精度提出了严格的要求，例如下图一：在15°轴向剖面要求装配间隙满足0.015―0.025mm（不同型号的压缩机要求的具体量值可能不一样）。从装配尺寸链的角度分析，间隙0.015―0.025mm由上法兰、缸体、曲轴以及滚套四个零件的尺寸链组合形成不成，若从通常机械零件加工工艺角度考虑，为了确保装配精度，尺寸链上的每个零件均

需按加工工艺难度分配加工公差，这样势必会造成每个零件分配的加工公差均在5微米以下，这样的加工精度会使得零件加工成本费用大幅度升高，是不经济也是不科学的。压缩机设计人员采取了依靠装配时分选、调整的方法来解决各零件加工难度。因此定心仪是压缩机装配生产线的关键设备，定心机设备从使用功能角度可以分为测量、调整、固定三个单元。具体可以理解为先测量出角度（15°）和间隙量（0.015―0.025）是否合适，若不合适要调整装配位置关系达到装配精度，进而拧紧链接螺钉，固定装配位置。本文具体说明的是测量单元的设计方法和步骤。

二、测量单元的设计方法和步骤

对于精密测量行业来说，长度量的测量技术包括气动、电感、光学等主要方向，具体到定心机的测量要求，从空间体积、各种测量技术的优缺点等因素的考虑，现阶段选择气动测量方式比较切合实际。

1）测量原理分析：从零件装配关系上看，可以将装配间隙0.015-0.025分解为图二、图三所示A、B两个尺寸配合的结果。A尺寸由曲轴、滚套两个零件组成，B尺寸由上法兰、缸体两个零件组成。定心机就是利用调整上法兰、缸体两个零件装配关系（同轴或偏心）来改变B尺寸的具体量值的方法达到了整体装配的要求。定心机的测量单元分两部分组成，分别用于检测A、B两个主要尺寸，配用四管（下文解释）气动量仪或气电式电子柱显示各测量结果。如下图四是用于B尺寸的气动测量台示意图，图五是用于测量A尺寸的气动测量装置示意图。A尺寸的气动测量装置采用V型块定位，配用一支接触式气动测量头，装置设计按常规气动测量原理的方法设计，相对比较简单，本文不再赘述。本文重点阐述检测B尺寸气动测量台的检测原理以及各主要参数的计算方法。

2）B尺寸气动测量台的检测原理：气动测量台（见图四）共配置三路气路，分别是B、X1、X2三路气路（另外加上A尺寸的气路，共用4管气动量仪显示）。B气路用于检测图二所示的B尺寸，X1、X2分布于B气路轴截面90°夹角截面的正反两处气路，其作用是为了检测15°截面垂直方向截面的对称度，进而保证曲轴、滚套在旋转状态下15°方向上是最小间隙，保证压缩机装配状态达到设计要求。X1、X2两气路的测量值不具有量值概念，只要求两量值相等，代表对称度达到要求。设计气动测量台的计算过程主要是为了确定上法兰测量段尺寸、缸体测量段尺寸、标准件尺寸三处主要参数。

3）下面我以某型号压缩机的零件具体数据来说明气动测量台各参数的确定：

与要求间隙量0.015～0.025mm取平均值0.02mm比较可以得出A尺寸的最大调整量0.037mm，也就是说上法兰与缸体15°方向装配的理论偏心量为0.037mm

综上所述，我们可以得出以下结论：

因理论上技术得出上法兰相对于缸体的最大偏心量为0.037mm，假设缸体在装配环节位置是固定的，气动测量台上法兰测量段的尺寸理论上应该比上法兰内孔最大实体尺寸小0.037×2=0.074mm，另外考虑到以上理论计算的是各个零件的尺寸同时处于极限状态，这在现实装配中的概率几乎为零，同时考虑到上法兰与曲轴在工作状态也不可能是无间隙接触（中间有剂油膜）。现实应用中，测量台上法兰测量段的尺寸一般取比上法兰内孔最大实体尺寸小0.05～0.06mm范围，新制作测量台时考虑到测量台的使用寿命，建议取0.05mm。这个结论应该引起气动测量台设计人员的充分理解和重视！

结合以上理论计算和实际因素考虑，针对这种型号压缩机定心机气动测量头的主要参数可确定为：

测量台上法兰测量段的尺寸：Φ16.015-0.05=Φ15.965mm，另外根据气动测量原理中初始间隙（包含插入间隙）的概念，最终确定尺寸为Φ15.965（-0.01/-0.015）。

测量台缸体测量段的尺寸：缸体在装配测量时位置相对是固定的，因此只需考虑气动测量原理中初始间隙（包含插入间隙）的概念，最终确定尺寸为Φ45.998（-0.01/-0.015）。

确定好测量头主要尺寸后，校队标准件的尺寸可以根据气动测量的原理，主要是起到倍率校对的目的，尤其是上法兰测量段的上下限校对标准件尺寸与零件基本尺寸已经没有严格的对应关系，结合显示仪器的类型和线性范围确定为以下尺寸：

三、结束语

本文主要阐述了回转式空调/冰箱压缩机定心机气动测量单元的设计方法，理论上各参数确定是建立在配用“中原量仪”气动量仪显示仪器基础上，其余各量仪制造厂家也要根据自己配用的显示仪器的性能调整部分参数，以免给各位带来不便！同时气动测量台的各项形位公差也是需要严格控制的，希望各厂家注意控制。