關于蒸發器邊板設計及其變形解決方法的研究

摘要：本文主要講述分體掛壁式空調器設計中，蒸發器邊板的設計要求及注意點，以及如何解決出工程圖紙和裝配之間矛盾的變形研究，其目的在于提高設計效率和設計質量。

關鍵詞： 分體掛壁式空調器 蒸發器邊板 裝配 變形

1 引言

在分體掛壁式房間空調器的設計中，蒸發器邊板起到非常關鍵的作用，其作用歸納以下五個方面。第一，固定翅片以及將蒸發器牢靠地安裝在底殼上；第二，密封蒸發器與貫流風機構成的風道的兩端的空隙，防止空氣未經蒸發器換熱就直接進入到風道中；第三，把蒸發器兩端的凝露水通過邊板引入到底殼接水槽中，進而從室內機排出去；第四，對于某些設置有電加熱器的室內機來說，蒸發器邊板還可以起到安裝、固定電加熱器的作用；第五，接地作用：室外機通過連接管與蒸發器相連接，蒸發器再通過蒸發器邊板與電源線地線相連接，從而使得整個空調都達到接地的效果。具體內容如圖1

蒸發器邊板在出二維工程圖紙時，不要求折彎，但在蒸發器組件的裝配中，要求折彎蒸發器邊板進行裝配。這種折彎與不折彎的矛盾，可以通過撓性來解決此變形問題。

2 蒸發器邊板的設計思路

首先，根據空調室內機整體對性能、噪音、凝露及空間的要求來確定蒸發器的規格、結構形式，包括蒸發器的折數及折彎角度、蒸發器的U型銅管數量及直徑，鋁箔寬度，U型銅管之間的行距和列距、蒸發器異型切口的形狀等，才能進行后續蒸發器邊板設計工作。

在蒸發器邊板的設計過程中，兩折式的和三折式的最為常見，具體如下(圖2)，四折、五折乃至圓弧型的蒸發器結構形式都出現過。

目前，在國內通常的U型銅管直徑有Φ5，Φ7，Φ8，Φ9.52等不同規格，而一個蒸發器所用到的U管銅管數具體則需依據空調的整體性能需求來確定，進而確定了蒸發器邊板的孔徑和列距。

蒸發器的異型切口通常分為兩種：一種是不切斷的，具體內容如(圖2)兩折式蒸發器，只是把蒸發器需要折彎的地方局部沖裁掉部分鋁箔，只剩下少量的鋁箔用于連接前后兩折，如此可以減小折彎時需要的彎曲力矩；另一種是切斷的，先按一定的形狀把前后兩折蒸發器鋁箔切為兩部分，然后再通過蒸發器邊板把兩部分按照一定的角度連接固定在一起。

確定蒸發器的規格、結構形式之后，利用Pro/E三維設計軟件的鈑金模塊進行蒸發器邊板的設計。以采用Φ7內螺紋銅管的蒸發器為例，說明蒸發器邊板設計過程的注意事項。蒸發器邊板材料一般采用熱鍍鋅板Q235A，板厚一般采用0.75 mm、0.95 mm， 推薦選用0.75 mm。

1)首先根據蒸發器的結構、尺寸大小設計出蒸發器邊板的初步輪廓。設計過程中有幾個注意點，以及繪制出蒸發器邊板與其它零件(如另一塊邊板、底殼等)配合的結構；具體內容如下(圖3)。

2)在蒸發器邊板上增加用于安裝固定的孔位以及有銅管穿過且與銅管有過盈配合的孔位上增加翻邊，具體內容如(圖4。

3)蒸發器折彎時，蒸發器邊板上多余的材料也要相應去除掉，具體內容如(圖4目的在于減小折彎時需要的彎曲力矩。

按如上步驟，蒸發器邊板基本上可以完成設計。但接下來要解決一個問題：蒸發器邊板裝配在蒸發器上要折彎，而在出工程圖紙時，蒸發器邊板的折彎部分要展開，

3 蒸發器邊板變形解決方案的研究

蒸發器邊板變形問題類似于彈簧變形，未裝配前，彈簧維護原來的長度(即不壓縮變形)，裝配到組件后，壓縮變形一定長度。通過查閱大量相關書箱和資料后得出：PRO/E的撓性方法，可以解決蒸發器邊板變形的問題，但是使用撓性，必須相應的建模方法來配合才能實施。

第一種建模方法：直接建模展開的蒸發器邊板，然后通過三個折彎命令，實現折彎變形，滿足裝配的需要.

建模完成后，在“零件設置”的撓性對話框中，將三個折彎特征添加到特征欄里面，完成零件的撓性定義設置，最后將三個折彎特征在模型樹中隱含。那么，蒸發器邊板可以實現出工程圖紙的問題，同時在組件裝配中，調用蒸發器邊板時，PRO/E軟件會提示“模型具有預定義的撓性，是否要將其用于撓性元件定義”，選擇“是”，可以恢復被隱含的三個折彎特征，變成符合裝配要求的蒸發器邊板。

第二種建模方法：將蒸發器邊板的每一個折彎部分單獨建模，通過“外部繼承”命令，將其裝配到指定位置，即展開后的位置上，滿足出二維工程圖紙的要求，具體見圖9；同時再通過“外部繼承”裝配折彎后的指定位置，滿足組件裝配的要求，對零件的“外部繼承”進行撓性定義設置以及在模型樹中隱含折彎的“外部繼承”特征。

(圖3設計邊板的注意點及配合)

(圖4銅管配合的孔翻邊、繪制安裝孔位)

4 結束語

在分體掛壁式空調器設計中，蒸發器邊板的設計思路在放在整機對性能、噪音、凝露及空間要求上，同時要考慮蒸發器邊板與其它零件的配合，才能提高其設計質量和設計效率。在研究蒸發器邊板變形的解決方案中，第一種方法應綜合考慮折彎率、折彎因子等因素，最終確定折彎后的伸縮尺寸問題。第二種方法操作簡單，但需要經驗判斷伸縮尺寸問題。在實際應用中，此兩個方法都有工程師使用。

參考文獻

［1］林清安《完全精通Pro/ENGINEER野火4.0中文版綜合教程》電子工業出版社 2009

［2］二代龍震工作《Pro/ENGINEER Wildfire3.0高級設計》電子工業出版社 2007

［3］韓玉龍《Pro/ENGINEER Wildfire3.0裝配與產品設計教程》清華大學出版社2006