一种制冷压缩机曲轴检测设备及检测方法

1.本发明涉及工程测量技术领域，具体地说是一种制冷压缩机曲轴检测设备及检测方法。


背景技术：

2.制冷压缩机传动装置中，曲轴是最重要的零部件之一，由于其形状和结构比较复杂，使得加工后的成品通常存在较大的径向跳动，从而导致挠曲变形。为保证曲轴的性能，需要对其进行校直操作。圆动值的测量是校直操作过程中的重要环节，通过使用曲轴主轴颈跳动测量台来对曲轴的径向跳动进行测量。但现有技术中只能获取径向跳动的数值，并不能准确模拟负载情况下曲轴的真实圆跳值。因此，需要重新设计一种可设置负载大小并测量各个位置圆跳值的制冷压缩机曲轴检测设备。
3.相关技术中，中国专利申请公布号cn101793603b，一种汽车工程技术领域的汽车退役曲轴剩余疲劳寿命与尺寸精度的检测装置，包括：机架、驱动电机、头架、驱动齿轮、曲轴、尾架、丝杠、支架和步进电机，驱动电机设置在机架上，驱动电机上设有驱动齿轮，驱动齿轮与曲轴连接，曲轴分别与头架和尾架相连，步进电机设置在机架上，丝杠与步进电机相连，支架设置在丝杆上，还包括探头夹具，探头夹具分别与支架和曲轴相连。本发明通过采用摇块机构设计，不需要调整曲轴各轴颈的轴线，即能对曲轴主轴颈及连杆颈进行漏磁检测，评估该零部件的剩余疲劳寿命。该装置亦能对曲轴的尺寸精度与形状误差进行检测，为选择合适的再制造工艺流程提供依据。可以提高再制造曲轴的安全性，降低报废率。相关技术的不足在于：无法测量不同长度的曲轴，只能检测无外载状态下的曲轴，无法模拟曲轴运作状态下的磨损，只能检测单一曲轴。因此，有必要提供一种制冷压缩机曲轴检测设备及检测方法解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种制冷压缩机曲轴检测设备及检测方法，通过负载模拟装置对曲轴设置外载，利用旋转支撑装置模拟曲轴磨损后的振动，从而精确检测出运作状态下曲轴各位置的圆跳值。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种制冷压缩机曲轴检测设备，包含安装于移动平台上方的电机与圆跳检测装置，安装于电机传动轴的曲轴固定装置，所述的移动平台底部固定于地面，顶部的作业平台通过底座滑轨与底座滑块改变电机的水平位置，曲轴固定装置一端通过联轴器安装于电机的传动轴,另一端通过v形抱夹将曲轴底端固定，圆跳检测装置可通过平台滑轨与平台滑块改变水平位置。还包含抱夹于曲轴中部的旋转支撑装置，通过传动连杆装置与曲轴顶端连接的负载模拟装置，所述的旋转支撑装置底端通过平台滑轨与平台滑块安装于作业平台，通过凹形环扣与凸形环扣的相互配合将曲轴中部固定，所述的传动连杆装置一端安装于负载传动轴，另一端固定于曲轴的顶端。所述的电机通过曲轴固定装置将曲轴底端固定，曲轴中部通过旋转支撑装置设定曲轴的初始振动强度，
曲轴顶端通过传动连杆装置带动负载模拟装置运作，利用圆跳检测装置检测负载状态下曲轴各位置的圆跳。本发明所述的一种制冷压缩机曲轴检测设备主要包括第一伸缩梯、升降平台和第二伸缩梯。
6.所述的曲轴固定装置包括底部通过联轴器固定于电机的滑槽一，所述的滑槽一轮廓为矩形，顶部向内设有一条梯形槽，梯形槽中间设置有固定圆环，双向螺栓一穿过固定圆环，所述的双向螺栓一中间设有两片圆形挡片将固定圆环夹于中间，由圆形挡片向左右两端的螺纹方向相反，长度相等，两端为六角螺帽。还包括安装于滑槽一的梯形滑块一，所述的梯形滑块一呈梯形，中心设有可穿过双向螺栓一的螺纹孔，其顶部安装有v形抱夹，所述v形抱夹可随着双向螺栓一的旋转而沿着滑槽一运动以实现开合。
7.所述的v形抱夹两v形夹口相对，夹紧时可将不同曲轴底端的轴心始终保持在同一位置，夹口内设有防滑卡齿，可防止旋转的曲轴滑动。
8.所述的旋转支撑装置包括固定于平台滑块上的滑槽二，所述的滑槽二与滑槽一构造相同，与双向螺栓二、梯形滑块二相互配合，实现梯形滑块二的开合。还包括固定于滑块二上方的凹形环扣与凸形环扣，所述的凹形环扣俯视为凹形，正面有贯穿前后的圆形通孔，凸形环扣俯视为凸形，正面有贯穿前后的圆形通孔，凹形环扣与凸形环扣凹凸配合，通孔可完全重合并穿过曲轴，重合的通孔内环设有c形卡套，c形卡套内环设有旋转轴承，曲轴可转动的支撑于旋转轴承内。
9.所述的凹形环扣与凸形环扣随着双向螺栓二的旋转而沿相反方向移动，圆形通孔重合的区域逐渐减小，将c形卡套夹紧，同时c形卡套将旋转轴承夹紧，滑槽二通过平台滑块可沿平台滑轨水平移动，改变曲轴的支撑点。
10.所述的传动连杆装置包括下端安装于负载传动轴的传动连杆，所述的传动连杆下端设有开孔，长螺栓一穿过垫片一并将传动连杆下端与负载传动轴铰接，长螺栓二穿过垫片二并将传动连杆上端与固定套管铰接。所述的固定套管内部开孔，通孔下半圆弧设有锯齿状防滑齿，顶部及左右两侧沿径向各设有一个螺纹孔并由固定套管外圈延伸出一段圆柱形螺母，三根防滑螺栓分别安装于圆柱形螺母，通过旋转防滑螺栓将曲轴顶端夹紧。
11.所述的负载模拟装置包括固定于地面的承载外壳，所述的承载外壳为顶面具有开口，侧面支撑于地面的盒状结构，所述承载外壳的底面设有可穿过压力阀门的圆形大开口，压力指示尺铰接于圆形大开口水平方向的一侧，所述顶面开口上设置有侧盖，侧盖中央设有一可穿过负载传动轴的胶囊形开口。还包括安装于承载外壳顶面内侧的上密封压力臼和安装于底面内侧的下密封压力臼，上密封压力臼和下密封压力臼开口相对并通过联通活塞将上、下液室联通，开口四周设有多个气孔，所述的联通活塞的两塞体外侧为液室，内侧为气室，联通活塞内部设有一排将上、下液室联通的通孔，中部一侧设有负载传动轴，相对一侧安装有压力阀门，压力阀门插入联通活塞内部以控制通孔的数量。
12.所述的移动平台包括底部的配电柜，四条横向设置于配电柜上方的底座滑轨，作业平台通过中部的多个底座滑块安装于底座滑轨，作业平台上方与电机相反的一侧设有四条用于安装旋转支撑装置和两条用于安装圆跳检测装置的平台滑轨，所述的移动平台上方分别设有两组电机、曲轴固定装置、旋转支撑装置、圆跳检测装置并配有两套传动连杆装置与负载模拟装置，可设置一组环境影响相同的参照组，同时进行两组实验。
13.所述的圆跳检测装置包括安装于平台滑块的支撑杆，固定于支撑杆顶部的固定
管，所述的固定管顶部中间安装有一根防滑螺丝，两侧开孔穿过测量杆，所述的测量杆测试端为尖削状，测试端与固定管中间安装有百分表。
14.所述的一种制冷压缩机曲轴的检测方法，包括以下步骤：步骤a，在主工位和对照工位分别将曲轴装进旋转轴承，收紧曲轴固定装置将曲轴底端固定，移动作业平台将曲轴顶端放入固定套管内，拧紧防滑螺栓。
15.步骤b，收紧旋转支撑装置使c形卡套将旋转轴承夹紧调整旋转支撑装置位置令两组曲轴的支撑点相同，调整圆跳检测装置位置，使测量杆指向目标位置，调整测量杆伸出长度，另测量端刚好与目标位置接触，拧紧防滑螺丝。
16.步骤c，参考实际情况，根据压力指示尺控制压力阀门伸出长度以设定初始外载，设定通过电机设置曲轴的转数，通过百分表读取曲轴的圆跳值，当圆跳值超过目标值则中止实验，当圆跳值低于目标值则零件合格并继续增加外载，确定极限外载值。
17.所述步骤c进一步的包括，以如下方式计算目标值，即曲轴（7）的挠度变形量:其中，p为外载值，l为曲轴总长度，d为曲轴底端至支撑点长度，e为曲轴的弹性模量，i为曲轴的惯性矩。
18.与相关技术相比，本发明有益效果如下：（1）曲轴固定装置通过v形抱夹将不同直径曲轴的轴心始终保持与传动轴轴心在同一直线上，可有效避免电机带动曲轴旋转时因轴心不同而产生颤动；（2）曲轴固定装置和旋转支撑装置的滑槽通过双向螺栓实现滑块的同步运动，有效避免了固定曲轴旋转时产生的水平位置偏差；（3）旋转支撑装置通过凹形环扣和凸形环扣的相互配合，利用两侧收紧的圆弧将曲轴轴心始终保持在两环扣圆心的中点处，使曲轴支撑处的轴心保持与电机传动轴在同一直线，有效避免了固定曲轴时产生的垂向位置偏差；（4）c形卡套可通过凹形环扣和凸形环扣设置振动强度，当曲轴旋转时，可通过c形卡套的磨损替代曲轴磨损，从而模拟曲轴的振动。更加真实地模拟出曲轴的运作环境；（5）负载模拟装置通过设置的充满液体的容器模拟活塞泵的工作负载，通过调节活塞上通孔的大小，改变液体通过活塞的阻力，实现调节测试曲轴过程中不同工作负载的设定。提高了检测数据的真实性和可靠性；制冷压缩机曲轴检测设备及检测方法的出现，丰富了现有曲轴检测设备的类型，提出了一种曲轴检测的新方法。有效提高了曲轴检测的效率，还原了曲轴的真实工作环境，提高了数据的真实可靠程度。
附图说明
19.图1为本发明的三维示意图；图2为本发明曲轴固定装置的三维示意图；图3为本发明旋转支撑装置的三维示意图；图4为本发明旋转支撑装置的主视图；图5为本发明传动连杆装置的三维示意图；
图6为本发明负载模拟装置的三维示意图；图7为本发明负载模拟装置的部分零件剖视图；图8为本发明移动平台的三维示意图；图9为本发明圆跳检测装置的三维示意图；图中标记如下：1-电机，2-曲轴固定装置，3-旋转支撑装置，4-传动连杆装置，5-负载模拟装置，6-移动平台，7-曲轴，8-圆跳检测装置，21-滑槽一，22-固定圆环，23-梯形滑块一，24-双向螺栓一，25-v形抱夹，26-圆形挡片，27-联轴器，31-凹形环扣，32-凸形环扣，33-c形卡套，34-旋转轴承，35-滑槽二，36-双向螺栓二，37-梯形滑块二，41-防滑螺栓，42-固定套管，43-垫片二，44-长螺栓二，45-传动连杆，46-垫片一，47-长螺栓一，48-圆柱形螺母，51-承载外壳，52-侧盖，53-负载传动轴，54-压力指示尺，55-压力阀门，56-上密封压力臼，57-联通活塞，58-气孔，59-下密封压力臼，510-液室，511-气室，61-配电柜，62-底座滑轨，63-作业平台，64-底座滑块，65-平台滑轨，66-平台滑块，81-支撑杆，82-测试杆，83-百分表，84-固定管，85-防滑螺丝。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
21.如图1所示，本发明提供的的一种制冷压缩机曲轴检测设备包含安装于移动平台6上方的电机1与圆跳检测装置8，安装于电机1传动轴的曲轴固定装置2，所述的移动平台6底部固定于地面，顶部的作业平台63通过底座滑轨62与底座滑块64改变电机1的水平位置，曲轴固定装置2一端通过联轴器27安装于电机1的传动轴,另一端通过v形抱夹25将曲轴7底端固定，圆跳检测装置8可通过平台滑轨65与平台滑块66改变水平位置。还包含抱夹于曲轴7中部的旋转支撑装置3，通过传动连杆装置4与曲轴7顶端连接的负载模拟装置5，所述的旋转支撑装置3底端通过平台滑轨65与平台滑块66安装于作业平台63，通过凹形环扣31与凸形环扣32的相互配合将曲轴7中部固定，所述的传动连杆装置4一端安装于负载传动轴53，另一端固定于曲轴7的顶端。所述的电机1通过曲轴固定装置2将曲轴7底端固定，曲轴中部通过旋转支撑装置3设定曲轴7的初始振动强度，曲轴7顶端通过传动连杆装置4带动负载模拟装置5运作，利用圆跳检测装置8检测负载状态下曲轴7各位置的圆跳。
22.如图2所示，滑槽一21底部通过联轴器27固定于电机1的，滑槽一21轮廓为矩形，顶部向内设有一条梯形槽，梯形槽中间设置有固定圆环22，双向螺栓一24穿过固定圆环22，双向螺栓一24中间设有两片圆形挡片26将固定圆环22夹于中间，由圆形挡片26向左右两端的螺纹方向相反，长度相等，两端为六角螺帽。梯形滑块一23安装于滑槽一21，梯形滑块一23呈梯形，中心设有可穿过双向螺栓一24的螺纹孔，其顶部安装有v形抱夹25，所述v形抱夹25可随着双向螺栓一24的旋转而沿着滑槽一21运动以实现开合。
23.如图3-4所示，滑槽二35固定于平台滑块66上，滑槽二35与滑槽一21构造相同并与双向螺栓二36、梯形滑块二37相互配合，实现梯形滑块二37的开合。凹形环扣31与凸形环扣32固定于滑块二37上方，凹形环扣31俯视为凹形，正面有贯穿前后的圆形通孔，凸形环扣32俯视为凸形，正面有贯穿前后的圆形通孔，凹形环扣31与凸形环扣32凹凸配合，通孔可完全
重合并穿过曲轴7，重合的通孔内环设有c形卡套33，c形卡套33内环设有旋转轴承34，曲轴7可转动的支撑于旋转轴承34内。凹形环扣31与凸形环扣32随着双向螺栓二36的旋转而沿相反方向移动，圆形通孔重合的区域逐渐减小，将c形卡套33夹紧，同时c形卡套33将旋转轴承34夹紧，滑槽二35通过平台滑块66可沿平台滑轨65水平移动，改变曲轴7的支撑点。
24.如图5所示，传动连杆45下端安装于负载传动轴53，传动连杆45下端设有开孔，长螺栓一47穿过垫片一46并将传动连杆45下端与负载传动轴53铰接，长螺栓二44穿过垫片二43并将传动连杆45上端与固定套管42铰接。固定套管42内部开孔，通孔下半圆弧设有锯齿状防滑齿，顶部及左右两侧沿径向各设有一个螺纹孔并由固定套管42外圈延伸出一段圆柱形螺母48，三根防滑螺栓41分别安装于圆柱形螺母(48)，通过旋转防滑螺栓41将曲轴7顶端夹紧。
25.如图6-7所示，承载外壳51固定于地面，承载外壳51顶面具有开口，侧面支撑于地面，承载外壳51的底面设有可穿过压力阀门55的圆形大开口，压力指示尺54铰接于圆形大开口水平方向的一侧，顶面开口上设置有侧盖52，侧盖52中央设有一可穿过负载传动轴53的胶囊形开口。上密封压力臼56安装于承载外壳51顶面内侧，下密封压力臼59安装于底面内侧，上密封压力臼56和下密封压力臼59开口相对并通过联通活塞57将上、下液室510联通，开口四周设有多个气孔58，所述的联通活塞57的两塞体外侧为液室510，内侧为气室511，联通活塞57内部设有一排将上、下液室510联通的通孔，中部一侧设有负载传动轴53，相对一侧安装有压力阀门55，压力阀门插入联通活塞57内部以控制通孔的数量。
26.如图8所示，配电柜61位于移动平台6的底部，四条横向设置于配电柜61上方的底座滑轨62，作业平台63通过中部的多个底座滑块64安装于底座滑轨62，作业平台63上方与电机1相反的一侧设有四条用于安装旋转支撑装置3和两条用于安装圆跳检测装置8的平台滑轨65，移动平台6上方分别设有两组电机1、曲轴固定装置2、旋转支撑装置3、圆跳检测装置8并配有两套传动连杆装置4与负载模拟装置5，可设置一组环境影响相同的参照组，同时进行两组实验。
27.如图9所示，支撑杆81安装于平台滑块66，固定管84固定于支撑杆81顶部，固定管84顶部中间安装有一根防滑螺丝85，两侧开孔穿过测量杆82，测量杆82测试端为尖削状，测试端与固定管84中间安装有百分表83。
28.在本实施方案中，曲轴固定装置2通过v形抱夹25将不同直径曲轴7的轴心始终保持与传动轴轴心在同一直线上，可有效避免电机1带动曲轴7旋转时因轴心不同而产生颤动。曲轴固定装置2和旋转支撑装置3的滑槽21、35通过双向螺栓24、36实现梯形滑块23、37的同步运动，有效避免了曲轴7旋转时产生的水平位置偏差。旋转支撑装置3通过凹形环扣31和凸形环扣32的相互配合，利用两侧收紧的圆弧将曲轴7轴心始终保持在两环扣圆心的中点处，使曲轴7支撑处的轴心保持与电机1传动轴在同一直线，有效避免了固定曲轴7时产生的垂向位置偏差。c形卡套33可通过凹形环扣31和凸形环扣32设置振动强度，当曲轴7旋转时，可通过c形卡套33的磨损替代曲轴7磨损，从而模拟曲轴7的振动。更加真实地模拟出曲轴7的运作环境。负载模拟装置5通过设置的充满液体的容器模拟活塞泵的工作负载，通过调节联通活塞57上通孔的大小，改变液体通过联通活塞57的阻力，实现调节测试曲轴7过程中不同工作负载的设定。提高了检测数据的真实性和可靠性。
29.所述的一种制冷压缩机曲轴检测设备的检测方法，包括以下步骤：
步骤a，在主工位和对照工位分别将曲轴7装进旋转轴承34，收紧曲轴固定装置2将曲轴7底端固定，移动作业平台63将曲轴7顶端放入固定套管42内，拧紧防滑螺栓41；步骤b，收紧旋转支撑装置3使c形卡套33将旋转轴承34夹紧调整旋转支撑装置3位置令两组曲轴7的支撑点相同，调整圆跳检测装置8位置，使测量杆82指向目标位置，调整测量杆82伸出长度，另测量端刚好与目标位置接触，拧紧防滑螺丝85；步骤c，参考实际情况，根据压力指示尺54控制压力阀门55伸出长度以设定初始外载，设定通过电机1设置曲轴7的转数，通过百分表83读取曲轴7的圆跳值，当圆跳值超过目标值则中止实验，当圆跳值低于目标值则零件合格并继续增加外载，确定极限外载值；所述步骤c进一步的包括，以如下方式计算目标值，即曲轴7的挠度变形量:其中，p为外载值，l为曲轴总长度，d为曲轴底端至支撑点长度，e为曲轴的弹性模量，i为曲轴的惯性矩。
30.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明 ,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内 ,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例 ,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。