影响涡旋式空调压缩机装配质量的关键技术

李伟

摘 要：该文主要阐述了零部件加工精度，零件关键部位的倒角、去毛刺工艺，重要零件装配尺寸公差分组技术，以及核心机构部件装配时的自动定心工艺等关键技术对涡旋压缩机装配质量的影响，为涡旋压缩机装配及质量技术人员提供参考。

关键词：涡旋压缩机 加工精度 装配质量

中图分类号：TB652 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0080-02

涡旋式压缩机集成了传统的往复式压缩机及旋转式压缩机的所有优点，它体积小、重量轻、噪声小、振动低、结构简单、便于大批量生产。随着我国柜式空调及中央空调产量的逐渐增大，涡旋压缩机越来越受到空调生产厂家的青睐，因此涡旋压缩机的质量也日益受到各生产厂家的关注。笔者多年从事涡旋压缩机的装配技术工作，通过解决日常生产中遇到的常见问题、工艺技术难点，总结了影响涡旋压缩机装配质量的一些关键技术，以飨读者。

1 涡旋式空调压缩机的结构、工作原理及特点

1.1 涡旋式空调压缩机的结构

该文中讨论的为动静式结构。压缩机的核心部件就是动涡旋与静涡旋。动、静涡旋的结构几乎相同，都是由端面和端面上伸出的一定高度的渐开线型涡旋齿组成，两者偏心配置且涡旋齿相差180°，工作时静涡旋固定不动，而动涡旋在专门的防自转机构的约束下，由旋转的曲柄轴带动进行偏心回转平动[1]。

1.2 涡旋式空调压缩机的工作原理

涡旋式空调压缩机在主轴旋转一周的过程中，其核心部件动、静旋的进气、压缩、排气3个工作过程是同时进行的，外侧空间与吸气口相通，始终处于吸气过程，内侧空间与排气口相通，始终处于排气过程，即连续不断地完成气体的压缩过程[2]。

1.3 涡旋式空调压缩机的特点

（1）涡旋相邻两腔的压差相对较小，因此其间的气体泄漏量较少。

（2）吸气、压缩、排气过程是同时连续地进行，各内腔压力上升速度较慢，因此转矩变化幅度小、振动小。

（3）内腔无余隙容积，因而不存在引起输气系数下降的膨胀过程。

（4）省掉了吸、排气阀，增加了可靠性。

（5）采用气体支承机构，故一定程度上允许带液压缩，延长使用寿命。

（6）机壳内腔为排气室，减少了吸气预热，提高了压缩机的输气系数。

（7）机芯零部件加工精度高，装配定位精度要求高。

（8）机芯内外密封机构相对复杂，密封要求高。

2 涡旋压缩机装配过程中的关键技术

在涡旋压缩机的装配过程中有很多的关键技术需要掌握，具体如下。

2.1 保证装配零件的加工精度

涡旋压缩机零件加工精度要求很高，一般要求微米级（μm），主要包括以下几个方面。

（1）涡旋型线的精度。

涡旋型线的精度是影响压缩机装配质量的主要因素。它主要包括涡旋型线的线、面轮廓度即实际值与理论渐开线涡线（亦有用其他线型构成涡旋线）的误差、涡旋型线端面和底面的平面度及两者之间的平行度、涡旋壁表面粗糙度、涡旋齿根齿顶倒角值、涡旋壁垂直度。涡旋线的轮廓度要保证在10～15 μm的公差范围内，平面度和平行度一般应控制在5 μm以内，涡旋型线精度可用三坐标测量机或其他涡旋线专用检测设备完成检测。

（2）键槽（用于放置十字环）的精度。

键槽的精度是指动盘、机架上放置十字滑环的键槽的两侧面的平面度、平行度、垂直度及各个键槽相对于中心基准的位置度。它是影响压缩机装配后运转性能的关键因素之一，一般都应控制在10 μm以内，需要用三坐标测量机在计量室检测或用键槽专用检测设备在生产线在线检测。

（3）曲轴的加工精度。

首先，要保证曲轴加工后主轴各个关键配合部位的直径和偏心轴配合部位直径的尺寸公差、各轴直径的圆柱度等。其次，在保证曲轴偏心部偏心量的同时还要保证偏心轴线与主轴线的平行度，可用生产线专用检测设备测试，以确保机芯装配后涡旋线处于良好的啮合状态。

（4）机架的加工精度。

机架是与曲轴及静旋配合的重要部件，其主要形位精度为主轴承孔与下轴承孔的同轴度以及两轴承孔对机架端面的垂直度，需要用专用检测设备在线测试。

（5）壳体的精度。

不管是高背压还是低背压涡旋式压缩机，电机的定子都是过盈冷压或者热装在钢管壳体内的。为了保证定、转子间气隙的均匀性以及上、下轴承的位置度，壳体的内径通常都需要经过粗、精整型才能达到所要求的内径精度和合格的壳体内壁直线度。

2.2 重要零部件的倒角、去毛刺工艺

（1）倒角工艺。

由于精铣涡旋侧壁及底面的铣刀会有刀尖圆角，因此加工涡旋壁底部后都会留下相应半径的倒角，一般要求R小于0.2 mm或C小于0.12 mm，动、定涡旋壁齿顶上的倒角与其配对的定、动涡旋壁齿底的倒角相啮合，如果不加工涡旋壁齿顶倒角，在动、静涡旋的装配过程中会发生干涉、啮合不好及旋转困难等问题。

（2）去毛刺工艺。

在压缩机零件的加工过程中，不可避免的会产生毛刺，有些零件关键位置的毛刺会导致装配后有卡点，轴向、径向泄漏，电机过载，轴承划伤等不良，这些不良因素会导致压缩机运转过程中噪声、振动过大，性能下降，寿命降低。经验证明，涡旋机架等关键零件在装配前需要安排去毛刺工艺。

2.3 公差分组、分选装配

涡旋式空调压缩机与活塞式、转子式压缩机一样，也需要在装配过程中采用公差分组、分选装配工艺。这种做法在保证压缩机装配精度的前提下，大大降低了加工成本。通常情况下，以下装配尺寸需要使用自动测量分选机进行自动分组装配或人工测量分组装配。

（1）动、静旋涡旋齿深度分组配对装配。

动、静旋涡旋齿深度通常每3～5 μm为一组，可分5～6组，相同组别静旋涡旋齿深度比动旋涡旋齿深度要大5 μm，以保证组装后良好的密封性能。

（2）动涡旋法兰厚度与机架分组。

涡旋压缩机在机架装配完成后，要求手动确认曲轴的轴向间隙，即保证旋转顺畅的同时，轴向可微量蹿动。因此，动旋装配后其法兰面要略低于机架定位端面，标准为5～25 μm。加工时，动涡旋法兰厚度较难控制，为了保证以上高度差，动涡旋法兰厚度与机架要分组装配。

（3）偏心滑块外径与动涡旋轴套内径的分组装配。

动涡旋与轴套通常是经过压力机压装完成装配的。由于压入后的轴套有很大的公差范围，因此，将其内径进行分组（通常为5～6组），分选偏心滑块的外径与其配对组装以保证每组间隙值恒定，从而获得良好稳定的旋转状态。

2.4 机芯装配时的自动定心

（1）对于径向可柔性调节型（即带径向滑块）的涡旋压缩机，在机芯装配时其动、定涡旋齿最佳啮合位置可以通过先粗略定心再用定位销（定位精度达到要求标准）实现定位，这种压缩机运转时，在离心力的作用下，通过径向滑块微调曲轴偏心量来保证良好的啮合。因此，不需要高精度的自动定心设备。

（2）对于曲轴偏心量固定的渦旋压缩机，机芯装配时必须准确找出动、定涡旋齿最佳啮合位置。因此，需要高精度的自动定心设备，其原理是：为使装在压缩机机芯内的零部件（即轴及轴承和动、静旋）间顺畅运转，需跑合一段时间，使定涡旋在动涡旋的啮合下产生微量移动，迫使定涡旋型线中心对机架准确定位，然后将二者紧固，达到标准扭矩后再人工用手感确认曲轴运转是否顺畅、有无抗点，最终完成机芯装配。

3 结语

综上所述，只有解决好以上几个关键技术问题，才能保证装配质量，生产出质量稳定、品质优良的涡旋压缩机，从而提高产品的竞争力，在激烈的市场竞争中拥有一席之地。

参考文献

[1] 顾兆林，郁永章.新型涡旋式机械原理及其在内燃机中的应用（2）[J].小型内燃机与摩托车，1995（6）：1-5.

[2] 顾兆林，郁永章，冯诗愚.涡旋压缩机及其它涡旋机械[M].陕西科学技术出版社，1998.