廖方敏
(TCL空調(diào)器(中山)有限公司 中山 528400)
隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,城市進(jìn)程和工業(yè)化進(jìn)程的不斷增加,產(chǎn)品競爭力越來越激烈,對產(chǎn)品生產(chǎn)的成本、效率、質(zhì)量,員工的職業(yè)健康安全越來越高,本文針對空調(diào)室外機(jī)冷媒灌注工藝進(jìn)行研究,通過采用截止閥高壓端灌注工藝及以最經(jīng)濟(jì)的方案更改現(xiàn)有生產(chǎn)線,實現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)的成本控制、效率保持、質(zhì)量提升,員工的職業(yè)健康提高。
按照目前空調(diào)行業(yè)通用生產(chǎn)工藝,通過工藝管向空調(diào)室外機(jī)進(jìn)行冷媒灌注,室外機(jī)工藝管灌注冷媒生產(chǎn)工藝復(fù)雜,存在下述幾個問題:
工藝管灌注冷媒后,需要對室外機(jī)上的工藝管進(jìn)行密封,密封效果需要根據(jù)焊工的技能水平和輔助工具封口鉗的穩(wěn)定性,密封性難以保證,經(jīng)常發(fā)生冷媒泄漏的情況。
冷媒灌注,需要借助快速接頭工具與工藝管進(jìn)行對接輔助(如圖1),由于快速接頭與工藝管是機(jī)械咬合,冷媒灌注時的灌注壓力為2.8~3.2 MPa,如果快速接頭發(fā)生咬合失效情況,灌注過程中會加速接頭突然松脫擊傷人員的情況。
圖1 快速接頭咬合工藝管
火焰釬焊工藝會產(chǎn)生煙霧(如圖2),除了會帶來環(huán)境的污染,長期在此崗位作業(yè)也會影響員工的身體健康。
圖2 火焰釬焊封口作業(yè)
普通機(jī)型需要從毛細(xì)管組件中單獨加一個分流三通管和一段120 mm的φ6*0.5 mm的銅管(如圖3所示);可燃冷媒機(jī)型還需要采用洛克環(huán)工藝或者超聲波焊接工藝進(jìn)行封口,需要再單獨加洛克環(huán)零件或者超聲波設(shè)備。
圖3 分流三通管和工藝管
根據(jù)空調(diào)制冷、制熱原理圖(如圖4、5),直接從低壓閥充注冷媒,直接會把液態(tài)冷媒灌注進(jìn)壓縮機(jī)腔,我們知道液態(tài)相對于氣態(tài)具有不可壓縮性的物理特性,會導(dǎo)致對外機(jī)內(nèi)的壓縮機(jī)吸、排氣閥片均有沖擊,影響壓縮機(jī)的可靠性,增加壓縮機(jī)的故障率。
根據(jù)空調(diào)制冷、制熱原理圖(如圖4、5),直接從高壓閥充注冷媒,液態(tài)冷媒經(jīng)過外機(jī)的冷凝器、壓縮機(jī)的儲液罐,進(jìn)入壓縮機(jī)腔會成為氣態(tài)狀態(tài),但從高壓閥灌注冷媒,由于外機(jī)的節(jié)流裝置內(nèi)徑只有1.0~2.0 mm,存在阻力作用,灌注效率必然降低,提高灌注壓力,必然降低冷媒灌注的安全性。
圖4 制冷循環(huán)原理圖
圖5 制熱循環(huán)原理圖
3.1.1 工件、工具準(zhǔn)備:對應(yīng)箱體的室外機(jī)(待抽真空、灌注作業(yè))、相應(yīng)規(guī)格角閥等(如圖6)。
圖6 室外機(jī)樣機(jī)
3.1.2 取裝角閥:取用相應(yīng)規(guī)格角閥裝到室外機(jī)大、小閥門上(如圖7)。
圖7 室外機(jī)大、小閥門裝上充注角閥
3.1.3 工藝管封口:提前將工藝管焊接封口(如圖8)。
圖8 室外機(jī)對工藝管進(jìn)行封口完成
3.1.4 抽真空:將真空管與室外機(jī)大、小閥門上角閥對接,開始抽真空作業(yè),暫定抽真空時間為180 s,記錄抽真空后真空度(如圖9)。
圖9 室外機(jī)進(jìn)行灌注前的抽真空
3.1.5 灌注:抽真空合格后,將室外機(jī)放置到電子秤上,去皮,灌注槍與小閥門對接進(jìn)行灌注(如圖10),記錄灌注時間和灌注速度(如圖12),灌注完成后拔除灌注槍,記錄電子秤重量數(shù)據(jù)(如圖11)。
圖10 室外機(jī)高壓閥進(jìn)行冷媒灌注
圖11 室外機(jī)冷媒灌注重量
圖12 灌注機(jī)灌注后的參數(shù)
3.1.6 將以上記錄數(shù)據(jù)匯總成表(見表1),照片存檔。
根據(jù)以上試驗過程,共收集了11組不同冷量、不同毛細(xì)管規(guī)格大小外機(jī)從高壓閥灌注的速度試驗數(shù)據(jù)(如表1所示),根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可知,外機(jī)小閥門灌注速度與毛細(xì)管規(guī)格大小有關(guān),約20~50 g/s,而工藝管灌注速度可達(dá)到200 g/s,因此室外機(jī)灌注時間將由原先10~20 s/臺增加到40~60 s/臺。
表1 高壓閥灌注實驗數(shù)據(jù)
冷媒從室外機(jī)高壓閥門灌注可行,但原抽真空環(huán)線末端移動式灌注模式已不能滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求,需對生產(chǎn)線進(jìn)行相應(yīng)改造并增加相應(yīng)的數(shù)量灌注槍才能滿足生產(chǎn)效率。
目前冷媒高壓灌注現(xiàn)有模式都不能滿足生產(chǎn)節(jié)拍高壓閥灌注工藝需求,需要對生產(chǎn)線進(jìn)行相應(yīng)改造并增加灌注槍數(shù)量。
根據(jù)高壓閥灌注實驗數(shù)據(jù)可以得出,室外機(jī)灌注時間同比增加,需要滿足生產(chǎn)10~15 s/臺的產(chǎn)量節(jié)拍,必須配備6把灌注槍(單一冷媒)才能滿足要求。
改造前的真空臺站環(huán)線型采用真空環(huán)線末端進(jìn)行移動式灌注模式,只有一個出口通道(如圖13),最多只能使用2把冷媒灌注槍進(jìn)行灌注,無法滿足生產(chǎn)節(jié)拍。
圖13 改造前真空環(huán)線
針對抽真空環(huán)線的特點,擬采用灌注區(qū)抽真空環(huán)線采用一進(jìn)兩出改造方案,在兩個出叉位實現(xiàn)多臺產(chǎn)品同時灌注,此抽真空環(huán)線進(jìn)出叉改造方案具備改造幅度小、投入成本低和改造周期短特點。
抽真空環(huán)線新增1道出叉段,以實現(xiàn)4~6把灌注槍同時灌注,滿足生產(chǎn)線灌注節(jié)拍要求,實現(xiàn)4~6臺產(chǎn)品同時進(jìn)行灌注,改造方案進(jìn)行如下設(shè)計,抽真空環(huán)線進(jìn)出叉改造方案圖及實際效果(如圖14、15)。
圖14 改造后真空環(huán)線
圖15 改造后真空環(huán)線
1)抽真空環(huán)線出叉程序調(diào)整,出叉段1和出叉段2平均分流。
2)出叉段分段動力設(shè)計,初步設(shè)計為三段,即加速段、中間段和出機(jī)段。
加速段:抽真空完成產(chǎn)品加速進(jìn)入出叉段。
中間段:可存儲3~4臺產(chǎn)品,灌注工進(jìn)行灌注槍對接開始灌注。
出機(jī)段:可存儲1~2臺產(chǎn)品,灌注完成后加速分離,進(jìn)入主線。
3)中間段、出機(jī)段末端分別安裝阻擋器,進(jìn)行產(chǎn)品分離,中間段阻擋器由灌注工控制放行。
4)灌注機(jī)定置在出叉段對面,灌注槍走空中或是地面過主線后懸掛在平衡吊上,方便灌注工操作,采用雙平衡吊導(dǎo)軌,滿足灌注槍交叉移動。
5)抽真空環(huán)線程序上可以進(jìn)行抽真空異常產(chǎn)品識別。
6)出叉段產(chǎn)品灌注完成,增加員工蓋章。
真空臺站是固定式工作站的灌注模式,外機(jī)抽真空合格后,產(chǎn)品匯流回主線,只有一個主線通道(圖16),只能使用1把冷媒灌注槍進(jìn)行灌注,無法滿足生產(chǎn)節(jié)拍。
圖16 改造前真空臺站
針對抽真空臺站的特點,擬采用抽真空區(qū)域增加抽真空臺站,產(chǎn)品抽完真空度合格后,立即從產(chǎn)品高壓閥進(jìn)行冷媒灌注,以實現(xiàn)4~6 把灌注槍同時灌注,滿足生產(chǎn)線灌注節(jié)拍要求,實現(xiàn)4~6 臺產(chǎn)品同時進(jìn)行灌注,改造方案進(jìn)行如下設(shè)計,抽真空臺站線改造方案圖及實際效果(如圖17、18):
圖17 改造后真空臺站
圖18 改造后真空臺站
1)抽真空臺站從10個增加至16個,每邊各8個真空臺站。
2)把灌注機(jī)放置在真空臺站的平臺上,灌注機(jī)控制面板與機(jī)臺分離,固定在操作員工附近直接操作。
3)產(chǎn)品抽完真空度合格后,立即從產(chǎn)品高壓閥進(jìn)行冷媒灌注,灌注槍懸掛在平衡吊上通過橫梁滑軌進(jìn)行移動。
4)外機(jī)完成冷媒灌注后,增加員工蓋章。
空調(diào)室外機(jī)冷媒采用高壓灌注工藝,從質(zhì)量、安全、健康、成本等方面對比室外機(jī)從工藝管灌注工藝具有較高的優(yōu)勢,但對空調(diào)生產(chǎn)線的變動改造前期投資相對較高,需要1~2年才能回成本,隨著家用空調(diào)行業(yè)需不斷提高其自身競爭力以獲得更多的市場占有份額,必然要對產(chǎn)品制造工藝進(jìn)行改進(jìn),降低生產(chǎn)成本,相信后續(xù)家用空調(diào)行業(yè)都會逐步進(jìn)行切換為室外機(jī)冷媒高壓灌注工藝。