[发明专利]曲柄连杆式冰箱压缩机阀板垫片的选装系统和方法

说明书

本发明公开一种曲柄连杆式冰箱压缩机阀板垫片的选装系统和方法。系统由阀板垫片的选垫取放料组装控制装置、阀板垫片的分档盒、阀板垫片的取放料组装装置、气缸面与阀板组件间隙的测量装置、ERP管理系统组成。阀板垫片选装系统自动化，降低了装配工位的劳动强度和差错率，提高了生产效率和压缩机品质；选装系统与ERP集成，系统具备可扩展性；阀板垫片分档盒设置绿色指示灯，取放料组装装置故障时，可辅助阀板垫片装配工位的人工选装，维系装配线运行，提高了装配线的可用性；阀板垫片的漏装检测，提升了系统的可靠性。

技术领域

本发明属位移测量，垫片选垫、取放料和组装的选装技术范畴；特别是指面向曲柄连杆式冰箱压缩机阀板垫片的选装系统和方法。

背景技术

垫片选装技术是现代工业装配部门的关键共性技术。汽车主减速器总成关系到整车质量，装配工艺参数旨在保证主/被动锥齿轮齿侧间隙和主减速器启动力矩，对应的技术手段是选装合适厚度的调整垫片，控制被动锥齿轮在轴向的位置；自动变速箱通过多摩擦片换挡制动器进行换挡，摩擦片组的间隙是制动器装配质量的关键控制参数，相应的处理手段是选装合适厚度的法兰垫片，修正摩擦片组的间隙；发动机汽缸盖安装完毕的后序装配工序是调整气门间隙，发动机的动力性能、燃油消耗及排放均取决于气门间隙合适与否，相关的保障措施是选装合适厚度的气门垫片，调节气门的间隙。全封闭曲柄连杆式冰箱压缩机装配时，阀板垫片装配工位亦采用垫片选装技术实现。垫片选装系统涉及μm数量级的高精度位移测量，以及垫片的选垫、取放料和组装共四项技术；业界的关注点聚焦高精度位移测量，后三项技术的关注度不够。全自动位移测量装置蚕食了传统卡尺、千分尺的地盘；但是，垫片的选垫、取放料和组装技术进步相对缓慢，成为垫片选装系统中的薄弱环节，装配流水线的瓶颈。

2017年，中国家用冰箱产量8670.3万台；2018年，预计产量≥8510.4万台；2013年以来，我国家用冰箱年产量始终维持在8000余万台水平，占世界总产量的5成以上。1913年，首台家用冰箱诞生；基于压缩机制冷的主流制冷模式沿袭至今；因此，压缩机是冰箱制冷设备中的核心组件。2015年，国产冰箱压缩机为1.237亿台；2016年，达1.379亿台。冰箱压缩机得到全方位的持续开发，包括制冷剂的变化、电机铝线化、小型化、变频化等，短期内压缩机难以再有颠覆性的突破。压缩机根据制冷机理分为：气体压缩、气体吸收、吸附和半导体式；其中，汽态制冷剂通过压缩机压缩后在冷凝器中放热液化，液态制冷剂在蒸发器中汽化吸热的压缩式冰箱，制冷效率最高、生产技术和工艺最成熟，传统家用冰箱中的90％都属于此类型；本文的选装系统面向曲柄连杆式冰箱的气体压缩机。

曲柄连杆式冰箱压缩机运转时，活塞在气缸内压缩制冷剂，高温高压制冷剂从气缸出口处导向冷凝器。当活塞运转至上止点(活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置)时，为了保证活塞端面和阀板组件的间隙，消除各零部件的公差范围，选取一定厚度的阀板垫片就非常关键。阀板垫片过薄则活塞直接撞击阀板组件，产生噪音并导致零部件损坏；过厚会使压缩机制冷量下降，影响压缩机COP值。因此，压缩机结构设计中在气缸面与阀板组件之间安装了阀板垫片。由于气缸面与阀板组件的间隙值不可控即存在不确定性：不确定性既取决零件的加工精度，也受制装配的一致性；装配工艺给出的解决方案：在线实测活塞运转到上止点时活塞端面与气缸面之间的间隙值，选择合适厚度的阀板垫片匹配上述“间隙值”，使阀板垫片厚度－“间隙值”+“设计预留50μm”的差值不确定性∈(0，10]μm，从而消除不可控不确定“间隙值”对压缩机品质的负面影响。例如，XXXX型压缩机装配流水线，提供厚度范围0.21～0.52mm的阀板垫片组，每一丝米(0.01mm，10μm)一档，阀板垫片组合计32档；气缸面与阀板组件的不确定“间隙值”，借助32档不同厚度的阀板垫片选配修正----{阀板垫片厚度－“间隙值”}∈(0，10]μm。

垫片装配工位的传统工艺是采用通用量具人工测量，人工计算间隙的位移值；根据间隙的位移值，选择最接近该位移值的某档厚度垫片(“厚度”－“间隙值”＞0)，取放所选择的垫片，完成垫片的组装；传统方法精度差，劳动强度大，效率低，差错率高；亟待开发全自动高可靠高可用选装系统。必须指出，垫片装配工位涉及的高精度位移测量技术有成熟的成套商品化产品：