一種針對排氣閥片漏裝及裝偏防錯的自動檢測方法

張南洋

（江蘇安全技術職業學院 機械工程學院，江蘇 徐州 221000）

0 引言

圖1所示為南京某新能源科技有限公司生產的WXH-086壓縮機生產工藝流程，市場反饋壓縮機返回機中存在靜盤排氣閥片漏裝及漏裝的現象，會引起壓縮反轉和異響。現該企業生產線存在排氣閥片漏取防錯，但裝完壓縮機后只能通過目測檢查組件的排氣閥片是否漏裝及裝偏，無法通過儀器判定壓縮機是否漏裝及裝偏。針對這一問題，通過研究現有生產線的性能測試臺，采取有效的檢測方法對裝配后的壓縮機的靜盤排氣閥片漏裝及裝偏進行自動判斷。

圖1 WXH-086壓縮機裝配工藝流程

1 WXH-086渦旋式壓縮機裝配工藝

渦旋壓縮機運行平穩、振動小、工作環境噪聲小，廣泛運用于工業、農業、交通運輸、醫療器械、食品包裝、紡織等行業和其它需要壓縮空氣的場合。

它通常是由一個固定的漸開線渦旋盤（靜盤）和一個呈偏心回旋平動的漸開線運動渦旋盤（動盤）組成可壓縮容積的壓縮機，其中靜盤固定在機架上，低壓氣體從靜盤開設的吸氣口進入工作，隨著動盤繞靜盤中心作半徑很小的平面轉動，工作腔相應地擴大或縮小，經壓縮的空氣最后由靜盤中心處的排氣孔排出[1]。動靜渦盤如圖2所示，WXH-086渦旋式壓縮機外圍為吸入過程, 中間為壓縮過程,中心處為排氣過程。

圖2 動靜渦盤

完成該型號渦旋式壓縮機裝配共需要38個零件，有時會出現排氣閥片漏裝的現象，目前在企業中針對這一問題的解決辦法是通過設計輔助工裝，如圖3所示。該工裝定位可以較好解決排氣閥片是否漏裝或裝偏的問題，但壓縮機裝配后只能通過目測檢查組件的排氣閥片是否漏裝及裝偏，無法通過儀器判定壓縮機是否漏裝。從渦旋式壓縮機的工作原理可知，經壓縮的空氣最后會由靜渦盤中心處的排氣孔，經排氣閥片排出，如果排氣閥片漏裝或裝偏，延時一定時間后再排氣則排氣壓力必定降低[2]。

圖3 排氣閥片漏裝防錯工裝

2 漏裝排氣閥片性能參數的對比試驗

WXH-086壓縮機性能試驗平臺是在檢測壓縮機裝配完畢后，為檢測其性能參數而專門定制的設備。目前裝配車間性能測試工序所測試的項目包括靜態轉矩測試、排氣壓力測試、動態轉矩測試及吸氣流量測試。

在以上研究的基礎上，以WXH-086壓縮機性能試驗平臺為試驗平臺，對裝排氣閥片的壓縮機和沒裝排氣閥片的壓縮機進行各項性能參數測試，探索兩者試驗數據的差異點，進行比對研究。

2.1 排氣延時時間對比試驗

進行排氣壓力測試時，設計3組對比試驗，分別延長一定時間再排氣，檢測排氣壓力下降的差異，檢測結果如表1所示。

由表1可知，通過延遲一定時間，安裝排氣閥片與未裝排氣閥片在排氣壓力方面均存在差異。從企業的生產效率角度出發，考慮車間的生產節拍，延時6 s的再排氣會造成壓縮機流轉性能堆積，因而不予考慮。采用延時3 s的方案經驗證對生產無明顯影響，這3 s是通過試驗確定，只有大于3 s才可以識別不排氣閥片漏裝現象，最終確定每臺壓縮機檢測時間為3 s。

表1 排氣壓力與延時時間關系

為驗證記錄數據的準確性，修改性能試驗臺中部分程序，確定在原有性能檢測項上增加延時排氣壓力一項。程序改為性能測試后對壓縮機延時3 s再排氣，設備自行檢測裝有排氣閥片的壓縮機與未裝排氣閥片的壓縮機排氣壓力數值，并將檢測到結果顯示在延時排氣壓力一欄。

2.2 排氣壓力對比試驗

裝排氣閥片的壓縮機和沒裝排氣閥片的壓縮機在達到排氣壓力時，排氣腔的壓力會存在差異，通過對比試驗尋找區分兩者的分界值。

壓縮機延時3 s再排氣，設備自行檢測裝有排氣閥片的壓縮機與未裝排氣閥片的壓縮機排氣壓力數值，并將檢測到結果顯示在延時排氣壓力一欄，試驗獲取的各訓練數據如表2所示。

從表2可知，裝有排氣閥片的壓縮機，排氣壓力值分布在0.84～0.96 MPa之間，而未裝排氣閥片的壓縮機最大排氣壓力數值為0.73 MPa，因此，取0.8 MPa作為區分裝有排氣閥片和未裝排氣閥片的分界值。

表2 車間性能臺試驗對比數據 MPa

3 壓縮機性能試驗臺檢測方法的研究

如圖4所示，排氣壓力達標后，等待3 s并同時監測排氣壓力的變化情況，如果在3 s內壓力保持在0.8 MPa以上，則判定壓縮機性能合格，顯示屏延時排氣壓力一欄會顯示設備檢測到的數值，否則認為壓縮機存在內泄漏，判定性能不合格，則延時排氣壓力一欄顯示NG字樣。通過修改觸摸屏的PLC程序,改進性能測試平臺，實現圖4所示功能。

圖4 排氣閥片漏裝檢測原理流程圖

在技術實施方案完成后，進行小批量試驗驗證，對31車間性能試驗臺進行驗證，3天的數據分布如表3所示。通過試驗，在WXH-086壓縮機性能試驗平臺試驗3天未出現誤判現象。

由表3 可知，延時3 s后排氣壓力值在0.84～0.90之間，說明排氣閥片安裝正確，其中有2件顯示NG,表示排氣閥片漏裝。通過小批量驗證表明，改進后的性能試驗臺可以有效地測試出排氣閥片漏裝及裝偏問題。

表3 小批量試驗數據 MPa

4 結論

綜上所述，利用WXH-086壓縮機性能試驗平臺，在靜轉矩為0.3～2.0 N·m、動轉矩為0.3～10 N·m、吸氣流量≥59 L/min、排氣壓為1.20～1.42 MPa時，延時3 s后排氣壓力≥0.8 MPa，可作為區分WXH-086渦旋式壓縮機是否裝有排氣閥片的標準。