空调压缩机定转子同轴度的研究

空调压缩机定转子同轴度的研究

钱国雄

美的家用空调事业本部广东佛山528311

摘要：随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也越来越完善。滚子旋转式压缩机作为一种全密封结构，其装配质量直接影响到压缩机单机乃至空调器系统的振动噪声。在压缩机运转过程中，定转子之间的同轴度差会导致压缩机定转子卡死、冷媒流通不顺畅、压缩机电磁噪音高、定转子卡死，电机性能差等问题。

关键词：空调压缩机；定转子；同轴度；研究

压缩机是空调器系统的核心部件，压缩机内部主要分为两大部分，分别是动力部分和机械部分。动力部分即为业内所说的电机，机械部分即为业内所说的泵体，电机分为定子和转子两大部分。在压缩机运转过程中，定子固定于压缩机外壳内，转子固定于泵体传动轴上，定子和泵体组件、转子安装后的相对位置能否同轴、间隙是否均匀，对压缩机能否正常运转以及压缩机的能效起到了很大的影响，而影响定转子同轴度这一相对位置的主要因素为工装、工艺、零件尺寸三方面，本文主要对上述三方面进行研究。

1工装对定转子同轴度的影响

在定子与泵体转子安装的过程中，定子通过工装定位将其安装至压缩机壳体内部，如图1所示，工装1在上方对壳体施加向下方的力，工装2在下方对壳体和定子施加向上方的力，将定子安装至壳体内部，同时工装2具有限位作用，限定了定子安装到壳体内部的位置高度。此时定子与壳体的同轴度主要受零件自身尺寸精度影响，受安装工装影响较小。泵体组件与转子通过工装，安装至组装好的壳体与定子的内部。如图2所示，工装3在上方对壳体施加向下方的力，工装4在下方对泵体组件和转子施加向上方的力，将泵体组件与转子安装至壳体和定子的内部，同时工装4具有限位和定位的作用，通过台阶部分，限定了泵体组件和转子安装高度，通过定位销限定了泵体安装后的轴向位置，此时定位销的位置对泵体组件和转子与定子是否同轴有较大的影响，首先定位销需要与泵体组件同心设置，定位销插入泵体组件内部的长度适中，过长导致泵体组件安装后定位销卡死在泵体组件内部，导致定位销无法拔出。定位销过短，无法有效固定泵体组件，在安装的过程中，泵体组件容易发生晃动与壳体或定子产生碰撞，从而泵体组件位置偏移。同时定位销的数量、形状与定位销的位置对定位与限位的有效性也有着较大的影响，在实际生产过程中，定位销的数量越多定位牢固度越好，同时定位销越多，对定位销的位置要求精度越高，否则容易产生与泵体组件卡死、无法拔出等问题，一般设置3个以内为宜。定位销的形状一般较常采用截面为菱形、正方形、多边形、圆形、长方形等形状，通过调整定位销与泵体组件接触面积，来消除应力变形导致泵体组件与定位销卡死的问题。

图1定子与壳体安装示意图

图2泵体组件安装示意图

2零件尺寸对定转子同轴度的影响

在上述组件组装过程中，定子铁芯的内外圆圆柱度与同轴度、壳体的圆柱度、泵体组件的定位面加工精度、转子铁芯的内外圆圆柱度与同轴度、泵体组件定位孔的同轴度对压缩机定转子同轴度都有较大的影响。目前业内定子铁芯与转子铁芯主要靠高速冲床冲片、叠压制成，在高速冲床冲片的过程中，冲片工装头部在长期高速运行与冲击的过程中产生磨损，磨损后冲头冲出的铁芯片尺寸会大于前期未磨损前冲制的铁芯片尺寸，为了保证铁芯片尺寸的一致性，应定期更换或维修冲床的冲片工装，减小因铁芯尺寸问题导致的同轴度不良。压缩机外壳与定子为过盈配合，通过加热外壳，使其膨胀，将定子安装到膨胀后的外壳内部，之后通过冷却外壳，将定子固定在外壳内部。在将定子安装到外壳内部的过程中，外壳的圆柱度对定子能否顺利的安装起到了很大的作用。压缩机外壳是通过将一个板状的材料卷成圆筒状，之后将圆筒边缘焊接，达成密封圆筒状零件。通过对筒体进行整形使其保证圆柱度与直径的尺寸，考虑到成本、效率等问题，目前大部分整形次数不超过两次，通过调节整形工装的膨胀系数来达到一次整形合格。

3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。

3.1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10～15μm的公差范围内，平面度和平行度一般应控制在5μm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10μm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。

3.2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0.2mm或C小于0.12mm，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。

4结语

本文主要研究了影响压缩机定子与转子同轴度的因素有哪些，通过对相关零件的安装方法、定位方法、加工方法进行分析了零件在加工过程中可以从哪些方面进行控制，以达到减小零件应力变形的目的，从而减小装配过程对定转子同轴度不良的产生的影响。

参考文献

［1］黄辉，胡余生，徐嘉．变频压缩机低振动控制技术的试验研究［J］．流体机械，2001，39(1):11-15．