CN107687943B - 一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置及其评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置及其评价方法，包括机架，所述机架上顶部固定设置曲轴泵油机构，所述曲轴泵油机构的下方设有仿形油池，所述仿形油池下方设有油槽，所述油槽内设有油温传感器，所述油槽下方通过管道连接设置循环油泵，所述循环油泵通过管道与仿形油池连通；所述曲轴泵油机构包括底板、安装在底板一端的伺服电机及安装在底板另一端且与伺服电机传动连接的外套，所述外套内设有中空轴，所述外套与中空轴之间设有轴承，所述外套与轴承固定连接，所述中空轴与底板固定连接；本发明的有益效果是，该评价装置由机械系统和测控系统两部分组成，能自动完成整个评价过程，方便快捷，且评价准确度高。

Description

一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置及其评价方法

技术领域

本发明涉及制冷压缩机测试设备制造的技术领域，具体涉及一种制冷压缩机诶有曲轴泵油能力评价装置及其评价方法。

背景技术

随着国民生活质量和消费水平的提高，冰箱、空调等制冷家电已成为生活的必须用品，同时其耗电量也达到家用总耗电量的一半左右，提倡节能减排的大环境下，国内外对冰箱、空调等产品的性能提出了更高的要求。制冷压缩机不论是在技术、设计、制造方面，还是在成本、性能、寿命方面，均是制冷整机系统的核心部件，其关键性占到整机50%以上，因此制冷压缩机的性能改进对制冷整机的性能改善具有重要意义。曲轴泵油能力对压缩机的性能和可靠性具有重要影响，特别是变频压缩机在低速运转时，其影响尤为显著。曲轴泵油系统在压缩机工作过程中为其提供润滑油，使运动部件表面形成油膜，降低磨损和摩擦功耗，同时减少发热量，改善摩擦表面的工作状况、密封、噪声等。曲轴的设计主要包括三个方面：功能、强度和泵油能力，前两个方面具有一定的直观可比较性，有专业的检测设备进行测量，而泵油能力检测尚无可靠的专业设备，目前以CFD等专业软件仿真为主。因此，如果有专门的设备可以评价制冷压缩机曲轴的泵油能力，将对往复式活塞制冷压缩机的设计和生产带来重大作用。

为了改变这种状况, 我们开始研制一种全自动的往复式制冷压缩机曲轴泵油能力的评价装置及方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了结构合理的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置及其评价方法。

本发明的技术方案如下：

一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，包括机械系统及用于控制机械系统的测控系统；所述机械系统包括机架，所述机架上顶部固定设置曲轴泵油机构，所述曲轴泵油机构的下方设有仿形油池，所述仿形油池下方设有油槽，所述油槽内设有油温传感器，所述油槽下方通过管道连接设置循环油泵，所述循环油泵通过上油管与仿形油池连通；所述曲轴泵油机构包括底板、安装在底板一端的伺服电机及安装在底板另一端且与伺服电机传动连接的外套，所述外套内设有中空轴，所述外套与中空轴之间设有轴承，所述外套与轴承固定连接，所述中空轴与底板固定连接，所述中空轴内配合设置导套，所述导套内设有被测曲轴；所述外套端部固定设置端盖，所述被测曲轴通过端盖与外套固定连接；所述底板上在位于被测曲轴端部位置处设有储油器，所述储油器与底板之间设有称重传感器。

所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，所述油槽内设有用于调节仿形油池高度的高度调节横梁，所述高度调节横梁与仿形油池固定连接。

所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，所述油槽底部设有油温加热管。

所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，所述伺服电机上设有伺服轴胀套，所述伺服轴胀套上配合设置大带轮，且伺服轴胀套上固定设置用于压紧大带轮的伺服压盖；所述外套上设有小带轮，所述大带轮与小带轮之间设有同步带。

所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，所述被测曲轴上设有曲轴胀套，所述端盖上固定设置压盖，所述压盖压紧曲轴胀套使被测曲轴与端盖固定。

所述测控系统包括触摸屏、与触摸屏电路连接的打印机及与触摸屏电路连接的PLC，所述PLC上分别电路连接设置A/D模块、伺服驱动器、油温加热管及循环油泵，所述A/D模块电路连接设置油温传感器及称重传感器，所述伺服驱动器电路连接伺服电机。

所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）被测曲轴11的安装:将导套安装在被测曲轴上并拧紧螺丝固定，在将端盖安装在外套上在并拧紧螺丝固定，将压盖安装在端盖并拧紧螺丝固定，手动转动被测曲轴，确认转动顺畅；翻转底板，拧紧固定螺丝；调节高度调节横梁的高度，使被测曲轴的进油孔伸入到仿形油池3的油面以下，使其入油深度达到规定要求。

2）最低转速测试：被测曲轴11转速设定为最低转速，设定旋转的圈数，启动伺服电机，进而带动被测曲轴旋转。测试过程中，实时测量被测曲轴的转角和泵油流量，旋转圈数到达后，停止伺服电机的转动，计量储油器中油的重量，计量完成后对称重传感器复位清零；

3）常用转速测试：被测曲轴11转速设定为常用转速，设定旋转的圈数，启动伺服电机，进而带动被测曲轴旋转。测试过程中，实时测量被测曲轴11的转角和泵油流量，旋转圈数到达后，停止伺服电机的转动，计量储油器中油的重量，计量完成后对称重传感器复位清零；

4）最高转速测试：被测曲轴11转速设定为最高转速，设定旋转的圈数，启动伺服电机，进而带动被测曲轴旋转。测试过程中，实时测量被测曲轴的转角和泵油流量，旋转圈数到达后，停止伺服电机的转动，计量储油器中油的重量，计量完成后结束测试过程。

本发明的有益效果是，该评价装置由机械系统和测控系统两部分组成，能自动完成整个评价过程，通过设置循环油泵能够对仿形油池内的油进行循环补充，保证曲轴底部油位和油温不变；通过设置高度调节横梁，能够对仿形油池进行高度调节，提高评价的准确性；通过设置称重传感器能够对总泵油量进行准确测量；通过设置测控系统能够记录曲轴转角与泵油流量的关系，以此来评价压缩机曲轴的泵油能力，该装置操作方便，测量准确。

附图说明

图1是本发明评价装置的结构示意图；

图2是本发明评价装置的曲轴泵油机构结构示意图；

图3是本发明评价装置的测控系统硬件框架图；

图4是本发明评价方法的流程图；

图中有：1-机架，2-曲轴泵油机构，3-仿形油池，4-高度调节横梁，5-油温加热管，6-上油管，7-油槽，8-循环油泵，9-油温传感器，10-储油器，11-被测曲轴，12-导套，13-称重传感器，14-底板，15-中空轴，16-小带轮，17-轴承，18-外套，19-端盖，20-压盖，21-曲轴胀套，22-大带轮，23-伺服轴胀套，24-伺服压盖，25-同步带，26-伺服电机。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步描述。

如图1-4所示，一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置及其评价方法，包括机架1、曲轴泵油机构2、仿形油池3、高度调节横梁4、油温加热管5、上油管6、油槽7、循环油泵8、油温传感器9、储油器10、被测曲轴11、导套12、称重传感器13、底板14、中空轴15、小带轮16、轴承17、外套18、端盖19、压盖20、曲轴胀套21、大带轮22、伺服轴胀套23、伺服压盖24，同步带25及伺服电机26。

制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置的机械机构，被测曲轴11安装在评价装置的曲轴泵油机构2上进行测试。整个装置的机械系统由机架1、曲轴泵油机构2、仿形油池3、高度调节横梁4、油温加热管5、上油管6、油槽7、循环油泵8、油温传感器9等组成。

曲轴泵油机构2是用来安装制冷压缩机曲轴的，曲轴泵油机构2由伺服电机26、储油器10、被测曲轴11、导套12、称重传感器13、底板14、中空轴15、小带轮16、轴承17、外套18、端盖19、压盖20、曲轴胀套21、大带轮22、伺服轴胀套23、伺服压盖24和同步带25等组成。

测控系统的硬件框架如图3所示，它主要由10部分组成：PLC、触摸屏、打印机、A/D模块、称重传感器13、油温传感器9、伺服驱动器、伺服电机26、油温加热管5、循环油泵8。

本发明的评价装置由机械机构部分和测控系统组成。机械机构由机架1、曲轴泵油机构2、仿形油池3、高度调节横梁4、油温加热管5、上油管6、油槽7、循环油泵8等零部件组成，其中，曲轴泵油机构2是为固定被测曲轴11所设计的专用机构，被测曲轴11安装在导套12中，导套12通过螺丝固定在中空轴15上，中空轴15通过螺丝固定在底板14上，底板14通过螺丝固定在机架1上；中空轴15与外套18通过轴承17连接，外套18与小带轮16固定，端盖19与压盖20通过螺丝固定，压盖20压紧曲轴胀套21使被测曲轴11与端盖19固定，端盖19通过螺丝与外套18固定；伺服电机26通过螺丝固定在底板14上，大带轮22与伺服压盖24通过螺丝固定，伺服压盖24压紧伺服轴胀套23使伺服电机26的轴与大带轮22固定；伺服电机26旋转带动大带轮22，通过同步带25带动小带轮16同步旋转，从而带动被测曲轴11旋转。评价装置的油位控制由油槽7、上油管6、循环油泵8和仿形油池3等组成，在测试过程中保持仿形油池3的油位保持不变，仿形油池3的形状与实际压缩机底壳一致；

在测试前，被测曲轴11安装在评价装置的曲轴泵油机构2上，不同尺寸的曲轴，需要配不同的导套12、端盖19、压盖20和曲轴胀套21。更换和安装被测曲轴11的步骤如下：

1）先拆下储油器10，拆开底板14的固定螺丝，翻转底板14，再松开压盖20的螺丝，拆下被测曲轴11，松开导套12的螺丝，拆下导套12，然后松开端盖19的螺丝，拆下端盖；

2）更换新的导套12并拧紧螺丝，更换新的端盖19并拧紧螺丝，安装新的被测曲轴11，并均匀拧紧四个固定螺丝，手动转动被测曲轴11，确认转动顺畅；

3）翻转底板14，拧紧固定螺丝；

4）调节高度调节横梁4的高度，使被测曲轴11的进油孔伸入到仿形油池3的油面以下，使其入油深度达到规定要求。

本发明评价装置的测控系统硬件的总体框架如图3所示，结合附图对本测控系统的硬件系统作进一步的阐述：

PLC是整个测控系统的数据处理中心，同时也是整个评价装置应用软件的载体，通过外接触摸屏可以为用户提供友好的人机交互平台，触摸屏连接打印机实现数据报表与数据曲线的打印。测试过程中，PLC通过A/D模块采集称重传感器13的数据，实现曲轴泵油量的自动计量；PLC通过A/D模块采集油温传感器9的数据，进而控制油温加热管5的开关，实现测试过程油温的自动控制；PLC通过伺服驱动器对伺服电机26进行控制，实现被测曲轴11的转速和旋转圈数的控制，记录被测曲轴11的转角。PLC是整个测控系统的数据处理中心，同时也是整个评价装置应用软件的载体，通过外接触摸屏可以为用户提供友好的人机交互平台。PLC作为测控系统的控制中心，采集称重传感器13和油温传感器9的数据，控制伺服电机的转速与启停，同时控制油温加热管的开关和设备指示灯。操作人员可以通过触摸屏的应用软件对整个测试设备进行操作与控制。

本发明评价方法的流程图如图4所示，测试前需将被测曲轴11按照前面所述步骤安装到评价装置的曲轴泵油机构2上，对被测曲轴11的三种转速进行测试，通过旋转一定的圈数，即最低转速、常用转速、最高转速，旋转一定的圈数，测量每种转速下曲轴的总泵油量，同时记录曲轴转角与泵油流量的关系，以此来评价压缩机曲轴的泵油能力，评价方法具体步骤如下：

1）被测曲轴11转速设定为最低转速，设定旋转的圈数，启动伺服电机26，进而带动被测曲轴11旋转。测试过程中，实时测量被测曲轴11的转角和泵油流量，旋转圈数到达后，停止伺服电机26的转动，计量储油器10中油的重量，计量完成后对称重传感器13复位清零；

2）被测曲轴11转速设定为常用转速，设定旋转的圈数，启动伺服电机26，进而带动被测曲轴11旋转。测试过程中，实时测量被测曲轴11的转角和泵油流量，旋转圈数到达后，停止伺服电机26的转动，计量储油器10中油的重量，计量完成后对称重传感器13复位清零；

3）被测曲轴11转速设定为最高转速，设定旋转的圈数，启动伺服电机26，进而带动被测曲轴11旋转。测试过程中，实时测量被测曲轴11的转角和泵油流量，旋转圈数到达后，停止伺服电机26的转动，计量储油器10中油的重量，计量完成后结束测试过程。

Claims (7)

1.一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，包括机械系统及用于控制机械系统的测控系统；所述机械系统包括机架（1），所述机架（1）上顶部固定设置曲轴泵油机构（2），所述曲轴泵油机构（2）的下方设有仿形油池（3），所述仿形油池（3）下方设有油槽（7），所述油槽（7）内设有油温传感器（9），所述油槽（7）下方通过上油管（6）连接设置循环油泵（8），所述循环油泵（8）通过管道与仿形油池（3）连通；所述曲轴泵油机构（2）包括底板（14）、安装在底板（14）一端的伺服电机（26）及安装在底板（14）另一端且与伺服电机（26）传动连接的外套（18），所述外套（18）内设有中空轴（15），所述外套（18）与中空轴（15）之间设有轴承（17），所述外套（18）与轴承（17）固定连接，所述中空轴（15）与底板（14）固定连接，所述中空轴（15）内配合设置导套（12），所述导套（12）内设有被测曲轴（11）；所述外套（18）端部固定设置端盖（19），所述被测曲轴（11）通过端盖（19）与外套（18）固定连接；所述底板上在位于被测曲轴（11）端部位置处设有储油器（10），所述储油器（10）与底板（14）之间设有称重传感器（13）。

2.根据权利要求1所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，所述油槽（7）内设有用于调节仿形油池（3）高度的高度调节横梁（4），所述高度调节横梁（4）与仿形油池（3）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，所述油槽（7）底部设有油温加热管（5）。

4.根据权利要求1所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，所述伺服电机（26）上设有伺服轴胀套（23），所述伺服轴胀套（23）上配合设置大带轮（22），且伺服轴胀套（23）上固定设置用于压紧大带轮（22）的伺服压盖（24）；所述外套（18）上设有小带轮（16），所述大带轮（22）与小带轮（16）之间设有同步带（25）。

5.根据权利要求1所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，所述被测曲轴（11）上设有曲轴胀套（21），所述端盖（19）上固定设置压盖（20），所述压盖（20）压紧曲轴胀套（21）使被测曲轴11与端盖（19）固定。

6.根据权利要求1所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置，其特征在于，所述测控系统包括触摸屏、与触摸屏连接的打印机及与触摸屏连接的PLC，所述PLC上分别电路连接设置A/D模块、伺服驱动器、油温加热管（5）及循环油泵（8），所述A/D模块电路连接设置油温传感器（9）及称重传感器（13），所述伺服驱动器电路连接伺服电机（26）。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种制冷压缩机曲轴泵油能力评价装置的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）被测曲轴（11）的安装:将导套（12）安装在被测曲轴（11）上并拧紧螺丝固定，在将端盖（19）安装在外套（18）上在并拧紧螺丝固定，将压盖（20）安装在端盖（19）并拧紧螺丝固定，手动转动被测曲轴（11），确认转动顺畅；翻转底板（14），拧紧固定螺丝；调节高度调节横梁（4）的高度，使被测曲轴（11）的进油孔伸入到仿形油池（3）的油面以下，使其入油深度达到规定要求；

2）最低转速测试：被测曲轴（11）转速设定为最低转速，设定旋转的圈数，启动伺服电机（26），进而带动被测曲轴（11）旋转；测试过程中，实时测量被测曲轴（11）的转角和泵油流量，旋转圈数到达后，停止伺服电机（26）的转动，计量储油器（10）中油的重量，计量完成后对称重传感器（13）复位清零；

3）常用转速测试：被测曲轴（11）转速设定为常用转速，设定旋转的圈数，启动伺服电机（26），进而带动被测曲轴（11）旋转；测试过程中，实时测量被测曲轴（11）的转角和泵油流量，旋转圈数到达后，停止伺服电机（26）的转动，计量储油器（10）中油的重量，计量完成后对称重传感器（13）复位清零；

4）最高转速测试：被测曲轴（11）转速设定为最高转速，设定旋转的圈数，启动伺服电机（26），进而带动被测曲轴（11）旋转；测试过程中，实时测量被测曲轴（11）的转角和泵油流量，旋转圈数到达后，停止伺服电机（26）的转动，计量储油器（10）中油的重量，计量完成后结束测试过程。