基于QFD的壓縮機泵體扭矩檢測技術研究

蔣耀 范曦文 李曉思 孫振泉

摘 ?要：在壓縮機生產制造過程中通過對各零部件的檢驗要求來識別不滿足標準的產品，從而提高壓縮機的質量水平。而將產品要求轉化成對產品或零部件的檢驗要求，通過提升檢驗技術，以快速識別并排除不滿足顧客需求的產品，依托于顧客需求，通過旨在從源頭預防并加強控制。基于QFD（質量功能展開）將顧客需求轉化為產品在設計、生產、檢驗等方面的產品要求，針對泵體組件過程檢測以及檢測數據的SPC分析，并結合大數據平臺研究出高精度泵體扭矩檢測技術，從而量化檢測泵體轉動順暢性，降低壓縮機及空調的運轉功率，避免泵體轉動不順暢引起的壓縮機及空調運轉異聲。

關鍵詞：壓縮機;泵體扭矩;順暢性;質量功能展開;

引言

在國務院發布的質量發展綱要（2011-2020年）中，明確提到：加大檢驗檢測技術和檢測裝備的研發力度，推進重點儀器、關鍵檢測設備的國產化進程，加快快速檢測儀器設備、方法的篩選、推廣和和應用。

壓縮機之于空調而言相當于人體的心臟，泵體組件則更是壓縮機的心臟，它源源不斷將空調血液（冷媒）輸送至冷凝器和蒸發器中進行換熱。泵體組件的質量直接影響到壓縮機的質量，進而影響到空調的質量。

然而在壓縮機實際生產過程中，常因泵體零件及其裝配質量異常等導致泵體順暢性差，以致壓縮機電流大、功率大，屢屢造成空調批量電流大下線，導致返修率高甚至停工損失，造成巨大的損失浪費。這一壓縮機的心臟部件——泵體組件質量，行業內卻一直都是由人手工檢測，無法量化檢測標準，保證檢測的有效性與真實性。

1.顧客需求分析

通過應用QFD（質量功能展開）將顧客需求轉化成產品在設計、生產、檢驗等方面的產品要求。QFD實施流程：識別顧客、識別主要目標、識別顧客需求、區分重要性、轉化分解為具體技術要求、識別關系矩陣和相關性矩陣、定義功能控制、逐一步展開。

圍繞泵體阻力順暢性檢測崗位進行分析，將顧客需求逐步展開，分層地轉換為產品設計要求、零件要求、過程要求和生產要求，設計質量屋。

在質量屋中，顧客對泵體阻力檢測提出了以下一些要求：檢驗方便快捷、檢驗標準可量化、異常位置檢出、成本低、員工操作積極性、異常預判、檢測方法接近壓縮機真實運轉環境、檢測精度高、檢驗及時（靠近異常發生點）。針對各項要求，按從小到大的順序評價每一種要求的重要性，通過對業界檢測泵體阻力的方法（人工）進行對比分析，得出了各項指標的質量改進方案。

2.項目總思路

結合質量屋中篩選的需求，以前泵體裝配完成后直接由“人”手工轉動泵體曲軸來檢測泵體的順暢性，該檢測方法存在精度低、差異大、無法量化判定標準等問題。對于整體不順暢的泵體由于沒有明顯對比，異常品容易流出。所以我們需要一種泵體阻力檢測設備并量化泵體組件判斷標準，來提升經常無法檢出檢驗能力。由于行業內均無測試方法導致無任何標準參考，急需一種泵體阻力檢測設備并量化泵體組件判斷標準來提升無法檢出檢驗能力。

以“泵體除外觀外的一切故障因素均會影響曲軸轉動所受的阻力矩”這一泵體特性為理論依據進行分析。泵體“曲軸轉動所受的阻力矩”這一物理量，代表的不僅是一個值，而是轉動過程中每個角度所受的阻力矩，故可以通過檢測泵體曲軸的阻力矩來診斷泵體的質量。

對所測泵體扭矩值進行大數據統計質量分析，優化各種統計質量特征量進行質量判定，引入SPC判斷過程能力，對過程突變異常檢出，避免批量質量異常事故發生。

3.項目主要內容

針對壓縮機實際生產過程中，常因泵體零件及其裝配質量異常等導致泵體順暢性差，進而使壓縮機電流大、功率大，而造成空調批量電流大下線的問題，通過研究空調制冷壓縮機的泵體曲軸在轉動時所受的阻力與泵體存在的故障兩者之間的相關性，應用相關檢測技術實現對這種相關性的判斷，實現泵體故障檢出及泵體的質量控制，對泵體質量進行嚴格把控。

通過實驗測得壓縮機啟動力矩和運行功率，與裝配泵體的轉動阻力矩相比較，我們可以發現阻力矩大的泵體裝配而成的壓縮機啟動力矩和運行功率相應較大。故可通過控制泵體的轉動阻力矩，從而降低壓縮機啟動力矩與運行功率。

根據上面所述，研究泵體轉動力矩測試方法，模擬泵體在壓縮機內部真實工作狀態下，測量泵體轉動力矩，保證測試數據的有效性。設計簡介如下：

設計電子樣機模擬測試，設計出模擬壓縮機泵體實際運行狀態的機械結構;使用電氣伺服控制機構，保證對電機傳動機構的精準控制，同時控制電機轉動速度與轉動行程，從而保證檢測數據的數據量的一致性。通過高精度扭矩傳感器，準確捕捉泵體的扭矩特性。最后通過數據處理軟件提取泵體轉動力矩的各個特征值，從而判定泵體轉動順暢性。

在該檢測技術應用過程中，引入SPC統計控制。連續生產檢測后，對所測泵體扭矩值進行大數據統計質量分析，優化各種統計質量特征量進行質量判定。進一步采用SPC統計過程質量控制算法，對生產過程中泵體檢測的數據進行實時統計及分析，通過判斷當前測試數據的各個特征量與之前批量檢測的泵體的各個特征量的差異，判斷過程運行狀態是否穩定，若判定過程異常則及時報警，通知現場負責人排除問題。

結語

QFD亦稱“質量屋”，以顧客驅動的產品開發方法，量化分析顧客需求與工程措施間的關系度，經數據分析處理后找出對滿足顧客需求貢獻最大的工程措施。而本文基于QFD創建了壓縮機泵體順暢性的動態檢測，通過模擬壓縮機壓縮機正常運轉時的泵體結構狀態進行測量，自主研發出集數據采集與處理于一體的分析軟件，實現判異標準量化判定，保證測試結果的穩定性和可靠性，制定出各型號的扭矩標準值，從而能夠對不同型號的泵體進行檢測。壓縮機泵體扭矩檢測技術研究不僅提高了泵體組件的質量，還進一步提升了壓縮機質量，更為行業新增了解決泵體組件質量異常問題的方法。

參考文獻

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