CN114754722B - 一种螺杆压缩机排气端间隙测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺杆压缩机排气端间隙测量装置，属于压缩机生产组装领域，包括机架、提升装置、顶升装置、测距装置及控制模块；提升装置与顶升装置和测距装置均设置在机架上；提升装置上设有端盖承载板及供阴、阳转子穿过的开口；顶升装置包括阳转子顶升组件和阴转子顶升组件；测距装置用于测量测距装置本身与阴转子下端面、阳转子下端面之间的距离；控制模块用于控制提升装置提升的距离、顶升装置顶升的力度大小、测距装置的启停并采集测距装置测量的结果。本发明实现对阴阳转子端部与排气端盖之间间隙的精确测量，为螺杆式压缩机组装提供精准数据，为加工对应垫片提供数据支撑，理论上可实现垫片一次加工到位，减少组装过程拆卸次数。

Description

一种螺杆压缩机排气端间隙测量装置

技术领域

本发明涉及压缩机生产组装领域，尤其涉及一种螺杆压缩机排气端间隙测量装置。

背景技术

在螺杆压缩机中，排气端间隙作为保证压缩效果的重要的技术参数，一直采用人工测量修磨的方式来保证。完成装配后，人工测量排气端间隙，计算测量值与实际值的差值，如果不符合设计要求，则需要再拆解产品，修磨调整垫，二次装配复测排气端间隙，直至符合设计要求。调整过程反复拆装容易损伤轴承等关键运动零件，影响产品质量及装配效率。

专利申请CN114505673A公开了一种空压机主机排气端螺杆间隙调整工艺，保证螺杆间隙要求的情况下实现一次完成装配，避免重复拆装；在此工艺中根据排气腔体的序列号查询对应排气腔体的深度尺寸，在测量阴阳螺杆的台肩尺寸时，由于待测表面并非完美的平面，所以需多点测量取平均值，而且需要用手控制环体进行往复旋转，偏角±30°，旋转过程中在0°、±30°的位置各读取三个值，然后取平均值，手动控制容易出现偏差，而且效率不高。

若能有一套设备实现对间隙的自动精准测量，则可以减少装配次数，提高工作效率。

发明内容

本发明为解决在调整螺杆压缩机排气端间隙过程中，需要反复拆装人工修磨调整垫，容易损伤轴承等关键运动零件，影响产品质量及装配效率的技术问题，提供一种螺杆压缩机排气端间隙测量装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种螺杆压缩机排气端间隙测量装置，包括机架、提升装置、顶升装置、测距装置及控制模块；

所述提升装置与所述顶升装置均设置在所述机架上；

所述提升装置上设有端盖承载板及供阴、阳转子穿过的开口；

所述顶升装置包括固定座板、阳转子顶升组件和阴转子顶升组件；

所述阴转子顶升组件用于顶升阴转子；

所述阳转子顶升组件用于顶升阳转子，包括阳转子支撑环、阳转子顶升气缸、第一力传感器、顶升环；

所述测距装置、阳转子支撑环、阳转子顶升气缸设置在所述机架上，所述第一力传感器设置在所述阳转子顶升气缸的活塞杆端部，所述顶升环设置在所述第一力传感器上，所述顶升环的顶端设置有至少两个支撑点，两个支撑点的连线经过阳转子重心垂线，确保顶升力与转子重心重合；

所述测距装置用于测量测距装置本身与阴转子下端面、阳转子下端面之间的距离；

所述控制模块电连接所述提升装置、顶升装置和测量装置，用于控制所述提升装置提升的距离、顶升装置顶升的力度大小、所述测距装置的启停并采集测距装置测量的结果。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

基于本装置，可以实现对阴阳转子端部与排气端盖之间间隙的精确测量，为螺杆式压缩机组装提供精准数据，为加工对应垫片提供数据支撑，理想状态下可以实现垫片的一次加工到位，减少组装过程中反复拆卸的情况。

虽然顶升环顶端设置的是平面，阳转子与顶升环适配的端面设置也是平面，理论上是面接触，但两者并非是绝对的平面，若直接靠两个面接触，而实际上两个面的接触却是点接触，且受加工过程的影响，每个产品的接触点都不一样，这就导致顶升过程中，实际接触点的不可控，而如果实际接触点的作用力的合力与阳转子自身重心不同心时，顶升过程中会产生偏斜，影响后续测量的准确性，为了解决这个问题，在顶升环的顶端直接设置至少两个支撑点，强制将阳转子与顶升环的接触点固定下来，确保顶升环的顶升力与阳转子的重心处于同一垂线上，避免阳转子被顶歪斜，影响测量准确度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选地，所述支撑点为滚珠，因为在顶升阴转子或阳转子时，由于阴阳转子已经处于啮合状态，在顶升过程中，会产生一定的旋转，设置为滚珠，可以使阳转子在转动时不受阻力。

优选地，所述阳转子顶升组件设置在水平升降装置上，所述水平升降装置包括两套相互平行的连杆组件，还包括阳转子升降导向杆、顶升环承载台，所述连杆组件包括头尾依次铰接的第一杆、第二杆、第三杆，第一杆的头部与第三杆的尾部铰接在所述机架上；所述顶升环承载台下表面固定设有支撑块，所述支撑块上设有通孔，所述第二杆可滑动地穿设在所述支撑块上的通孔内；所述阳转子升降导向杆设置在所述顶升环承载台上，所述机架上设有导向孔，所述阳转子升降导向杆穿设在所述导向孔内；两套连杆组件的第一杆经连接杆连接在一起，所述第一力传感器上设有连接块，所述连接块上设有通孔，所述连接杆可滑动的穿设在所述连接块上的通孔内；所述阳转子顶升气缸的缸体铰接在所述机架上。

上述结构实现将阳转子顶升气缸设置在阳转子的侧旁，解决了转子轴径长度差过大时，无法将阳转子顶升气缸直接设置在其正下方的问题，利用连杆组件，确保顶升力垂直向上，避免顶升力与阳转子重心不同心，导致顶升环承载台倾斜，影响测量准确度的问题。

工作时，阳转子放置在阳转子支撑环上，顶升气缸伸出，带动水平升降装置上升，此时顶升气缸随连杆组件的运动绕铰接点旋转，顶升装置上的支撑块沿第二杆滑动，由于阳转子导向杆的作用，顶升环承载台垂直上升，实现对阳转子的顶升。

优选地，阴转子顶升组件包括阴转子顶升气缸、阴转子升降导向杆、第二力传感器、阴转子顶升作用板，所述阴转子顶升气缸设置在所述机架上，所述第二力传感器设置在所述阴转子顶升气缸的活塞杆端部，所述阴转子顶升作用板设置在所述第二力传感器上，所述机架上设有阴转子升降导向孔，所述阴转子升降导向杆设于所述阴转子升降导向孔内，所述阴转子升降导向杆的上端固定设于所述阴转子顶升作用板上。工作时，阴转子顶升气缸的活塞杆伸出，带动第二力传感器及阴转子顶升作用板上升，阴转子顶升作用板与阴转子接触，第二力传感器达到设定值后，给控制模块反馈就绪信号，阴转子顶升气缸保持此状态不动。

优选地，所述顶升环为半圆筒型，避开阴转子，避免干涉。

优选地，所述阳转子支撑环设置在所述顶升环内侧。

优选地，所述端盖承载板上设有提升导向杆，所述机架上设有提升导向孔，所述提升导向杆穿设在所述提升导向孔内，所述提升装置还包括提升气缸，所述提升气缸的缸体固定设置在所述机架上，所述提升气缸的活塞杆固定连接所述端盖承载板，所述提升气缸电连接所述控制模块，所述控制模块控制所述提升气缸提升的距离。

优选地，所述端盖承载板上设有第一承载板和第二承载板，所述第一承载板和第二承载板通过滑轨设置在所述端盖承载板上，以便调节第一承载板和第二承载板之间的距离，以适用于不同规格的产品。

附图说明

图1为本发明的螺杆压缩机排气端间隙测量装置的结构示意图；

图2为排气端间隙示意图；

图3为本发明测量装置的顶升装置第一视角示意图；

图4为本发明测量装置的顶升组件第二视角示意图；

图5为本发明测量装置的顶升组件第三视角示意图；

图6为本发明测量装置的顶升组件第四视角示意图；

图7为本发明测量装置的顶升组件第五视角示意图；

图8位本发明的测量装置控制原理框图。

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

1、机架；2、提升装置；3、顶升装置；4、测距装置；5、控制模块；6、排气端盖；7、阴转子；8、阳转子；9、轴承；10、轴承压环；11、转子固定螺母；

201、端盖承载板；202、第一承载板；203、第二承载板；204、滑轨；205、提升导向杆；206、提升导向孔；207、提升气缸；

301、阳转子支撑环；302、阳转子顶升气缸；303、第一力传感器；304、顶升环；305、滚珠；306、第一杆；307、第二杆；308、第三杆；309、顶升环承载台；310、支撑块；311、阳转子升降导向杆；312、阳转子导向孔；313、连接杆；314、连接块；

315、阴转子顶升气缸；316、阴转子升降导向杆；317、第二力传感器；318、阴转子顶升作用板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

请参照图1、图8所示，所述螺杆压缩机排气端间隙测量装置包括：机架1、提升装置2、顶升装置3、测距装置4及控制模块5。

提升装置2、顶升装置3、测距装置4和控制模块5均设置在机架1上，控制模块5电连接提升装置2、顶升装置3和测距装置4，用于控制提升装置2提升的距离、顶升装置3顶升的力度大小、测距装置4的启停并采集测距装置4测量的结果。

如图1、图8所示，提升装置2上设有端盖承载板201，端盖承载板201上设有第一承载板202和第二承载板203，第一承载板202和第二承载板203通过滑轨204设置在端盖承载板201上，第一承载板202和第二承载板203之间形成供阴转子7、阳转子8穿过的开口；可以调节第一承载板202和第二承载板203之间的距离，以适用于不同规格的产品。端盖承载板201上还设有提升导向杆205，机架1上设有提升导向孔206，提升导向杆205穿设在提升导向孔206内，所述提升装置2还包括提升气缸207，提升气缸207的缸体固定设置在机架1上，提升气缸207的活塞杆固定连接端盖承载板201，提升气缸207电连接控制模块5，控制模块5控制提升气缸207提升的距离。

顶升装置3包括阳转子顶升组件和阴转子顶升组件，阳转子顶升组件用于顶升阳转子8，阴转子顶升组件用于顶升阴转子7。

如图3-图7所示，阳转子顶升组件包括阳转子支撑环301、阳转子顶升气缸302、第一力传感器303、顶升环304。阳转子支撑环301和阳转子顶升气缸302设置在机架1上，阳转子支撑环301设置在顶升环304内侧，第一力传感器303设置在阳转子顶升气缸302的活塞杆端部，顶升环304设置在第一力传感器303上，顶升环304为半圆筒型，避开阴转子7，避免干涉，顶升环304的顶端设置有两个支撑点，支撑点为滚珠305，且两个滚珠305的连线经过所述顶升环304的轴心。

如图4所示，阳转子顶升组件设置在水平升降装置上，水平升降装置包括两套相互平行的连杆组件、阳转子升降导向杆311、顶升环承载台309，连杆组件包括头尾依次铰接的第一杆306、第二杆307、第三杆308，第一杆306的头部与第三杆308的尾部铰接在机架1上；顶升环承载台309下表面固定设有支撑块310，支撑块310上设有通孔，第二杆307可滑动地穿设在支撑块310上的通孔内；阳转子升降导向杆311设置在顶升环承载台309上，机架1上设有阳转子导向孔312，阳转子升降导向杆311穿设在阳转子导向孔312内；两套连杆组件的第一杆306经连接杆313连接在一起，第一力传感器303上设有连接块314，连接块314上设有通孔，连接杆313可转动的穿设在连接块314上的通孔内；阳转子顶升气缸302的缸体铰接在机架1上。

如图5所示，阴转子顶升组件包括阴转子顶升气缸315、阴转子升降导向杆316、第二力传感器317、阴转子顶升作用板318。阴转子顶升气缸315设置在机架1上，第二力传感器317设置在阴转子顶升气缸315的活塞杆端部，阴转子顶升作用板318设置在第二力传感器317上，机架1上设有阴转子升降导向孔，阴转子升降导向杆316设于阴转子升降导向孔内，阴转子升降导向杆316的上端固定设于阴转子顶升作用板318上。

使用过程如下：

如图2所示，测距时，阴阳转子已经经转子固定螺母11装配至轴承9上，然后轴承9放置在排气端盖6内的轴承承载台上，但是图2中所示的轴承压环10暂未安装，所以，此时阴转子7、阳转子8可以被排气端盖提起，若在转子下方提供合适的举升力，也可以将转子举升至轴承9脱离轴承承载台。

在上述状态下，A为排气端间隙（以阴转子7为例），是我们需要控制的目标尺寸；

B代表转子轴径长度，即转子端部到转子轴的端部的距离；

E代表排气端轴承支撑台高度，即从排气端的端面到轴承支撑台面的距离；

D代表轴承游隙；

控制模块5控制提升装置2带动排气端盖上升5mm，此时，阴阳转子下方没有支撑件，出于悬空状态，由于重力作用，阴阳转子与排气端盖6之间的间隙A处于最大值。

测距装置4可以是机械式的位移传感器，也可以是非接触式的激光测距传感器等，安装位置也不限，只要确保初始位置固定不变，且能检测到初始位置与阴阳转子在垂直方向上的距离即可，比如，可以安装在阳转子支撑环301、机架1上。本例中将测距装置4设置在阳转子支撑环301上。

对于阳转子8与排气端盖的距离，在上述将排气端盖6提起5mm之后，测距装置4测量测距装置4本身与阳转子8下端面之间的距离，记为初始距离H1。记录H1后，阳转子顶升组件上升，至第一力传感器303感知到的支撑力达到设定阈值，阳转子顶升组件保持在此位置不动，注意此处的顶升力设定值大于阳转子8本身的重量，确保仅仅是将阳转子8本身顶起，消除阳转子8与排气端盖之间间隙，此过程中排气端盖6相对于端盖承载板201并无位移。测距装置4再次测量测距装置4本身与阳转子8下端面之间的距离，记为I1。计算可得当前阳转子8排气端的实际间隙为J1=I1-H1。测量完成后，阳转子顶升组件下降至原始位置。

基于图2所示，我们可知，B+C+D=A+E，进而推到得出所需垫片的厚度C =A+E-B-D；其中E、B、D在组装前即可获知，A通过上述方式可以测得，则需要加工的垫片的厚度C也就可以方便的计算出来，一次加工到位，避免反复安装拆卸测量。

然后再测量阴转子7端面与排气端盖的间隙，测距装置4测量测距装置4本身与阴转子7下端面的距离，记为初始距离H2。对H2记录后，顶升装置3上升，将阴转子7顶起至设定力后保持，注意此处的顶升力设定值大于阴转子7本身的重量，确保仅仅是将阴转子7顶起，消除阴转子7与排气端盖之间间隙，排气端盖6相对于端盖承载板201并无位移。测距装置4再次测量测距装置4本身与阴转子7下端面的距离，记为I2。则阴转子7与排气端间隙实测值为J2=I2-H2。测量完成后，阴转子顶升组件下降至原始位置。

同样基于前述公式推导计算出阴转子7所需的垫片厚度，一次加工到位，避免反复组装拆卸测量。

本测量装置还可进一步包括力维持系统，力维持系统由力传感器、电磁阀组成。当力传感器检测顶升力达到设定值时，给电磁阀信号，封闭气缸回气管，实现气缸悬停。当力传感器检测顶升力与设定值差值大于2kg时，控制模块5计算调整值，控制电磁阀开启一定时间补气，修正顶升力，确保顶升力的波动在设定允许的范围内，实现顶升力自动保持，保证转子顶升可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种螺杆压缩机排气端间隙测量装置，包括机架（1）、提升装置（2），其特征在于，还包括顶升装置（3）、测距装置（4）及控制模块（5）；

所述提升装置（2）与所述顶升装置（3）均设置在所述机架（1）上；

所述提升装置（2）上设有端盖承载板（201）及供阴、阳转子穿过的开口；

所述顶升装置（3）包括阳转子顶升组件和阴转子顶升组件；

所述阴转子顶升组件用于顶升阴转子（7）；

所述阳转子顶升组件用于顶升阳转子（8），包括阳转子支撑环（301）、阳转子顶升气缸（302）、第一力传感器（303）、顶升环（304）；

所述测距装置（4）、阳转子支撑环（301）、阳转子顶升气缸（302）设置在所述机架（1）上，所述第一力传感器（303）设置在所述阳转子顶升气缸（302）的活塞杆端部，所述顶升环（304）设置在所述第一力传感器（303）上，所述顶升环（304）的顶端设置有至少两个支撑点；

所述测距装置（4）用于测量测距装置（4）本身与阴转子（7）下端面、阳转子（7）下端面之间的距离；

所述控制模块（5）电连接所述提升装置（2）、顶升装置（3）和测距装置（4），用于控制所述提升装置（2）提升的距离、顶升装置（3）顶升的力度大小、所述测距装置（4）的启停并采集测距装置（4）测量的结果。

2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机排气端间隙测量装置，其特征在于，所述支撑点为滚珠（305）。

3.根据权利要求1所述的螺杆压缩机排气端间隙测量装置，其特征在于，所述阳转子顶升组件设置在水平升降装置上，所述水平升降装置包括两套相互平行的连杆组件，还包括阳转子升降导向杆（311）、顶升环承载台（309），所述连杆组件包括头尾依次铰接的第一杆（306）、第二杆（307）、第三杆（308），第一杆（306）的头部与第三杆（308）的尾部铰接在所述机架（1）上；所述顶升环承载台（309）下表面固定设有支撑块（310），所述支撑块（310）上设有通孔，所述第二杆（307）可滑动地穿设在所述支撑块（310）上的通孔内；所述阳转子升降导向杆（311）设置在所述顶升环承载台（309）上，所述机架（1）上设有导向孔，所述阳转子升降导向杆（311）穿设在所述导向孔内；两套连杆组件的第一杆（306）经连接杆（313）连接在一起，所述第一力传感器（303）上设有连接块（314），所述连接块（314）上设有通孔，所述连接杆（313）可转动的穿设在所述连接块（314）上的通孔内；所述阳转子顶升气缸（302）的缸体铰接在所述机架（1）上。

4.根据权利要求1所述的螺杆压缩机排气端间隙测量装置，其特征在于，所述阴转子顶升组件包括阴转子顶升气缸（315）、阴转子升降导向杆（316）、第二力传感器（317）、阴转子顶升作用板（318），所述阴转子顶升气缸（315）设置在所述机架（1）上，所述第二力传感器（317）设置在所述阴转子顶升气缸（315）的活塞杆端部，所述阴转子顶升作用板（318）设置在所述第二力传感器（317）上，所述机架（1）上设有阴转子升降导向孔，所述阴转子升降导向杆（316）设于所述阴转子升降导向孔内，所述阴转子升降导向杆（316）的上端固定设于所述阴转子顶升作用板（318）上。

5.根据权利要求1所述的螺杆压缩机排气端间隙测量装置，其特征在于，所述顶升环（304）为半圆筒型。

6.根据权利要求1所述的螺杆压缩机排气端间隙测量装置，其特征在于，所述阳转子支撑环（301）设置在所述顶升环（304）内侧。

7.根据权利要求1所述的螺杆压缩机排气端间隙测量装置，其特征在于，所述端盖承载板（201）上设有提升导向杆（205），所述机架（1）上设有提升导向孔（206），所述提升导向杆（205）穿设在所述提升导向孔（206）内，所述提升装置（2）还包括提升气缸（207），所述提升气缸（207）的缸体固定设置在所述机架（1）上，所述提升气缸（207）的活塞杆固定连接所述端盖承载板（201），所述提升气缸（207）电连接所述控制模块（5），所述控制模块（5）控制所述提升气缸（207）提升的距离。

8.根据权利要求1所述的螺杆压缩机排气端间隙测量装置，其特征在于，所述端盖承载板（201）上设有第一承载板（202）和第二承载板（203），所述第一承载板（202）和第二承载板（203）通过滑轨（204）设置在所述端盖承载板（201）上。

Images