CN116394178A - 一种压缩机用转子冷压装配装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机用转子冷压装配装置及方法，涉及压缩机开发调试领域，针对目前机芯的曲轴压入转子时姿态不易控制而导致装配偏差的问题，设置芯轴与缸体相配合，芯轴穿过转子并能够与机芯曲轴相配合，通过缸体推动转子移动并使芯轴缩回缸体的轴孔内，使转子从芯轴平稳转移至机芯的曲轴，解决曲轴和转子之间装配偏差的问题，提高装配精度。

Description

一种压缩机用转子冷压装配装置及方法

技术领域

本发明涉及压缩机开发调试领域，具体涉及一种压缩机用转子冷压装配装置及方法。

背景技术

压缩机结构开发过程中，性能指标是决定一款压缩机是否合格的重要标准，而电机部件是影响性能指标的重要环节，所以开发过程中转子部件是否匹配机芯是十分重要的一个因素；目前压缩机装配过程中，转子部件压入过程需要靠量产自动化线体进行装配，自动化线体只适用于相同型号，且大批量的生产装配，对于压缩机开发过程少量的生产装配及更换转子部件十分不方便。

如果使用自动化线体进行装配，既影响自动化线体生产产量，又需要针对不同型号压缩机耗费大量时间进行调整工装，影响产线的生产效率，难以同时满足开发过程和产线生产效率的需求。中国专利(公开号：CN217571660U)公开了一种压缩机转子与泵体轴向间隙返修装置，通过轴向施加压力实现转子与曲轴的间隙调整；但其在压装过程中，机芯压入转子时容易产生倾斜，受曲轴和转子沉孔之间不同位置压装阻力不同的影响，会导致曲轴和转子之间装配偏差，导致装配失误，影响运行效果；另外一次只能实现同一种型号的压缩机转子部件装配的试制，且对于不同型号试制需要重新调整，难以满足开发过程中对不同规格机芯进行分别调试的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种压缩机用转子冷压装配装置及方法，设置芯轴与缸体相配合，芯轴穿过转子并能够与机芯曲轴相配合，通过缸体推动转子移动并使芯轴缩回缸体的轴孔内，使转子从芯轴平稳转移至机芯的曲轴，解决曲轴和转子之间装配偏差的问题，提高装配精度。

本发明的第一目的是提供一种压缩机用转子冷压装配装置，采用以下方案：

包括：

芯轴，为定位轴段、套装轴段对接形成的阶梯轴，套装轴段的一端滑动设置于缸体的轴孔内，定位轴段端部朝向抵压组件，以同轴配合机芯的曲轴的定位孔；

抵压组件，架设于缸体轴线上方，并设有与定位轴段同轴布置的抵压件，抵压件与缸体端面之间形成容纳机芯的压装区；

伸缩件，连接于缸体远离抵压组件的另一端面，用于调节缸体与抵压件的间距。

进一步的，所述定位轴段的直径小于套装轴段的直径，套装轴段位于轴孔内的一端抵接有弹性件，弹性件沿轴向作用于芯轴端部。

进一步的，所述套装轴段远离定位轴段的一端设有滑动轴段，滑动轴段与轴孔滑动配合，并与弹性件抵接。

进一步的，所述芯轴设有多个，芯轴与缸体可拆卸连接，轴孔朝向抵压组件的一端设有防脱环；相异芯轴的套装轴段直径差异布置，且滑动轴段的直径相等且能够与轴孔内壁贴合。

进一步的，所述定位轴段朝向抵压组件的一端为锥形尖端，定位轴段与套装轴段的对接处设有锥形过渡段。

进一步的，所述缸体朝向抵压组件一端连接有环形护板，环形护板围绕芯轴布置，芯轴、环形护板结合缸体端面形成约束转子位置的承载区。

进一步的，所述抵压组件还包括支撑件和压力监测元件，压力监测元件位于支撑件内，支撑件一端连接机架、另一端连接抵压件。

进一步的，所述抵压件与支撑件之间同轴转动连接，抵压件包括同轴布置的圆形抵压板和弧形护板，弧形护板连接于圆形抵压板边沿，形成适配机芯曲轴端部的半包围结构。

本发明的第二目的是提供一种工作方法，利用如第一目的所述的压缩机用转子冷压装配装置，包括：

转子沉孔穿过定位轴段套设于套装轴段外，且转子一端抵接缸体端面；

机芯定位于压装区，定位轴段与定位孔同轴配合，伸缩件带动缸体、转子和机芯移动，直至机芯曲轴远离定位孔的一端接触抵接件；

伸缩件推动转子移动，芯轴的套装轴段逐渐回缩入轴孔，直至转子脱离套装轴段并套设于曲轴，伸缩件复位，取下压装转子后的机芯。

进一步的，所述套装轴段与曲轴安装转子的节段直径相等，安装过程中保持曲轴安装转子的节段与芯轴同轴。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

(1)针对目前机芯的曲轴压入转子时姿态不易控制而导致装配偏差的问题，设置芯轴与缸体相配合，芯轴穿过转子并能够与机芯曲轴相配合，通过缸体推动转子移动并使芯轴缩回缸体的轴孔内，使转子从芯轴平稳转移至机芯的曲轴，解决曲轴和转子之间装配偏差的问题，提高装配精度。

(2)芯轴为阶梯轴，沿轴向上分为不同的功能段，定位轴段配合机芯曲轴的定位孔实现压装方向的定位约束，套装轴段预载转子，并在推动转子压装时对转子进行导向，避免转子产生偏差；结合定位轴段末端的滑动轴段，能够保持芯轴姿态与轴孔同轴，芯轴能够滑动配合轴孔以实现伸缩动作，满足压装过程中的动作需求。

(3)轴孔开口位置设有限位环，限位环能够约束芯轴的脱出，同时在拆除限位环后能够更换不同规格的芯轴以适配不同规格的转子、曲轴，配置不同芯轴对应的滑动轴段相同，保持其在与轴孔配合后处于所需的同轴状态，保持更换不同规格前后都能达到所需的精度，提高调整速度从而提高调试效率。

(4)芯轴的定位轴段端部具有锥形尖端，辅助芯轴的定位轴段与定位孔的配合，配置锥形过渡段，能够减少芯轴与转子上阶梯孔与芯轴的碰撞，减少转子损伤导致的装配失误问题。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1和2中压缩机用转子冷压装配装置的示意图。

图2为本发明实施例1和2中压缩机用转子冷压装配装置的侧视示意图。

图3为本发明实施例1和2中芯轴与缸体的结构示意图。

图4为本发明实施例1和2中芯轴与缸体配合的结构示意图。

图5是本发明实施例1和2中抵压组件的正视示意图。

图6是本发明实施例1和2中抵压组件的侧视示意图。

图7是本发明实施例1和2中抵压组件的抵压件的端面示意图。

图8是本发明实施例1和2中转子与曲轴的相对位置示意图。

其中，1.缸体，2.转子，3.机芯，4.抵压组件，5.压力监测元件，6.抵压件，7.伸缩件，8.机架，9.芯轴，10.环形护板，11.弹性件，12.底板，13.定位轴段，14.套装轴段，15.滑动轴段，16.圆形抵压板，17.弧形护板，18.曲轴。

具体实施方式

实施例1

本发明的一个典型实施例中，如图1-图8所示，给出一种压缩机用转子冷压装配装置。

目前用于开发实验室场景下的转子2压装设备不便控制压装姿态，受曲轴18和转子2沉孔之间不同位置压装阻力不同的影响，会导致曲轴18和转子2之间装配偏差，导致装配失误，影响运行效果。

基于此，本实施例中给出一种压缩机用转子冷压装配装置，尤其适用于实验室场景下对转子2进行压装的过程，能够利用伸缩芯轴9对转子2进行定位和导向，控制转子2在压装过程中的姿态，减少转子2与曲轴18之间的装配偏差，芯轴9与所配合的缸体1之间为可拆卸连接，能够更换芯轴9适配不同规格的转子2、曲轴18，增大其适用场景从而提高压装效率。

下面，结合附图对上述压缩机用转子冷压装配装置进行详细说明。

参见图1，压缩机用转子冷压装配装置主要包括芯轴9、缸体1、抵压组件4、伸缩件7和机架8，机架8包括底架和顶板，伸缩件7安装于底架，缸体1安装于伸缩件7的输出端，芯轴9滑动安装在缸体1的轴孔内，抵压组件4安装于底架，从而使抵压组件4架设在缸体1和芯轴9的上方，抵压组件4设有与芯轴9同轴的抵压件6，抵压件6与缸体1端面之间形成容纳机芯3的压装区。

压缩机的机芯3上设有曲轴18，如图8所示，曲轴18一端与连杆配合，另一端延伸至机芯3下方形成阶梯轴，阶梯轴与转子2内预设的阶梯孔配合，曲轴18配合转子2的节段的端面上设有定位孔。

在使用时，转子2上的阶梯孔套设在芯轴9外，转子2端面抵接缸体1的端面，使芯轴9的一端插入定位孔内，此时，伸缩件7驱动缸体1、转子2、机芯3向上匀速、缓慢上升，连接连杆的曲轴18一端接触抵压件6，随着伸缩件7的继续顶进，转子2逐渐冷压入机芯3曲轴18的阶梯轴上，此时，可以观察设置在抵压组件4上的压力监测元件5，当压入转子2达到本次需要的压力值后，伸缩件7回缩释放压力，待回缩到位后，取下压装完成后的转子2和机芯3，压装完成。

伸缩件7可以采用千斤顶、油缸、电缸、气缸等伸缩件7，伸缩件7可以带动缸体1沿其轴孔的轴线方向往复移动，如图1、图2所示，满足压装推进和压装后回退的动作需求和出力需求，伸缩件7输出端的运动行程根据压装行程和压装区的间距进行设置。

可选的，以伸缩件7采用千斤顶为例，千斤顶的顶端连接有上板，上板与缸体1底面相适配，同时上板上设有连接孔，通过连接件将缸体1固定于千斤顶的顶端的上板上。千斤顶的底端连接有下板，下板上设有连接孔，通过连接件将缸体1固定于机架8的底架上。连接件可以选用螺栓、螺钉等可拆卸紧固件，也可以采用卡扣、铆钉等不可拆卸连接件。

可选的，机架8设计为可拆卸结构，顶板和底架之间通过支撑杆连接，支撑杆一端可拆卸连接顶板、另一端可拆卸连接底架，顶板连接支撑杆后作为抵压组件4的反力架，同时，底架连接支撑杆后作为伸缩件7的反力架。

在其他可选的实施方式中，支撑杆端部可以加工外螺纹，顶板和底架连接支撑杆的位置加工螺纹孔，通过螺纹孔与外螺纹的配合建立连接关系。另外，支撑杆配置为至少两个，如图1所示，采用两个对称分布的支撑杆。

芯轴9配合缸体1组成冷压头组件，冷压头组件整体安装在伸缩件7上，由伸缩件7驱动调整位置，完成压装和回退动作。

芯轴9为定位轴段13、套装轴段14对接形成的阶梯轴，套装轴段14的一端滑动设置于缸体1的轴孔内，另一端位于缸体1的轴孔外，通过芯轴9相对于轴孔的滑动改变芯轴9位于轴孔外的长度，达到伸长、缩短的动作，定位轴段13端部朝向抵压组件4，保持定位轴段13与定位孔同轴分布，在伸缩件7驱动缸体1和芯轴9动作后，能够使芯轴9的定位轴段13同轴配合机芯3的曲轴18的定位孔。

抵压组件4架设于缸体1轴线上方后，其上设置的抵压件6朝向定位轴段13的端部，同时，抵压件6与定位轴段13同轴布置，抵压件6与缸体1端面之间形成容纳机芯3的压装区，芯轴9供待压装的转子2套设定位。

如图1所示，伸缩件7连接于缸体1远离抵压组件4的另一端面，伸缩件7带动缸体1动作时能够调节缸体1与抵压件6的间距。

如图3、图4所示，定位轴段13的直径小于套装轴段14的直径，套装轴段14位于轴孔内的一端抵接有弹性件11，弹性件11沿轴向作用于芯轴9端部，套装轴段14远离定位轴段13的一端设有滑动轴段15，滑动轴段15与轴孔滑动配合，并与弹性件11抵接。

需要指出的是，通过弹性件11为芯轴9提供回弹力，在对转子2施加压装作用力前，保持芯轴9的套装轴段14部分位于缸体1轴孔外，为转子2提供定位。可选的，弹性件11选用压簧、簧片等元件，弹性件11的最大变形行程大于芯轴9相对于轴孔的最大位移路径，从而使弹性件11保持对芯轴9的作用。

其他可选的实施方式中，弹性件11的径向尺寸略小于轴孔尺寸，并能够稳定抵接于芯轴9的滑动轴段15。

另外，如图4所示，也可以采用套装轴段14与轴套上的轴孔滑动配合的方式，滑动轴段15位于轴孔内并作为抵接结构，保持与弹性件11抵接。可以理解的是，芯轴9与缸体1轴孔的滑动配合是约束芯轴9的位置并实现芯轴9沿轴向的移动，因此，套装轴段14与轴孔滑动配合、滑动轴段15与轴孔滑动都能实现上述动作需求。

缸体1为筒状结构，中间设置轴孔，轴孔可以为等直径孔，也可以采用如图4所示的阶梯孔。对应轴孔一端的缸体1端面连接有抵接弹性件11的底板12。

针对目前的转子2压装设备无法适配多种规格的转子2、曲轴18的问题，配置多个不同规格的芯轴9，适配不同规格的转子2，芯轴9与缸体1之间可拆卸连接，通过更换芯轴9来实现对不同规格转子2的压装。

具体的，芯轴9设有多个，芯轴9与缸体1可拆卸连接，轴孔朝向抵压组件4的一端设有防脱环，通过拆装防脱环能够对芯轴9进行更换。

相异芯轴9的套装轴段14直径差异布置，且滑动轴段15的直径相等且能够与轴孔内壁贴合，保持芯轴9与轴孔的同轴，从而保持芯轴9所约束的转子2与机芯3的曲轴18保持同轴。

轴孔开口位置设有限位环，限位环能够约束芯轴9的脱出，同时在拆除限位环后能够更换不同规格的芯轴9以适配不同规格的转子2、曲轴18，配置不同芯轴9对应的滑动轴段15相同，保持其在与轴孔配合后处于所需的同轴状态，保持更换不同规格前后都能达到所需的精度，提高调整速度从而提高调试效率。

另外，定位轴段13朝向抵压组件4的一端为锥形尖端，定位轴段13与套装轴段14的对接处设有锥形过渡段。芯轴9的定位轴段13端部具有锥形尖端，辅助芯轴9的定位轴段13与定位孔的配合，配置锥形过渡段，能够减少芯轴9与转子2上阶梯孔与芯轴9的碰撞，减少转子2损伤导致的装配失误问题。

缸体1朝向抵压组件4一端连接有环形护板10，环形护板10围绕芯轴9布置，芯轴9、环形护板10结合缸体1端面形成约束转子2位置的承载区。

如图5、图6、图7所示，抵压组件4包括抵压件6、支撑件和压力监测元件5，压力监测元件5位于支撑件内，支撑件一端连接机架8、另一端连接抵压件6。

抵压件6与支撑件之间同轴转动连接，抵压件6包括同轴布置的圆形抵压板16和弧形护板17，弧形护板17连接于圆形抵压板16边沿，形成适配机芯3曲轴18端部的半包围结构，以避让曲轴18所配合的连杆结构，保持圆形抵压板16的端面与曲轴18的端部抵接，对压装过程中的作用力进行承载。

可选的，支撑件由两段实心圆钢对接组成，圆钢所使用钢材为了保证其压紧强度，且使抵压组件4支撑不发生变形，其钢材厚度至少6mm以上，可采用铸铁、45#钢及铝合金等材料。压力监测元件5夹在两段实心圆钢之间，测取沿轴向的压力数据；压力监测元件5可以选用压力传感器等。

可以理解的是，曲轴18设置定位孔的一端与曲轴18的另一端为偏心设置，在芯轴9与定位孔同轴设置后，曲轴18的另一端结构的轴线与定位孔平行但不重合，因此，配置圆形抵压板16的抵压面面积大于曲轴18的另一端的端面面积，使其能够对各个状态下的曲轴18的另一端保持抵接，并施加反作用力。

抵压件6与支撑件之间采用轴承实现转动连接，为了实现轴向的受力，轴承可以采用推力球轴承、圆锥滚子轴承等。

在转子2冷压过程中通过压力传感器测取压力值，可以通过简单计算准确装配出试验所需要的转子2部件与机芯3的间隙。

芯轴9、抵压件6、轴孔、伸缩件7的中心轴线均保持重合，以保证机芯3压入转子2部件过程中不会发生倾斜而导致装配的失误。

芯轴9为阶梯轴，沿轴向上分为不同的功能段，定位轴段13配合机芯3曲轴18的定位孔实现压装方向的定位约束，套装轴段14预载转子2，并在推动转子2压装时对转子2进行导向，避免转子2产生偏差；结合定位轴段13末端的滑动轴段15，能够保持芯轴9姿态与轴孔同轴，芯轴9能够滑动配合轴孔以实现伸缩动作，满足压装过程中的动作需求。

实施例2

本发明的另一典型实施方式中，如图1-图8所示，给出一种工作方法。

利用如实施例1中所述的压缩机用转子冷压装配装置，包括以下步骤：

转子2沉孔穿过定位轴段13套设于套装轴段14外，且转子2一端抵接缸体1端面；

机芯3定位于压装区，定位轴段13与定位孔同轴配合，伸缩件7带动缸体1、转子2和机芯3移动，直至机芯3曲轴18远离定位孔的一端接触抵接件；

伸缩件7推动转子2移动，芯轴9的套装轴段14逐渐回缩入轴孔，直至转子2脱离套装轴段14并套设于曲轴18，伸缩件7复位，取下压装转子2后的机芯3。

可选的，套装轴段14与曲轴18安装转子2的节段直径相等，安装过程中保持曲轴18安装转子2的节段与芯轴9同轴。

另外，可以利用压力监测元件5对压装过程中的压力进行监测，在压装过程中达到所需的压力值后，判断转子2压装到位，控制伸缩件7回缩。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种压缩机用转子冷压装配装置，其特征在于，包括：

芯轴，为定位轴段、套装轴段对接形成的阶梯轴，套装轴段的一端滑动设置于缸体的轴孔内，定位轴段端部朝向抵压组件，以同轴配合机芯的曲轴的定位孔；

抵压组件，架设于缸体轴线上方，并设有与定位轴段同轴布置的抵压件，抵压件与缸体端面之间形成容纳机芯的压装区；

伸缩件，连接于缸体远离抵压组件的另一端面，用于调节缸体与抵压件的间距。

2.如权利要求1所述的压缩机用转子冷压装配装置，其特征在于，所述定位轴段的直径小于套装轴段的直径，套装轴段位于轴孔内的一端抵接有弹性件，弹性件沿轴向作用于芯轴端部。

3.如权利要求2所述的压缩机用转子冷压装配装置，其特征在于，所述套装轴段远离定位轴段的一端设有滑动轴段，滑动轴段与轴孔滑动配合，并与弹性件抵接。

4.如权利要求3所述的压缩机用转子冷压装配装置，其特征在于，所述芯轴设有多个，芯轴与缸体可拆卸连接，轴孔朝向抵压组件的一端设有防脱环；相异芯轴的套装轴段直径差异布置，且滑动轴段的直径相等且能够与轴孔内壁贴合。

5.如权利要求1所述的压缩机用转子冷压装配装置，其特征在于，所述定位轴段朝向抵压组件的一端为锥形尖端，定位轴段与套装轴段的对接处设有锥形过渡段。

6.如权利要求1所述的压缩机用转子冷压装配装置，其特征在于，所述缸体朝向抵压组件一端连接有环形护板，环形护板围绕芯轴布置，芯轴、环形护板结合缸体端面形成约束转子位置的承载区。

7.如权利要求1所述的压缩机用转子冷压装配装置，其特征在于，所述抵压组件还包括支撑件和压力监测元件，压力监测元件位于支撑件内，支撑件一端连接机架、另一端连接抵压件。

8.如权利要求7所述的压缩机用转子冷压装配装置，其特征在于，所述抵压件与支撑件之间同轴转动连接，抵压件包括同轴布置的圆形抵压板和弧形护板，弧形护板连接于圆形抵压板边沿，形成适配机芯曲轴端部的半包围结构。

9.一种工作方法，利用权利要求1-8中任一项所述压缩机用转子冷压装配装置，其特征在于，包括：

转子沉孔穿过定位轴段套设于套装轴段外，且转子一端抵接缸体端面；

机芯定位于压装区，定位轴段与定位孔同轴配合，伸缩件带动缸体、转子和机芯移动，直至机芯曲轴远离定位孔的一端接触抵接件；

伸缩件推动转子移动，芯轴的套装轴段逐渐回缩入轴孔，直至转子脱离套装轴段并套设于曲轴，伸缩件复位，取下压装转子后的机芯。

10.如权利要求9所述的工作方法，其特征在于，所述套装轴段与曲轴安装转子的节段直径相等，安装过程中保持曲轴安装转子的节段与芯轴同轴。

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