CN103862263B - 一种转子与曲轴的常温精密压装装置及其压装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子与曲轴的常温精密压装装置及其压装方法，包括曲轴、曲轴箱、转子和能将曲轴箱固定的曲轴箱工装，该曲轴箱工装底部连接曲轴箱顶升电缸，曲轴顶部设置有位置固定的曲轴压头，转子的下表面通过转子压入工装连接有转子顶升电缸。曲轴箱顶升电缸速度控制精确，运行平稳；故使平面轴承所受冲击力小，无损伤；位移传感器的使用，使转子压入曲轴后，所需要保留的间隙值更加精确、稳定性好。压装时，采用预压、形成刚体，后计算转子所要压入的精确距离及二次压装的方法。排除了零件自身的加工精度影响以及压装工艺方法的影响，使间隙值的测量及控制更加精确。同时，常温压装，解决了转子热套时，所带来的转子易退磁的问题。

Description

一种转子与曲轴的常温精密压装装置及其压装方法

技术领域

本发明涉及一种冰箱压缩机的转子与曲轴的装配装置及装配方法，特别是一种转子与曲轴的常温精密压装装置及其压装方法。

背景技术

现有的冰箱压缩机装配生产线的转子与曲轴的压装常采用热装的方法，因转子与曲轴为过盈配合，故装配时，一般采用将转子加热，使其转子内孔膨胀，以便于与曲轴进行装配。然而，转子受热后，其磁性会因受热而退磁严重，后续需要继续充磁等操作，另外，即使充过磁，也难以恢复至原有磁性。另外，行业内目前使用的曲轴箱顶升动力源大都采用气缸，但气缸对输出力无控制，顶升速度受管网气压影响较大，导致平面轴承的上、下垫圈将因受较大冲击力而损坏。平面轴承被破坏后将使压缩机工作噪声增大，局部温度升高，最终造成功率降低，整机寿命缩短。进一步，为防止平面轴承的损坏，转子与曲轴压装时，会使平面轴承与曲轴柄之间保留一定间隙，然而，现有间隙检测基准选用不科学，导致间隙受零件加工精度、压装工艺方法等影响较大，致使间隙精度控制不高，间隙误差的统计数据分布无规律、不稳定。间隙值不稳定将直接导致压缩机功率降低、能耗升高。

以上转子的受热退磁、平面轴承的损坏以及间隙精度的控制水平低下的装配不良，成为行业内大规模生产的主要质量瓶颈，限制了压缩机装配质量的提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种能常温压装、平面轴承无损伤且间隙控制精度高的转子与曲轴的常温精密压装装置及其压装方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种转子与曲轴的常温精密压装装置，包括曲轴、曲轴箱和转子，所述曲轴包括曲轴柄和长轴，所述曲轴箱包括设置于其上表面上的平面轴承和带有第一轴孔的轴向突出端，还包括带有转子通孔且能将曲轴箱固定的曲轴箱工装，该曲轴箱工装底部连接有至少一个曲轴箱顶升电缸，所述长轴从第一轴孔中穿出且与其精密间隙配合，所述曲轴柄的顶部设置有位置固定的曲轴压头，所述转子的下表面通过转子压入工装连接有转子顶升电缸，转子能从转子通孔中穿过且与长轴过盈配合。

所述曲轴箱上设置有至少一个用于检测曲轴箱位移的位移传感器。

所述位移传感器有两个，对称设置于曲轴箱的上表面。

所述位移传感器均与转子顶升电缸相连接。

所述曲轴箱上设置有若干个定位孔，所述曲轴箱工装上设置有若干个与定位孔相配合的定位销。

所述曲轴箱顶升电缸为一个，该曲轴箱顶升电缸与曲轴箱之间设置有若干根导向杆。

一种转子与曲轴常温精密压装的方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，预压、刚体的形成：转子顶升电缸通过顶升转子压入工装，使转子预压入曲轴中，转子压入工装、转子、曲轴及曲轴压头形成刚体；

第二步，得到曲轴箱上表面与曲轴柄下表面之间的第一相对距离：曲轴箱顶升电缸顶升曲轴箱工装，使得曲轴箱上表面紧贴曲轴柄下表面，曲轴箱顶升电缸顶升距离即为第一相对距离；

第三步，得到曲轴箱上表面与转子上表面之间的第二相对距离：第二步完成后，曲轴箱顶升电缸带动曲轴箱下降，使得曲轴箱的轴向突出端的下表面与转子的上表面重合，曲轴箱顶升电缸下降的距离即为第二相对距离；

第四步，计算转子需继续压入曲轴中的剩余距离：将第三步中的第二相对距离减去第一步中的第一相对距离，再减去需保留的间隙值即可；

第五步，转子继续压入曲轴中：转子顶升电缸带动转子按照第四步中计算的剩余距离值上升，使转子压入曲轴中。

所述曲轴箱上设置有用于实时监测曲轴箱位移的位移传感器，该位移传感器可实时监测第二步中的第一相对距离、第三步中的第二相对距离以及第四步中的转子需继续压入曲轴中的剩余距离值。

所述位移传感器有两个，能计算曲轴箱位移的几何平均值。

本发明采用上述结构及方法后，上述曲轴箱顶升电缸和转子顶升电缸速度控制精确，运行平稳、冲击性小，平面轴承所受冲击力小，不易损伤；以及位移传感器的使用，使转子压入曲轴后，所需要保留的间隙值更加精确、稳定定好，使平面轴承的下垫圈不受冲击力。另外，压装时，采用预压以检测转子需要继续压入的剩余距离值，排出了零件自身的加工精度影响以及压装工艺方法的影响，使间隙值的测量及控制更加精确。同时，常温压装，解决了转子热套时，所带来的的转子易退磁的问题。

附图说明

图1是本发明一种转子与曲轴的常温精密压装装置的结构示意图；

图2是本发明一种平面轴承的受力分析图。

其中有：1.曲轴；2.平面轴承；3.曲轴箱；4.转子；5.转子压入工装；6.曲轴箱顶升电缸；7.曲轴箱工装；8.曲轴压头；9.位移传感器；10.曲轴柄；11.偏心销；12.长轴；13.轴向突出端；14.定位孔；15.定位销；16.凹槽；17.第一轴孔；18.第二轴孔；19.转子通孔；20.上垫圈；21.下垫圈；Δ.需保留的间隙值。

另外，实施例中：Y1为曲轴箱上表面与曲轴柄下表面之间的第一相对距离；Y2为曲轴箱上表面与转子上表面之间的第二相对距离。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，一种转子与曲轴的常温精密压装装置，包括曲轴1、曲轴箱3、转子4和带有转子通孔19且能将曲轴箱3固定的曲轴箱工装7。曲轴1包括曲轴柄10和长轴12，也可在曲轴柄10上表面的一侧设置偏心销11；曲轴箱3包括设置于其上表面上的平面轴承2和带有第一轴孔17的轴向突出端13；曲轴箱工装7底部连接有至少一个曲轴箱顶升电缸6，优选为1个，能避免多个易出现的不同步的问题，另在曲轴箱顶升电缸6与曲轴箱3之间设置有若干根导向杆，导向杆能有效防止顶升过程中的轴向倾斜。长轴12从第一轴孔17中穿出且与其精密间隙配合，曲轴1能在曲轴箱3中高速旋转，平面轴承2为曲轴1提供滑动支撑。曲轴柄10的顶部设置有位置固定的曲轴压头8，能阻挡曲轴1的轴向上升，同时承受压入力及顶升力，为曲轴1的靠山。转子4，优选其上表面设置有与轴向突出端13相配合的凹槽16，使两者配合更合紧密。转子4的下表面通过转子压入工装5连接有转子顶升电缸（图中未示出），转子4能从转子通孔19中穿过，转子的第二轴孔18与长轴12过盈配合。

另外，上述曲轴箱3上设置有至少一个用于检测曲轴箱3位移的位移传感器9，位移传感器9优选为两个，对称设置于曲轴箱3的上表面，且每个位移传感器9均与转子顶升电缸相连接。转子顶升电缸能根据位移传感器9提供的位移数据或几何平均位移数据，精确控制其顶升距离。

上述曲轴箱3上优选设置有若干个定位孔14，曲轴箱工装7上设置有若干个与定位孔14相配合的定位销15。这样，曲轴箱工装7能在曲轴箱顶升电缸6的驱动下，带动曲轴箱3上升或下降。

使用上述装置进行转子与曲轴常温精密压装的方法，包括以下步骤：

第一步，预压、刚体的形成：转子顶升电缸通过顶升转子压入工装5，使转子4预压入曲轴1中。这时，转子压入工装5、转子4、曲轴1及曲轴压头8将形成刚体。预压过程中，转子4压入曲轴1中的预压距离不超过需压入总距离的95%，优选为50%。通常，转子4需压入曲轴1中的总距离为20mm，预压距离不得超过19mm，优选为10mm。

第二步，得到曲轴箱3上表面与曲轴柄10下表面之间的第一相对距离Y1。曲轴箱顶升电缸6顶升曲轴箱工装7，使得曲轴箱3上表面紧贴曲轴柄10下表面，即使两者之间的距离为零，此时，曲轴箱顶升电缸6顶升距离即为第一相对距离Y1，顶升过程中，位移传感器9也能提供精确的曲轴箱3的实时位移值及第一相对距离Y1。

第三步，得到曲轴箱3上表面与转子4上表面（本实施例中，优选为凹槽16的底面，下同）之间的第二相对距离Y2：第二步完成后，曲轴箱顶升电缸6带动曲轴箱3下降，使得曲轴箱3的轴向突出端13的下表面与转子4的上表面重合，曲轴箱顶升电缸6下降的距离即为第二相对距离Y2，下降过程中，位移传感器9也能提供精确的曲轴箱3的实时位移值及第二相对距离Y2。

第四步，计算转子4需继续压入曲轴1中的剩余距离：将第三步中的第二相对距离Y2减去第一步中的第一相对距离Y1，再减去需保留的间隙值Δ（一般要求为0.2-0.4mm）即可。此时，该剩余距离的计算方法为转子4需继续压入曲轴1中的一个绝对值，排除了转子4和曲轴1自身加工精度的影响，同时也排除了转子4预压入曲轴1时，压装方式或方法所带来的位移测量误差等，使计算更加准确，也即使所需要保留的间隙值更加精确，平面轴承2的下垫圈21将不会受到转子顶升电缸所带来的推力，也即不会受到损伤。

第五步，转子4继续压入曲轴1中：位移传感器9将计算后的剩余距离值及时传递给转子顶升电缸，转子顶升电缸将带动转子4按照该距离继续上升，使转子4压入曲轴1中，此时位移传感器9仍能继续实时监测，以防止转子顶升电缸顶升距离超过设定的距离，使所保留的间隙值更加精确与可靠。

如图2所示，平面轴承2仅在得到Y1数据时，其上垫圈20受到来自曲轴箱顶升电缸6的推力F，在钢珠处转化为平面轴承2所受的挤压应力f。由于曲轴箱3的第一轴孔17与曲轴1为精密间隙配合，曲轴箱3的顶升和下降过程中，所施加的力F较小，整个过程将平稳无冲击，故平面轴承2所受挤压应力f很容易限定在其破坏力阈值以内，保证平面轴承2不会被破坏。另外，上述实施例中，全部采用了速度控制精确、运行平稳、冲击性小的顶升电缸，使平面轴承所承受的冲击力进一步减小。

Claims (9)

1.一种转子与曲轴的常温精密压装装置，包括曲轴（1）、曲轴箱（3）和转子（4），所述曲轴（1）包括曲轴柄（10）和长轴（12），所述曲轴箱（3）包括设置于其上表面上的平面轴承（2）和带有第一轴孔（17）的轴向突出端（13），其特征在于：还包括带有转子通孔（19）且能将曲轴箱（3）固定的曲轴箱工装（7），该曲轴箱工装（7）底部连接有至少一个曲轴箱顶升电缸（6），所述长轴（12）从第一轴孔（17）中穿出且与其精密间隙配合，所述曲轴柄（10）的顶部设置有位置固定的曲轴压头（8），所述转子（4）的下表面通过转子压入工装（5）连接有转子顶升电缸，转子（4）能从转子通孔（19）中穿过且与长轴（12）过盈配合。

2.根据权利要求1所述的转子与曲轴的常温精密压装装置，其特征在于：所述曲轴箱（3）上设置有至少一个用于检测曲轴箱（3）位移的位移传感器（9）。

3.根据权利要求2所述的转子与曲轴的常温精密压装装置，其特征在于：所述位移传感器（9）有两个，对称设置于曲轴箱（3）的上表面。

4.根据权利要求2所述的转子与曲轴的常温精密压装装置，其特征在于：所述位移传感器（9）均与转子顶升电缸相连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的转子与曲轴的常温精密压装装置，其特征在于：所述曲轴箱（3）上设置有若干个定位孔（14），所述曲轴箱工装（7）上设置有若干个与定位孔（14）相配合的定位销（15）。

6.根据权利要求1或2或3所述的转子与曲轴的常温精密压装装置，其特征在于：所述曲轴箱顶升电缸（6）为一个，该曲轴箱顶升电缸（6）与曲轴箱（3）之间设置有若干根导向杆。

7.一种使用如权利要求1所述的转子与曲轴的常温精密压装装置进行精密压装的方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，预压、刚体的形成：转子顶升电缸通过顶升转子压入工装（5），使转子（4）预压入曲轴（1）中，转子压入工装（5）、转子（4）、曲轴（1）及曲轴压头（8）形成刚体；

第二步，得到曲轴箱（3）上表面与曲轴柄（10）下表面之间的第一相对距离：曲轴箱顶升电缸（6）顶升曲轴箱工装（7），使得曲轴箱（3）上表面紧贴曲轴柄（10）下表面，曲轴箱顶升电缸（6）顶升距离即为第一相对距离；

第三步，得到曲轴箱（3）上表面与转子（4）上表面之间的第二相对距离：第二步完成后，曲轴箱顶升电缸（6）带动曲轴箱（3）下降，使得曲轴箱（3）的轴向突出端（13）的下表面与转子（4）的上表面重合，曲轴箱顶升电缸（6）下降的距离即为第二相对距离；

第四步，计算转子（4）需继续压入曲轴（1）中的剩余距离：将第三步中的第二相对距离减去第二步中的第一相对距离，再减去需保留的间隙值（Δ）即可；

第五步，转子（4）继续压入曲轴（1）中：转子顶升电缸带动转子（4）按照第四步中计算的剩余距离值上升，使转子（4）压入曲轴（1）中。

8.根据权利要求7所述的进行精密压装的方法，其特征在于：所述曲轴箱（3）上设置有用于实时监测曲轴箱（3）位移的位移传感器（9），该位移传感器（9）可实时监测第二步中的第一相对距离、第三步中的第二相对距离以及第四步中的转子（4）需继续压入曲轴（1）中的剩余距离值。

9.根据权利要求8所述的进行精密压装的方法，其特征在于：所述位移传感器（9）有两个，能计算曲轴箱（3）位移的几何平均值。