涡旋式压缩机的调心装置及其调心方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200610005052.3

申请日:

2006.01.17

公开号:

CN1807891A

公开日:

2006.07.26

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

IPC分类号:

F04C18/02(2006.01)

主分类号:

F04C18/02

申请人:

富士通将军股份有限公司;

发明人:

竹田周司

地址:

日本神奈川县

优先权:

2005.01.17 JP 2005-008591

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

温大鹏

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内容摘要

在不降低调心精度的情况下在短时间内进行调心(定心)。进行固定涡卷(11)与旋转涡卷(12)的相对的定位(定心)时,利用1次计测进行转动修正和平移修正这两种修正。

权利要求书

1、  一种涡旋式压缩机的调心装置,所述涡旋式压缩机包括:压缩部,使固定涡卷及旋转涡卷的各涡卷搭叠部彼此相互啮合而在内部形成密闭工作室;主框架,支承上述压缩部;驱动轴,在上端具有与上述旋转涡卷连结的曲柄轴,由上述主框架轴支承;所述调心装置一边经由上述驱动轴使上述旋转涡卷转动一边进行涡旋式压缩机的上述涡卷搭叠部彼此的定位,其特征在于,包括:
X-Y移动机构,以Z轴为中心的θ转动受到约束,支承上述主框架或上述固定涡卷,使其可在X方向及Y方向上移动;
θ转动修正机构,X轴方向及Y轴方向的移动受到约束,经由上述主框架支承上述旋转涡卷使其可在以Z轴为中心的θ方向上转动,或者支承上述固定涡卷使其可在以Z轴为中心的θ方向上转动;
旋转涡卷驱动机构,连结在上述驱动轴上,驱动上述旋转涡卷;
X-Y位移测定机构,检测伴随上述旋转涡卷的旋转运动产生的、上述固定涡卷或上述主框架在X轴方向及Y轴方向上的移动位移量;
控制机构,至少控制上述X-Y移动机构、上述θ转动修正机构、上述旋转涡卷驱动机构及上述X-Y位移测定机构;
上述控制机构,借助上述旋转涡卷驱动机构驱动上述驱动轴旋转,上述驱动轴每转动规定圈数,便借助上述θ转动修正机构使上述旋转涡卷或上述固定涡卷转动规定角度θ°,借助上述X-Y位移测定机构测定伴随上述驱动轴的转动产生的、上述固定涡卷或上述主框架的移动位移量,
根据获得的测定值,控制上述θ转动修正机构而进行转动修正,使得上述固定涡卷或上述主框架的移动位移量达到最小,
进而,根据上述测定值,基于X轴方向及Y轴方向的位移量成分导出上述固定涡卷或上述主框架的适当位置,使上述固定涡卷或上述主框架移动到上述适当位置而进行平移修正。

2、
  如权利要求1所述的涡旋式压缩机的调心装置,其特征在于:当设上述驱动轴转过1圈时获得的上述固定涡卷或上述主框架的轨迹在X轴方向上的最大点为Xmax、最小点为Xmin,设在Y轴方向上的最大点为Ymax、最小点为Ymin时,
上述控制机构,进行下面的式1所示的运算处理而导出上述固定涡卷或上述主框架的适当位置(Xc、Yc),并基于上述适当位置进行平移修正,
( X C , Y C ) = { ( X max + X min ) 2 , ( Y max + Y min ) 2 } ]]>…式1。

3、
  如权利要求1所述的涡旋式压缩机的调心装置,其特征在于:当设上述驱动轴转过1圈时获得的上述固定涡卷或上述主框架的X轴方向及Y轴方向的轨迹的全部抽样数为n时,
上述控制机构,进行下面的式2所示的运算处理而导出上述固定涡卷或上述主框架的适当位置(Xc、Yc),并基于上述适当位置进行平移修正,
( X c , Y c ) = { Σ i = 1 n X i n , Σ i = 1 n Y i n } ]]>…式2。

4、
  如权利要求1所述的涡旋式压缩机的调心装置,其特征在于:当设上述旋转涡卷或上述固定涡卷的最佳修正角为θc,隔着上述最佳修正角θc,设上述旋转涡卷或上述固定涡卷的转动角为θ1时的最大位移差为Gap1、此时X轴方向及Y轴方向的轨迹的中心为(Xc1、Yc1),设转动角为θ2时的最大位移差为Gap2、此时X轴方向及Y轴方向的轨迹的中心为(Xc2、Yc2),而且上述最大位移差满足Gap1Gap2的关系时,
上述控制机构,进行下面的式3所示的运算处理而导出上述主框架或上述固定涡卷的适当位置(Xc、Yc),并基于上述适当位置进行平移修正,
( X c , Y c ) = { X C 1 + X C 2 2 , Y C 1 + Y C 2 2 } ]]>…式3。

5、
  如权利要求1至4中任一项所述的涡旋式压缩机的调心装置,其特征在于:还具有异常检测机构,所述异常检测机构连结在上述驱动轴上,检测驱动上述旋转涡卷的旋转涡卷驱动机构的异常。

6、
  一种涡旋式压缩机的调心方法,所述涡旋式压缩机包括:压缩部,使固定涡卷及旋转涡卷的各涡卷搭叠部彼此相互啮合而在内部形成密闭工作室;主框架,支承上述压缩部;驱动轴,在上端具有与上述旋转涡卷连结的曲柄轴,由上述主框架轴支承;所述调心方法是,一边经由上述驱动轴使上述旋转涡卷转动一边进行涡旋式压缩机的上述涡卷搭叠部彼此的定位,其特征在于,
借助下述调心装置进行调心作业,所述调心装置包括:
X-Y移动机构,以Z轴为中心的θ转动受到约束,支承上述主框架或上述固定涡卷,使其可在X方向及Y方向上移动;
θ转动修正机构,X轴方向及Y轴方向的移动受到约束,经由上述主框架支承上述旋转涡卷使其可在以Z轴为中心的θ方向上转动,或者支承上述固定涡卷使其可在以Z轴为中心的θ方向上转动;
旋转涡卷驱动机构,连结在上述驱动轴上,驱动上述旋转涡卷;
X-Y位移测定机构,检测伴随上述旋转涡卷的旋转运动产生的、上述固定涡卷或上述主框架在X轴方向及Y轴方向上的移动位移量;
控制机构,至少控制上述X-Y移动机构、上述θ转动修正机构、上述旋转涡卷驱动机构及上述X-Y位移测定机构;
该调心方法具备:位移量测定步骤,借助上述旋转涡卷驱动机构驱动上述驱动轴旋转,上述驱动轴每转动规定圈数,便借助上述θ转动修正机构使上述旋转涡卷或上述固定涡卷转动规定角度θ°,借助上述X-Y位移测定机构测定伴随上述驱动轴的转动产生的、上述固定涡卷或上述主框架的移动位移量;
转动修正步骤,根据获得的测定值,控制上述θ转动修正机构而进行转动修正,使得上述固定涡卷或上述主框架的移动位移量达到最小;
平移修正步骤,根据上述测定值,基于X轴方向及Y轴方向的位移量成分导出上述固定涡卷或上述主框架的适当位置,使上述固定涡卷或上述主框架移动到上述适当位置而进行平移修正。

说明书

涡旋式压缩机的调心装置及其调心方法
技术领域
本发明涉及涡旋式压缩机的调心装置,更详细地说涉及可在不降低调心精度的情况下在短时间内进行调心(定心)的技术。
背景技术
涡旋式压缩机,是使在固定涡卷及旋转涡卷的各端板上形成为涡旋状的各涡卷搭叠部之间相互啮合而在内部形成密闭工作室,通过使旋转涡卷旋转运动,而使各涡卷搭叠部之间形成的月牙形的空间从外周向中央逐渐减小容积地移动,以此压缩制冷剂。
但在上述涡旋式压缩机中,使固定涡卷与旋转涡卷啮合的状态下的位置关系,即固定涡卷的涡卷搭叠部与旋转涡卷的涡卷搭叠部的搭接间隙等的组装精度对制冷剂的压缩性能和耐久性影响很大。
因此,必须将固定涡卷和旋转涡卷调心(定心)到适当的位置。通常,在涡旋式压缩机的调心作业中,常使用专用的调心装置。作为该调心装置的一例,例如有专利文献1(日本专利申请公报No.2002-70763)。
专利文献1的涡旋式压缩机的调心装置,具有使固定涡卷向X-Y方向移动的固定涡卷移动机构、使主框架向θ方向转动的θ转动机构、通过驱动轴而转动驱动旋转涡卷的驱动部、测定固定涡卷的X-Y位移量的位移传感器。
首先,一边利用驱动部通过驱动轴使旋转涡卷转动,一边利用θ转动机构使主框架向θ方向转动规定角度θ°,利用位移传感器读取其位移量,进行固定涡卷与旋转涡卷的相对的转动方向的定位(θ转动修正)后,接着利用固定涡卷移动机构强制使固定涡卷向X-Y方向移动,利用位移传感器测定其摆幅,定位(平移修正)固定涡卷的X-Y方向的最小位移值,以此进行固定涡卷与旋转涡卷的相对定位(调心)。
但是,在现有的调心装置中,为了确保高的调心精度,要在θ转动修正和平移修正时的各工序中测定X轴方向及Y轴方向的位移量,算出定位位置很费时间。因此,存在生产效率差,影响批量生产的问题。
发明内容
因此,本发明是鉴于上述问题而作出的,其目的在于提供可根据1次测定获得的移动位移量进行θ转动修正和平移修正这两种修正的涡旋式压缩机的调心装置及其调心方法。
为了达到上述目的,本发明是一种涡旋式压缩机的调心装置,所述涡旋式压缩机包括:压缩部,使固定涡卷及旋转涡卷的各涡卷搭叠部彼此相互啮合而在内部形成密闭工作室;主框架,支承上述压缩部;驱动轴,在上端具有与上述旋转涡卷连结的曲柄轴,由上述主框架轴支承;所述调心装置一边经由上述驱动轴使上述旋转涡卷转动一边进行涡旋式压缩机的上述涡卷搭叠部彼此的定位,其特征在于,包括:X-Y移动机构,以Z轴为中心的θ转动受到约束,支承上述主框架或上述固定涡卷,使其可在X方向及Y方向上移动;θ转动修正机构,X轴方向及Y轴方向的移动受到约束,经由上述主框架支承上述旋转涡卷使其可在以Z轴为中心的θ方向上转动,或者支承上述固定涡卷使其可在以Z轴为中心的θ方向上转动;旋转涡卷驱动机构,连结在上述驱动轴上,驱动上述旋转涡卷;X-Y位移测定机构,检测伴随上述旋转涡卷的旋转运动产生的、上述固定涡卷或上述主框架在X轴方向及Y轴方向上的移动位移量;控制机构,至少控制上述X-Y移动机构、上述θ转动修正机构、上述旋转涡卷驱动机构及上述X-Y位移测定机构;上述控制机构,借助上述旋转涡卷驱动机构驱动上述驱动轴旋转,上述驱动轴每转动规定圈数,便借助上述θ转动修正机构使上述旋转涡卷或上述固定涡卷转动规定角度θ°,借助上述X-Y位移测定机构测定伴随上述驱动轴的转动产生的、上述固定涡卷或上述主框架的移动位移量,根据获得的测定值,控制上述θ转动修正机构而进行转动修正,使得上述固定涡卷或上述主框架的移动位移量达到最小,进而,根据上述测定值,基于X轴方向及Y轴方向的位移量成分导出上述固定涡卷或上述主框架的适当位置,使上述固定涡卷或上述主框架移动到上述适当位置而进行平移修正。
根据该调心装置,可根据θ转动修正时测定的移动位移量一次调整旋转涡卷与固定涡卷的相对的转动方向的定心(θ转动修正)、及X轴方向和Y轴方向的定心(平移修正)。
又,该调心装置的特征在于:当设上述驱动轴转过1圈时获得的上述固定涡卷或上述主框架的轨迹在X轴方向上的最大点为Xmax、最小点为Xmin,设在Y轴方向上地最大点为Ymax、最小点为Ymin时,上述控制机构,进行下面的式1所示的运算处理而导出上述固定涡卷或上述主框架的适当位置(Xc、Yc),并基于上述适当位置进行平移修正,
( X C , Y C ) = { ( X max + X min ) 2 , ( Y max + Y min ) 2 } - - - ]]>式1。
根据该调心装置,能够以X轴方向、Y轴方向各自的最大位移值和最小位移值的中心为中心位置算出定位中心位置(Xc、Yc)。
并且,该调心装置的特征在于:当设上述驱动轴转过1圈时获得的上述固定涡卷或上述主框架的X轴方向及Y轴方向的轨迹的全部抽样数为n时,上述控制机构,进行下面的式2所示的运算处理而导出上述固定涡卷或上述主框架的适当位置(Xc、Yc),并基于上述适当位置进行平移修正,
( X c , Y c ) = { Σ i = 1 n X i n , Σ i = 1 n Y i n } - - - ]]>式2。
根据该调心装置,通过利用积分计算进行平均化而算出全部抽样数n的坐标点的中心,并将该中心作为固定涡卷(或主框架)的适当位置(Xc、Yc),从而即使包含由抽样误差导致的异常的数据,也能通过积分而平滑化,所以可进行更稳定的定位。
并且,该调心装置的特征在于:当设上述旋转涡卷或上述固定涡卷的最佳修正角为θc,隔着上述最佳修正角θc,设上述旋转涡卷或上述固定涡卷的转动角为θ1时的最大位移差为Gap1、此时X轴方向及Y轴方向的轨迹的中心为(Xc1、Yc1),设转动角为θ2时的最大位移差为Gap2、此时X轴方向及Y轴方向的轨迹的中心为(Xc2、Yc2),而且上述最大位移差满足Gap1Gap2的关系时,上述控制机构,进行下面的式3所示的运算处理而导出上述固定涡卷或上述主框架的适当位置(Xc、Yc),并基于上述适当位置进行平移修正,
( X c , Y c ) = { X C 1 + X C 2 2 , Y C 1 + Y C 2 2 } - - - ]]>式3。
根据该调心装置,根据设最佳修正角为θc时呈现左右对称的二次曲线的达到大致相同位移差的转动角θ1、θ2的轨迹中心,将固定涡卷(或旋转涡卷)的极小点作为固定涡卷的适当位置(Xc、Yc),从而能进行稳定的定位。
作为更优选方案,优选地还具有异常检测机构,所述异常检测机构连结在上述驱动轴上,检测驱动上述旋转涡卷的旋转涡卷驱动机构的异常。
根据该调心装置,可防止调心作业中在工件上施加异常的负荷而导致工件破损的问题,并且能可靠防止调心装置自身破损。
在本发明中还包含这些涡旋式压缩机的调心方法。即,本发明是一种涡旋式压缩机的调心方法,所述涡旋式压缩机包括:压缩部,使固定涡卷及旋转涡卷的各涡卷搭叠部彼此相互啮合而在内部形成密闭工作室;主框架,支承上述压缩部;驱动轴,在上端具有与上述旋转涡卷连结的曲柄轴,由上述主框架轴支承;所述调心方法是,一边经由上述驱动轴使上述旋转涡卷转动一边进行涡旋式压缩机的上述涡卷搭叠部彼此的定位,其特征在于,借助下述调心装置进行调心作业,所述调心装置包括:X-Y移动机构,以Z轴为中心的θ转动受到约束,支承上述主框架或上述固定涡卷,使其可在X方向及Y方向上移动;θ转动修正机构,X轴方向及Y轴方向的移动受到约束,经由上述主框架支承上述旋转涡卷使其可在以Z轴为中心的θ方向上转动,或者支承上述固定涡卷使其可在以Z轴为中心的θ方向上转动;旋转涡卷驱动机构,连结在上述驱动轴上,驱动上述旋转涡卷;X-Y位移测定机构,检测伴随上述旋转涡卷的旋转运动产生的、上述固定涡卷或上述主框架在X轴方向及Y轴方向上的移动位移量;控制机构,至少控制上述X-Y移动机构、上述θ转动修正机构、上述旋转涡卷驱动机构及上述X-Y位移测定机构;该调心方法具备:位移量测定步骤,借助上述旋转涡卷驱动机构驱动上述驱动轴旋转,上述驱动轴每转动规定圈数,便借助上述θ转动修正机构使上述旋转涡卷或上述固定涡卷转动规定角度θ°,借助上述X-Y位移测定机构测定伴随上述驱动轴的转动产生的、上述固定涡卷或上述主框架的移动位移量;转动修正步骤,根据获得的测定值,控制上述θ转动修正机构而进行转动修正,使得上述固定涡卷或上述主框架的移动位移量达到最小;平移修正步骤,根据上述测定值,基于X轴方向及Y轴方向的位移量成分导出上述固定涡卷或上述主框架的适当位置,使上述固定涡卷或上述主框架移动到上述适当位置而进行平移修正。
根据该调心方法,只要测定一次移动位移量,就可实施旋转涡卷与固定涡卷的相对的转动方向的定心(θ转动修正)、与X轴方向和Y轴方向的定心(平移修正)。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的涡旋式压缩机的调心装置的主视图。
图2是表示压缩部的内部构造的示意图。
图3是说明调心作业的流程的流程图。
图4A是固定涡卷的X轴方向及Y轴方向的位移-时间图表。
图4B是固定涡卷的X轴方向及Y轴方向的位移-进给角图表。
图5是示意性表示位移差的变形例的示意图。
图6是标绘固定涡卷的X轴方向及Y轴方向的位移量的图表。
图7是说明平移修正的适当位置的计算方法的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。另外,在本发明中,设驱动轴的轴向为Z轴,X轴及Y轴设为与Z轴正交的任意的直角坐标系,设以Z轴为中心的转动方向为θ。
如图1所示,本发明的调心装置100,备有具有金属等坚固的框架构造的基座200,该基座200由设置在地面等水平面上的底座201、从该底座201的一端大致垂直地立设的L字形的支承框架202构成。
在支承框架202的侧壁面上,固定有支承后述的固定涡卷移动机构300的支承板310,并且在支承框架202的前端,设置有使组装机构700在Z轴方向上移动的第2Z轴直线轨道205。另外,除直线轨道外也可使用通常的液压致动器等。
在支承框架202上还设置有测定、运算并输出从各检测机构送来的检测数据的控制台4(控制机构)。在控制台4上,一体组装有显示用监视器和各种操作面板类等,通过输入各种设定值,可设定调心精度和时间等。
在该实施方式中,控制台4除了进行检测数据的数据处理之外,还承担着进行各种机构的控制和开关控制等的、本发明的调心装置的一切指令系统的作用。在该例中,控制台4是安装了专用的调心控制软件的计算机。
下面说明压缩部1。如图2所示,压缩部1,具有相互的涡卷搭叠部(スクロ-ルラップ)彼此啮合的固定涡卷11和旋转涡卷12,旋转涡卷12通过防自转用的十字环(ォルダムリング)14保持在主框架13内。
在主框架13上,在中央设置有支承用于使旋转涡卷12旋转运动的驱动轴2的轴承部13a,驱动轴2,隔着该轴承部13a,在主框架13的旋转涡卷12的支承面侧(图2中上面侧)引出驱动轴2的曲柄轴21,在主框架13的背面侧(图2中下面侧)引出驱动轴2的主轴22。
如图2所示,在固定涡卷11及主框架13上,设置有用于确定固定涡卷11与主框架13的相对的初始位置的定位孔111、131。
固定涡卷11侧的定位孔111是沿轴向贯通固定涡卷11的端板的圆孔。主框架13侧的定位孔131由圆孔构成,在其内径上形成有规定螺距的内螺纹牙。
定位孔111、131分别沿着圆周方向以规定间隔设置有多个(在该例中以120°的间隔设置有3处),在将各定位孔111、131同轴配置的状态下插入临时固定销15。
参照图1及图2,在底座201上,用于实质上进行压缩部1的调心作业的工作台206借助支柱206a、206b设置在规定高度。在工作台206上,设置有用于将从主框架13的背面侧引出的主轴22向工作台206的下侧引出的穿插孔207。
在支柱206a、206b上设置有使压缩部1在工作台206上上下移动到安装位置与调心位置的升降机构203。升降机构203例如由液压致动器构成,受控制台4控制。在该例中设置有升降机构203,但也可例如在支承框架202的一部分上设置转动柱等。
在工作台206上,设置有作为θ转动修正机构的旋转涡卷转动修正机构400,其支承着压缩部1的主框架13使其可θ转动,并对应控制台4的指令经由主框架13使旋转涡卷12向θ方向转动。
在该例中,θ转动修正机构经由主框架13使旋转涡卷12向θ方向转动,但也可反之使固定涡卷11一侧转动。这种情况下,主框架13的以Z轴为中心的θ转动受到约束。
在底座201上,设置有经由联接机构500而选择性地连结在旋转涡卷12的驱动轴2上的电动机3。在该实施方式中,电动机3经由信号线连接在控制台4上,根据控制台4的指令而被控制。
在电动机3上,设置有异常检测机构31,该异常检测机构31,在经由联接机构500而连接的驱动轴2上由于例如涡卷搭叠部彼此的接触等而受到异常的转矩作用等时,检测调心的异常。该异常检测机构31也一样,经由信号线连接在控制台4上,向控制台4送出测定信号。
再次参照图1,固定涡卷移动机构300具有支承板310、X-Y移动机构320以及Z轴容许支承机构330,在Z轴容许支承机构330的前端,设置有实质上接触固定涡卷11并将其固定的固定涡卷固定机构340。
另外,固定涡卷移动机构300,以Z轴为中心的θ转动受到约束,可使固定涡卷11向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向任意移动。
在该实施方式中,X-Y移动机构320以及Z轴容许支承机构330设置为移动固定涡卷11,但也可设置为移动主框架13,这种情况下,固定涡卷11向X-Y方向的移动受到限制。
支承板310由一端固定在支承框架202上的L字形框架构成,在其一部分上设置有X-Y移动机构320以及Z轴容许支承机构330。在该例中,支承板310一体固定在支承框架202上,但例如也可经由未图示的升降机构使X-Y移动机构320以及Z轴容许支承机构330上下升降。
X-Y移动机构320具有:使固定涡卷11仅在X轴方向上移动的X轴支承板321、使固定涡卷11仅在Y轴方向上移动的Y轴支承板322。
X轴支承板321借助支承板310与X轴支承板321之间形成的直线导轨(未图示)而可滑动地安装,根据控制台4的指令而被驱动。
Y轴支承板322借助X轴支承板321与Y轴支承板322之间形成的直线导轨(未图示)而可滑动地安装,同样根据控制台4的指令而被驱动。
在Y轴支承板322的上面侧设置有支承柱323,在支承柱323的前端侧设置有Z轴自由轨道330。Z轴自由轨道330,具有可始终相对于Z轴方向移动的所谓自由轨道机构,发挥容许固定涡卷11的Z轴方向移动的Z轴容许机构的功能。
固定涡卷固定机构340一体设置在Z轴自由轨道330的下端侧,覆盖固定涡卷11的上侧地安装。在固定涡卷固定机构340上,用于固定固定涡卷11的夹持器341在该实施方式中以120°的间隔设置在3处,各夹持器341,借助未图示的驱动机构而夹持固定固定涡卷11。
在该实施方式中,固定涡卷固定机构340借助由夹持器341构成夹紧机构固定固定涡卷11,但除此之外也可利用电磁铁等进行吸附固定,只要是可约束固定涡卷11的移动,其结构可任意选择。
在支承板310上还设置有从Z轴方向按压固定涡卷11而将其固定的固定涡卷按压机构350。固定涡卷按压机构350具有平行于X轴方向地排列的两个固定用圆柱体351,固定用圆柱体351的前端向固定涡卷11的上表面出没,从而固定固定涡卷11。该固定用圆柱体351也受控制台4控制。
如图1及图2所示,旋转涡卷转动修正机构400具有:保持主框架13的主框架保持部410、可使该主框架保持部410以Z轴为中心向θ方向转动的θ转动机构420,并且设置在工作台206上。
旋转涡卷转动修正机构400,X轴方向及Y轴方向的移动受到限制,仅可向θ转动方向转动。θ转动机构420经由信号线连接在控制台4上,根据控制台4的指令而被驱动。
θ转动机构420一般使用电动机等驱动机构,但更优选采用旋转式激励器。这样,分辨能力高,移动速度快,并且即使在中央形成穿过驱动轴2的穿插孔421也不会影响功能。
在主框架保持部410的主框架设置面(图1中上表面)上,设置有用于固定主框架13的夹紧部430。夹紧部430以Z轴为中心以规定角度间隔形成有多个,在该实施方式中以120°的间隔设置在3处。
在3处夹紧部430中的1处夹紧部430上,设置有借助液压、气压或螺线管等而被推出的圆柱体431。这样,通过圆柱体431的出没,将主框架13按压在其他的夹紧部430上,从而可约束其动作。
在支承板310以及夹紧部430上,还分别设置有用于测定固定涡卷11的X轴方向及Y轴方向的移动位移量的位移传感器610、620。
各位移传感器610、620,分别经由信号线连接在控制台4上,将由各位移传感器610、620检测出的检测数据输出到控制台4。位移传感器610、620优选非接触式位移传感器,作为更具体的形式,可举出利用激光位移计或涡电流式位移计测定固定涡卷11的移动位移量的距离传感器。
此外,也可设计为对X-Y移动机构320的X轴方向及Y轴方向的直线阶跃数(リニァステップ数)进行计数,基于该计数所得的数计测位移量。
联接机构500,是同轴连结电动机3的输出轴与驱动轴2的主轴22的连结机构,在该实施方式中设置有弹簧筒夹方式的联接机构。另外,在本发明中,联接机构500的具体构造是任意的,所以省略说明。
再次参照图1,在本发明的调心装置100上,搭载有用于一体组装定心后的压缩部1的组装机构700。组装机构700安装成,可沿着第2Z轴直线导轨205上下升降。
组装机构700具有:安装成可沿着Z轴直线轨道205移动的Z轴直线导向件710、从该Z轴直线导向件710一体延伸设置的支承板720,在支承板720上搭载有一体紧固固定涡卷11与主框架13的紧固机构730。
Z轴直线导向件710,是使组装机构700整体沿着Z轴向上下方向移动的所谓升降机构,经由信号线连接在控制台4上,根据来自控制台4的指令而被驱动。
紧固机构730具有突设在支承板720的上面侧的3个紧固用圆柱体731,各紧固用圆柱体731以Z轴为中心间隔120°立设在3处。在各紧固用圆柱体731内,内置有未图示的紧固夹具供给机构等,但本发明中组装机构是任意的构成要素,所以其具体说明省略。
下面根据图3所示的流程图说明本发明的调心装置100的具体调心方法。
首先,在开始实质的调心作业之前,在步骤ST1中将压缩部1设置在调心装置100上。在图1所示的初始位置的工作台206上搭载压缩部1后,按下未图示的设定钮。从而经由支柱206a、206b的升降机构203使支承台206向上方移动,提升到调心作业的初始位置。
设定完后,当从未图示的输入部输入开始信号时,控制台4将全系统暂时初始化(步骤ST2)。
初始化后,控制台4向固定涡卷按压机构350发出指令,接收指令后,固定涡卷按压机构350使固定用圆柱体351下降,按压固定涡卷11的上表面(步骤ST3)。
然后,控制台4向夹紧部430发出指令,接受了指令的夹紧部430使夹持器431突出,将主框架13(MF)固定在主框架保持部410上,约束主框架13的X-Y方向及θ转动(步骤ST4)。
进而,控制台4向固定涡卷固定机构340发出指令,接收指令后,固定涡卷固定机构340驱动各夹持器341,从侧面固定固定涡卷11,将固定涡卷11连结在X-Y移动机构320上(步骤ST5)。经过该前处理步骤,控制台4开始调心步骤。
固定压缩部1后,控制台4向联接机构500发出指令,接收指令后的联接机构500借助未图示的升降机构被提升到驱动轴2,夹住驱动轴2(步骤ST6)。从而完成压缩部1向调心装置100上的设置。
设置完成后,操作者通过按压未图示的操作再开钮而再次开始调心作业。在调心作业中,首先,控制台4向电动机3发出指令,接收指令后,电动机3开始转动驱动,经由驱动轴2而使旋转涡卷12开始转动(步骤ST7)。
驱动轴的转动刚开始时,涡卷搭叠部间或轴承部的误差容易混入数据。因此,在步骤ST9中,控制台4对电动机3的转数、即驱动轴2的转数(n)进行计数,驱动轴2转过至少第n圈(n>3:n是正数)后,控制台4开始对从位移传感器610、620送来的测定值进行正式抽样(步骤ST8)。在该实施方式中,测定值的抽样自转动开始时进行。
定心分为转动修正和平移修正2个阶段,首先进行修正固定涡卷11与旋转涡卷12的相对角度的转动修正。
驱动轴2转动完3圈、进入第4圈的同时,控制台4向旋转涡卷转动修正机构400发出指令,接收指令后,旋转涡卷转动修正机构400以每次转动Δθ°的方式转动,使旋转涡卷12转动(步骤ST10)。另外,固定涡卷11与旋转涡卷12的理想相对角是180°。
如图4A所示,在初始状态下固定涡卷11与旋转涡卷12从理想相对角偏离较大,所以随着旋转涡卷12的旋转运动,各涡卷搭叠部彼此干涉,固定涡卷11的中心移动(转动),所以X轴方向及Y轴方向的位移量增大。
因此,在转动修正中,首先将X-Y移动机构320设为关闭(自由轨道状态),一边使旋转涡卷12转动一边在步骤ST10中使旋转涡卷12以每次转动Δθ°的方式转动,从而如图4B所示,X-Y轴方向的位移量(位移差)开始慢慢收敛,达到最佳修正角θc(在图4B中,进给角1.0°)时位移量最小。当保持该状态继续以每次转动Δθ°的方式转动时,相对角开始相互偏离,其位移差再次开始增大。
因此,控制台4判断是否可根据步骤ST11中获得的抽样数据算出最佳修正角θc,在判断为可利用抽样数据算出时,转移到下一步骤ST12,将图4B中所示的二次曲线的原点判断为最佳修正角θc,驱动旋转涡卷转动修正机构400,经由主框架13使旋转涡卷12转动移动到最佳修正角θc的位置而结束转动修正(步骤ST13)。另外,在判断为不能算出时,返回步骤ST7反复进行抽样直到获得可算出的数据。在此例中,以Δθ°为0.1°的方式使主框架13转动,在位移差达到40μm以上的位置停止转动修正。
另外,在该实施方式中,将表示位移量的二次曲线的原点认为是最佳修正角θc,但如图5所示,有时表示位移差的二次曲线的底部呈现出船底似的扁平。在这种情况下,控制台4也可求出X轴方向及Y轴方向的位移量相等的2个点θ1、θ2,设为:
                θc=(θ1+θ2)/2,算出转动角的平均值,判断该平均值为最佳修正角θc。控制台4,根据获得的抽样数据在步骤ST11中判断某一个最佳修正角θc的计算方法。
然后,进行平移修正,但在本发明中,平移修正使用上述转动修正时获得的抽样数据进行。当标出驱动轴转动1圈期间获得的固定涡卷11的X轴方向及Y轴方向的位移量时,则如图6所示成环状。
由此,在进给角为θa时,位移量大,呈现的标绘形状也是大的环状。然后在进给角为θb时,位移量稍微收敛但也还是大的环状。在进给角为θc时,位移量收缩到较小,所以呈小的环状。
因此,在步骤ST14中,控制台4,在设固定涡卷11的轨迹的X轴方向的最大点为Xmax、最小点为Xmin,设Y轴方向的最大点为Ymax、最小点为Ymin时,进行下面的式1所示的运算处理而导出固定涡卷的适当位置(Xc、Yc),
( X C , Y C ) = { ( X max + X min ) 2 , ( Y max + Y min ) 2 } - - - ]]>式1。
由此,可以利用求出抽样数据的中心位置的方法简单算出各涡卷11、12的最适当位置(Xc、Yc),中心精度也高。另外,抽样数据,虽然是在位移量最收敛的状态下的进给角θc时最优选,但其他的进给角θa或θb时也可。
根据测定数据的不同,位移量不一定如θc那样收敛,因此,作为第2测定方法,在设驱动轴2转过1圈时获得的固定涡卷11的X轴方向及Y轴方向的轨迹的全部抽样数为n时,控制台4进行下面的式2所示的运算处理而导出上述固定涡卷的适当位置(Xc、Yc),
( X c , Y c ) = { Σ i = 1 n X i n , Σ i = 1 n Y i n } - - - ]]>式2。
由此,则通过利用积分计算平均化而算出全部抽样数n的坐标点的中心,并将该中心作为固定涡卷的适当位置(Xc、Yc),从而即使包含抽样误差导致的异常的数据,也可以通过积分而平滑化,所以可进行更稳定的定位。
进而,作为第3测定方法,如图7所示,当设旋转涡卷12的最佳修正角为θc,隔着最佳修正角θc,设旋转涡卷12的转动角为θ1时的最大位移差为Gap1、此时X轴方向及Y轴方向的轨迹的中心为(Xc1、Yc1),设转动角为θ2时的最大位移差为Gap2、此时X轴方向及Y轴方向的轨迹的中心为(Xc2、Yc2),且关于最大位移差,满足下述关系、即Gap1Gap2时,控制台4进行下面的式3所示的运算处理而导出固定涡卷11的适当位置(Xc、Yc),
( X c , Y c ) = { X C 1 + X C 2 2 , Y C 1 + Y C 2 2 } - - - ]]>式3。
由此,根据设最佳修正角为θc时呈现左右对称的二次曲线的达到大致相同位移差的转动角θ1、θ2的轨迹中心,将旋转涡卷12的极小点作为固定涡卷的适当位置(Xc、Yc),从而能进行稳定的定位。
控制台4,在步骤ST11中对照抽样数据的状态判断上述第1到第3运算方法,选择最合适的运算方法进行平移修正。
平移修正的最适当位置(Xc、Yc)确定后,控制台4,在步骤ST15中向X-Y移动机构320发出指令,接收指令后,X-Y移动机构320强制使固定涡卷11移动到最适当位置(Xc、Yc)。以上完成定心作业。
然后,控制台4,向组装机构700以及Z轴直线导向件710发出指令,接收指令后,首先Z轴直线导向件710开始下降,一直降到固定涡卷11的正上方。
接着,使搭载在组装机构700内的紧固机构的导向圆柱体(都未图示)下降,将螺栓供给到固定涡卷11的固定孔中后,经由紧固工具(未图示)紧固螺栓。此时,控制台4向固定涡卷固定机构340发出指令,进一步提高对固定涡卷11的按压力,使得在螺栓紧固时固定涡卷11的位置不会偏移。另外,在本发明中,组装机构700的组装顺序是任意的,所以具体说明省略。
最后,驱动组装好的状态下的压缩部1转动,利用异常检测机构31检测其转动驱动状态(例如转矩或振动等)有无异常,如果没有问题,则停止电动机3完成调心作业(步骤ST17)。发生异常时,同样停止电动机3,同时在控制台4的显示部上进行警告显示,告知发生异常(步骤ST18)。另外,异常检测机构31也可设计为,即使在调心作业时,若发现异常,也可暂时停止作业。以上完成一连串的调心作业及组装作业。
在该实施方式中,调心装置100是可连贯进行调心作业以及组装作业的装置,但也可进一步装入进行例如压缩部10的基本组装以及供给工序的前组装装置,还可一体组装到进行将调心完成后的压缩部10包装起来的工序、或涡旋式压缩机的组装工序的包装装置或组装装置中。
如以上说明,如果采用本发明,则通过利用转动修正和平移修正进行固定涡卷与旋转涡卷的相对定位(定心),并且用转动修正时获得的测定值进行平移修正,从而可在不降低调心精度的情况下在短时间内进行调心(定心)。

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在不降低调心精度的情况下在短时间内进行调心(定心)。进行固定涡卷(11)与旋转涡卷(12)的相对的定位(定心)时,利用1次计测进行转动修正和平移修正这两种修正。 。

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