回轉式空調/冰箱壓縮機定心機氣動測量單元的設計方法

一、概述：

回轉式空調/冰箱壓縮機定心機（有的廠家也叫調偏機）是為了保證壓縮機達到設計裝配精度的一種設備。壓縮機生產廠家為了保證產品的使用性能，設計人員在產品設計時對裝配精度提出了嚴格的要求，例如下圖一：在15°軸向剖面要求裝配間隙滿足0.015—0.025mm（不同型號的壓縮機要求的具體量值可能不一樣）。從裝配尺寸鏈的角度分析，間隙0.015—0.025mm由上法蘭、缸體、曲軸以及滾套四個零件的尺寸鏈組合形成不成，若從通常機械零件加工工藝角度考慮，為了確保裝配精度，尺寸鏈上的每個零件均

需按加工工藝難度分配加工公差，這樣勢必會造成每個零件分配的加工公差均在5微米以下，這樣的加工精度會使得零件加工成本費用大幅度升高，是不經濟也是不科學的。壓縮機設計人員采取了依靠裝配時分選、調整的方法來解決各零件加工難度。因此定心儀是壓縮機裝配生產線的關鍵設備，定心機設備從使用功能角度可以分為測量、調整、固定三個單元。具體可以理解為先測量出角度（15°）和間隙量（0.015—0.025）是否合適，若不合適要調整裝配位置關系達到裝配精度，進而擰緊鏈接螺釘，固定裝配位置。本文具體說明的是測量單元的設計方法和步驟。

二、測量單元的設計方法和步驟

對于精密測量行業來說，長度量的測量技術包括氣動、電感、光學等主要方向，具體到定心機的測量要求，從空間體積、各種測量技術的優缺點等因素的考慮，現階段選擇氣動測量方式比較切合實際。

1）測量原理分析：從零件裝配關系上看，可以將裝配間隙0.015-0.025分解為圖二、圖三所示A、B兩個尺寸配合的結果。A尺寸由曲軸、滾套兩個零件組成，B尺寸由上法蘭、缸體兩個零件組成。定心機就是利用調整上法蘭、缸體兩個零件裝配關系（同軸或偏心）來改變B尺寸的具體量值的方法達到了整體裝配的要求。定心機的測量單元分兩部分組成，分別用于檢測A、B兩個主要尺寸，配用四管（下文解釋）氣動量儀或氣電式電子柱顯示各測量結果。如下圖四是用于B尺寸的氣動測量臺示意圖，圖五是用于測量A尺寸的氣動測量裝置示意圖。A尺寸的氣動測量裝置采用V型塊定位，配用一支接觸式氣動測量頭，裝置設計按常規氣動測量原理的方法設計，相對比較簡單，本文不再贅述。本文重點闡述檢測B尺寸氣動測量臺的檢測原理以及各主要參數的計算方法。

2）B尺寸氣動測量臺的檢測原理：氣動測量臺（見圖四）共配置三路氣路，分別是B、X1、X2三路氣路（另外加上A尺寸的氣路，共用4管氣動量儀顯示）。B氣路用于檢測圖二所示的B尺寸，X1、X2分布于B氣路軸截面90°夾角截面的正反兩處氣路，其作用是為了檢測15°截面垂直方向截面的對稱度，進而保證曲軸、滾套在旋轉狀態下15°方向上是最小間隙，保證壓縮機裝配狀態達到設計要求。X1、X2兩氣路的測量值不具有量值概念，只要求兩量值相等，代表對稱度達到要求。設計氣動測量臺的計算過程主要是為了確定上法蘭測量段尺寸、缸體測量段尺寸、標準件尺寸三處主要參數。

3）下面我以某型號壓縮機的零件具體數據來說明氣動測量臺各參數的確定：

與要求間隙量0.015～0.025mm取平均值0.02mm比較可以得出A尺寸的最大調整量0.037mm，也就是說上法蘭與缸體15°方向裝配的理論偏心量為0.037mm

綜上所述，我們可以得出以下結論：

因理論上技術得出上法蘭相對于缸體的最大偏心量為0.037mm，假設缸體在裝配環節位置是固定的，氣動測量臺上法蘭測量段的尺寸理論上應該比上法蘭內孔最大實體尺寸小0.037×2=0.074mm，另外考慮到以上理論計算的是各個零件的尺寸同時處于極限狀態，這在現實裝配中的概率幾乎為零，同時考慮到上法蘭與曲軸在工作狀態也不可能是無間隙接觸（中間有潤滑劑油膜）。現實應用中，測量臺上法蘭測量段的尺寸一般取比上法蘭內孔最大實體尺寸小0.05～0.06mm范圍，新制作測量臺時考慮到測量臺的使用壽命，建議取0.05mm。這個結論應該引起氣動測量臺設計人員的充分理解和重視！

結合以上理論計算和實際因素考慮，針對這種型號壓縮機定心機氣動測量頭的主要參數可確定為：

測量臺上法蘭測量段的尺寸：Φ16.015-0.05=Φ15.965mm，另外根據氣動測量原理中初始間隙（包含插入間隙）的概念，最終確定尺寸為Φ15.965（-0.01/-0.015）。

測量臺缸體測量段的尺寸：缸體在裝配測量時位置相對是固定的，因此只需考慮氣動測量原理中初始間隙（包含插入間隙）的概念，最終確定尺寸為Φ45.998（-0.01/-0.015）。

確定好測量頭主要尺寸后，校隊標準件的尺寸可以根據氣動測量的原理，主要是起到倍率校對的目的，尤其是上法蘭測量段的上下限校對標準件尺寸與零件基本尺寸已經沒有嚴格的對應關系，結合顯示儀器的類型和線性范圍確定為以下尺寸：

三、結束語

本文主要闡述了回轉式空調/冰箱壓縮機定心機氣動測量單元的設計方法，理論上各參數確定是建立在配用“中原量儀”氣動量儀顯示儀器基礎上，其余各量儀制造廠家也要根據自己配用的顯示儀器的性能調整部分參數，以免給各位帶來不便！同時氣動測量臺的各項形位公差也是需要嚴格控制的，希望各廠家注意控制。