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分组选配法在双向活塞 汽车空调压缩机生产装配中的应用

来源:荣格-《国际汽车设计与制造》 发布时间:2021-04-06 1025
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随着斜盘的旋转挂在斜盘上的5个活塞在前后缸体的所形成的缸孔中做往复运动,通过前后阀板组件上的吸排气阀片的配合完成空调系统中的冷媒的压缩。

汽车空调制冷系统主要是由压缩机、冷凝器、干燥器、膨胀阀、蒸发器等部件组成,压缩机在吸入蒸发器中低温低压的制冷剂之后通过压缩将其变为高温高压气体排入冷凝器中,在冷凝器中的高温高压制冷剂被冷凝为低温低压的液体,同时排出大量的热量,进入到膨胀阀中。在膨胀阀中制冷剂压力和温度急剧下降,同时以雾状方式排出膨胀阀。雾状制冷剂进入到蒸发器后蒸发为气体,在蒸发过程中吸收大量的热量,实现空调的制冷,如图1中所示。


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图1:汽车空调制冷系统


汽车空调压缩机是汽车空调制冷系统的心脏,起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。压缩机分为不可变排量和可变排量两种。根据工作原理的不同,空调压缩机可以分为定排量压缩机和变排量压缩机。根据工作方式的不同,压缩机一般可以分为往复式和旋转式,常见的旋转式压缩机有旋转叶片式和涡旋式,常见的往复式压缩机有曲轴连杆式和双向活塞式。


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图2:双向活塞压缩机结构示意图


双向活塞式汽车空调压缩机的结构工作原理如图2所示。汽车发动机启动后,通过发动机皮带带动压缩机上的离合器组件旋转,离合器带动压缩机主轴旋转,斜盘跟着主轴一起旋转,在斜盘四周均布有5个活塞,每个活塞通过两个半球挂在斜盘上,随着斜盘的旋转挂在斜盘上的5个活塞在前后缸体的所形成的缸孔中做往复运动,通过前后阀板组件上的吸排气阀片的配合完成空调系统中的冷媒的压缩。


从图2中可以看出活塞是通过两个半球挂在斜盘上的,当斜盘旋转时半球在斜盘的表面上滑动,半球在活塞上的球窝中滑动。装配过程中半球与斜盘之间需要控制间隙,半球与活塞之间也需要控制间隙,四个结合面的间隙之和的大小反映了活塞窜动量大小。间隙太小会造成半球在斜盘上滑动时会造成斜盘损坏,从而造成压缩机损坏。间隙太大时在活塞往复运动时会造成压缩机的噪音增加,活塞对斜盘的冲击力增加,会加速斜盘的损坏。所以在装配过程中必须要严格控制间隙的大小,才能保证压缩机的产品质量。


在实际工作中设计的活塞间隙之和(活塞窜动)为0.02~0.04之间,如果按照这个精度指标不采用分组选配的方法,对半球、斜盘、活塞的加工精度要求很高,才能达到设计要求,大大地增加了加工的精度要求,生产效率低增加了制造成本。在这个尺寸链中共有四个零件,在实际生产制造中一般的工艺方法很难满足设计要求,很难保证产品质量。


因此经过试验摸索,找到了一种分组选配的方法,通过降低零件尺寸精度和提高组件配合精度来控制活塞窜动量,既满足了设计的工艺要求,同时也大大地降低了零件加工的精度要求,节约了零件的加工成本,提高了压缩机的产品质量保证能力。分组选配法是按经济精度制造相互配合的零件,即将被加工零件制造公差放宽,零件在装配时进行测量后分组,并按对应组进行装配以保证装配精度。


采用分组选配法应注意:1)在设计分组选配时要考虑零件在装配中的配套问题,防止某一组零件过多或过少而无法配套造成的某一组零件积压;2)分组不宜过多,太多容易造成现在混乱,不利于现场管理;3)分组选配最好是在装配时同时完成,防止造成汇档的现象。


分组选配法的优点:制造成本大大降低,同组零件可以互换,零件加工精度要求不高,但能获得很高的装配精度。

首先,按半球的高度将半球进行分档,按0.005mm一档划分为8个档,这个工作在装配前就完成备用。在装配时将活塞按活塞的球距(两个球窝之间的距离)进行分档,按0.005mm一档划分为8个档,放在顺序摆放8个不同的盒子中,每个盒子上均有清晰的档位标记。将己经分好的半球按8个档位顺序排列装在8个盒子中,每个盒子上均有清晰的档位标记。取一个斜盘并测量斜盘的厚度,根据厚度尺寸,查下表1中对应的分组数据,每一档斜盘厚度尺寸,均对应一组对应的活塞球距和半球高度。一台压缩机需要5个活塞、10个半球、1个斜盘,为了在工作中更方便,我们规定每台压缩机采用的活塞、半球尺寸相同。例如斜盘厚度为2档,如果取2档活塞,即取3档半球;如果取4档活塞,即取5档半球。如果斜盘厚度为3档,如果取2档活塞,即取2档半球;如果取4档活塞,即取4档半球。因活塞是在装配时分档,每次取活塞时取5个同档位的活塞,所以在操作时在斜盘档位测量后,取活塞时一般选择活塞数量较多的档位取活塞,然后根据所选活塞档位选择相应的半球。


通过采用分组选配的方法,对斜盘厚度的加工精度、活塞球窝的加工精度和半球高度的加工精度要求大大降低,斜盘厚度的精度要求降低到了0.02mm,活塞球距的精度要求降到了0.04mm,半球的精度要求降到了0.04mm,一般的工艺方法均能达到加工要求的精度,大大的降低了加工成本,提高了装配精度,提升了压缩机的整机性能,同时提高了生产过程中的工艺保障能力。

结束语
分组选配法在实际生产过程中应用非常广泛,非常适合于配合精度高、组件较少的配合时使用。特别是在配合组件精度要求高、生产效率低时,可以根据实际情况采用分组选配法在工艺上加以转化,可以大大降低成本、提高生产效率、提高产品质量。

来源:荣格-《国际汽车设计与制造》



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