一種針對排氣閥片漏裝及裝偏防錯(cuò)的自動檢測方法

張南洋

（江蘇安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 徐州 221000）

0 引言

圖1所示為南京某新能源科技有限公司生產(chǎn)的WXH-086壓縮機(jī)生產(chǎn)工藝流程，市場反饋壓縮機(jī)返回機(jī)中存在靜盤排氣閥片漏裝及漏裝的現(xiàn)象，會引起壓縮反轉(zhuǎn)和異響?，F(xiàn)該企業(yè)生產(chǎn)線存在排氣閥片漏取防錯(cuò)，但裝完壓縮機(jī)后只能通過目測檢查組件的排氣閥片是否漏裝及裝偏，無法通過儀器判定壓縮機(jī)是否漏裝及裝偏。針對這一問題，通過研究現(xiàn)有生產(chǎn)線的性能測試臺，采取有效的檢測方法對裝配后的壓縮機(jī)的靜盤排氣閥片漏裝及裝偏進(jìn)行自動判斷。

圖1 WXH-086壓縮機(jī)裝配工藝流程

1 WXH-086渦旋式壓縮機(jī)裝配工藝

渦旋壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境噪聲小，廣泛運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、醫(yī)療器械、食品包裝、紡織等行業(yè)和其它需要壓縮空氣的場合。

它通常是由一個(gè)固定的漸開線渦旋盤（靜盤）和一個(gè)呈偏心回旋平動的漸開線運(yùn)動渦旋盤（動盤）組成可壓縮容積的壓縮機(jī)，其中靜盤固定在機(jī)架上，低壓氣體從靜盤開設(shè)的吸氣口進(jìn)入工作，隨著動盤繞靜盤中心作半徑很小的平面轉(zhuǎn)動，工作腔相應(yīng)地?cái)U(kuò)大或縮小，經(jīng)壓縮的空氣最后由靜盤中心處的排氣孔排出[1]。動靜渦盤如圖2所示，WXH-086渦旋式壓縮機(jī)外圍為吸入過程, 中間為壓縮過程,中心處為排氣過程。

圖2 動靜渦盤

完成該型號渦旋式壓縮機(jī)裝配共需要38個(gè)零件，有時(shí)會出現(xiàn)排氣閥片漏裝的現(xiàn)象，目前在企業(yè)中針對這一問題的解決辦法是通過設(shè)計(jì)輔助工裝，如圖3所示。該工裝定位可以較好解決排氣閥片是否漏裝或裝偏的問題，但壓縮機(jī)裝配后只能通過目測檢查組件的排氣閥片是否漏裝及裝偏，無法通過儀器判定壓縮機(jī)是否漏裝。從渦旋式壓縮機(jī)的工作原理可知，經(jīng)壓縮的空氣最后會由靜渦盤中心處的排氣孔，經(jīng)排氣閥片排出，如果排氣閥片漏裝或裝偏，延時(shí)一定時(shí)間后再排氣則排氣壓力必定降低[2]。

圖3 排氣閥片漏裝防錯(cuò)工裝

2 漏裝排氣閥片性能參數(shù)的對比試驗(yàn)

WXH-086壓縮機(jī)性能試驗(yàn)平臺是在檢測壓縮機(jī)裝配完畢后，為檢測其性能參數(shù)而專門定制的設(shè)備。目前裝配車間性能測試工序所測試的項(xiàng)目包括靜態(tài)轉(zhuǎn)矩測試、排氣壓力測試、動態(tài)轉(zhuǎn)矩測試及吸氣流量測試。

在以上研究的基礎(chǔ)上，以WXH-086壓縮機(jī)性能試驗(yàn)平臺為試驗(yàn)平臺，對裝排氣閥片的壓縮機(jī)和沒裝排氣閥片的壓縮機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)性能參數(shù)測試，探索兩者試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異點(diǎn)，進(jìn)行比對研究。

2.1 排氣延時(shí)時(shí)間對比試驗(yàn)

進(jìn)行排氣壓力測試時(shí)，設(shè)計(jì)3組對比試驗(yàn)，分別延長一定時(shí)間再排氣，檢測排氣壓力下降的差異，檢測結(jié)果如表1所示。

由表1可知，通過延遲一定時(shí)間，安裝排氣閥片與未裝排氣閥片在排氣壓力方面均存在差異。從企業(yè)的生產(chǎn)效率角度出發(fā)，考慮車間的生產(chǎn)節(jié)拍，延時(shí)6 s的再排氣會造成壓縮機(jī)流轉(zhuǎn)性能堆積，因而不予考慮。采用延時(shí)3 s的方案經(jīng)驗(yàn)證對生產(chǎn)無明顯影響，這3 s是通過試驗(yàn)確定，只有大于3 s才可以識別不排氣閥片漏裝現(xiàn)象，最終確定每臺壓縮機(jī)檢測時(shí)間為3 s。

表1 排氣壓力與延時(shí)時(shí)間關(guān)系

為驗(yàn)證記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，修改性能試驗(yàn)臺中部分程序，確定在原有性能檢測項(xiàng)上增加延時(shí)排氣壓力一項(xiàng)。程序改為性能測試后對壓縮機(jī)延時(shí)3 s再排氣，設(shè)備自行檢測裝有排氣閥片的壓縮機(jī)與未裝排氣閥片的壓縮機(jī)排氣壓力數(shù)值，并將檢測到結(jié)果顯示在延時(shí)排氣壓力一欄。

2.2 排氣壓力對比試驗(yàn)

裝排氣閥片的壓縮機(jī)和沒裝排氣閥片的壓縮機(jī)在達(dá)到排氣壓力時(shí)，排氣腔的壓力會存在差異，通過對比試驗(yàn)尋找區(qū)分兩者的分界值。

壓縮機(jī)延時(shí)3 s再排氣，設(shè)備自行檢測裝有排氣閥片的壓縮機(jī)與未裝排氣閥片的壓縮機(jī)排氣壓力數(shù)值，并將檢測到結(jié)果顯示在延時(shí)排氣壓力一欄，試驗(yàn)獲取的各訓(xùn)練數(shù)據(jù)如表2所示。

從表2可知，裝有排氣閥片的壓縮機(jī)，排氣壓力值分布在0.84～0.96 MPa之間，而未裝排氣閥片的壓縮機(jī)最大排氣壓力數(shù)值為0.73 MPa，因此，取0.8 MPa作為區(qū)分裝有排氣閥片和未裝排氣閥片的分界值。

表2 車間性能臺試驗(yàn)對比數(shù)據(jù) MPa

3 壓縮機(jī)性能試驗(yàn)臺檢測方法的研究

如圖4所示，排氣壓力達(dá)標(biāo)后，等待3 s并同時(shí)監(jiān)測排氣壓力的變化情況，如果在3 s內(nèi)壓力保持在0.8 MPa以上，則判定壓縮機(jī)性能合格，顯示屏延時(shí)排氣壓力一欄會顯示設(shè)備檢測到的數(shù)值，否則認(rèn)為壓縮機(jī)存在內(nèi)泄漏，判定性能不合格，則延時(shí)排氣壓力一欄顯示NG字樣。通過修改觸摸屏的PLC程序,改進(jìn)性能測試平臺，實(shí)現(xiàn)圖4所示功能。

圖4 排氣閥片漏裝檢測原理流程圖

在技術(shù)實(shí)施方案完成后，進(jìn)行小批量試驗(yàn)驗(yàn)證，對31車間性能試驗(yàn)臺進(jìn)行驗(yàn)證，3天的數(shù)據(jù)分布如表3所示。通過試驗(yàn)，在WXH-086壓縮機(jī)性能試驗(yàn)平臺試驗(yàn)3天未出現(xiàn)誤判現(xiàn)象。

由表3 可知，延時(shí)3 s后排氣壓力值在0.84～0.90之間，說明排氣閥片安裝正確，其中有2件顯示NG,表示排氣閥片漏裝。通過小批量驗(yàn)證表明，改進(jìn)后的性能試驗(yàn)臺可以有效地測試出排氣閥片漏裝及裝偏問題。

表3 小批量試驗(yàn)數(shù)據(jù) MPa

4 結(jié)論

綜上所述，利用WXH-086壓縮機(jī)性能試驗(yàn)平臺，在靜轉(zhuǎn)矩為0.3～2.0 N·m、動轉(zhuǎn)矩為0.3～10 N·m、吸氣流量≥59 L/min、排氣壓為1.20～1.42 MPa時(shí)，延時(shí)3 s后排氣壓力≥0.8 MPa，可作為區(qū)分WXH-086渦旋式壓縮機(jī)是否裝有排氣閥片的標(biāo)準(zhǔn)。