馬 雄 白 偉 嚴(yán) 磊 魏 凱 宗文超
(格力大松(宿遷)生活電器有限公司 宿遷 223800)
隨著國內(nèi)外消費(fèi)升級浪潮的不斷推進(jìn),消費(fèi)者對干衣機(jī)的需求日漸增強(qiáng),尤其每年南方“回南天”期間干衣機(jī)出貨量巨大。潮濕環(huán)境下衣物烘干已成為全民最基礎(chǔ)的消費(fèi)需求,由此干衣機(jī)市場規(guī)模連年增長,市場前景廣闊。衣柜式干衣機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,易于收納,在過去幾年線上市場規(guī)模取得了高速擴(kuò)張。為保障性能的穩(wěn)定性,目前衣柜式干衣機(jī)整機(jī)功率測試方法比較復(fù)雜:先手工安裝衣柜,先進(jìn)行加熱預(yù)熱,待功率穩(wěn)定后進(jìn)行功率測試,測試完成后再拆下衣柜,整個功率測試過程繁瑣且效率低下,無法滿足產(chǎn)線的高效率的生產(chǎn)需求,無法快速滿足日益增長的市場銷售需求。因此亟需開發(fā)一種可以快速測試衣柜式干衣機(jī)整機(jī)工作功率的檢測方法,達(dá)到滿足在線快速檢測整機(jī)功率的效果。
1)利用動態(tài)電源循環(huán)線體,對干衣機(jī)進(jìn)行預(yù)加熱,整機(jī)流入性能房后其功率值可穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)??煽焖俳由瞎β蕼y試設(shè)備進(jìn)行功率值及其他性能指標(biāo)測試檢驗(yàn)。解決干衣機(jī)無法在流水線體預(yù)熱問題,如圖1所示。
2)通過陶瓷PTC(電阻與溫度的關(guān)系)特性及功率[1]計(jì)算公式:P= U2/R,基于測試空間環(huán)境溫度變化后PTC電阻隨溫度的上升與下降,影響整機(jī)功率值的下降及上升,通過探索和研究一種快速測試陶瓷PTC功率的方法。
PTC陶瓷體的電阻與其自身溫度有關(guān)。當(dāng)溫度低于Tmin時,電阻隨溫度的上升與下降,呈現(xiàn)負(fù)的溫度系數(shù)。如R-T[2]曲線中的A段,若溫度在Tmin與Tmax之間,陶瓷體的電阻隨溫度上升而急劇增大,呈現(xiàn)正的溫度系數(shù),如曲線中的B段,具有應(yīng)用價值的也就是這一段。當(dāng)溫度高于T max后,陶瓷體的電阻又隨溫度上升而下降。在常溫下PTC是低電阻,在加上電壓后,電流較大,溫度上升。但當(dāng)PTC陶瓷體充分發(fā)熱后,電阻增大,電流減小,發(fā)熱功率P= U2/R比散熱功率小,故溫度下降;溫度下降后又導(dǎo)致電阻減小,電流增大,加大發(fā)熱功率,溫度反而上升,這樣的負(fù)反饋將使發(fā)熱體的溫度維持恒定。
衣柜式干衣機(jī)整機(jī)功率值主要受到內(nèi)部無刷直流風(fēng)扇轉(zhuǎn)速(風(fēng)量)及測試空間環(huán)境溫度兩大因素影響;
首先通過對無刷直流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速值一致性分析,判定對整機(jī)功率值影響程度。隨機(jī)取30件無刷直流風(fēng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速值數(shù)據(jù)采樣分析,再通過Minitab軟件對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速一致性過程能力進(jìn)行分析(圖2)。
圖2 無刷直流風(fēng)扇轉(zhuǎn)速值一致性過程能力分析
1)能力直方圖
直方圖的左右兩側(cè)的參考線分別為LSL和USL,無刷直流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的所有測試值均在規(guī)定界限之內(nèi),直方圖及兩條的重疊整體正態(tài)曲線和組內(nèi)正態(tài)曲線可見,表面風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速近似服從正態(tài)分別,能夠滿足分析的要求。直方圖中央綠色的參考線為目標(biāo)值,貼合與正態(tài)曲線的波峰。
2)過程數(shù)據(jù)
無刷直流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的樣本均值為:3 350 rtm與目標(biāo)值3 350 rtm一致。
3)指數(shù)分析
整體能力指數(shù)(Pp)和潛在(組內(nèi))能力指數(shù)(Cp)約為1.7,均大于基準(zhǔn)值1.33,表明過程能力充足。Ppk和Cpk約為:1.7左右,表明分別沒有分離;Cpm=1.63>1.33,表明數(shù)據(jù)與目標(biāo)值非常接近;
4)性能指標(biāo)
預(yù)期整體合計(jì)PPM為0.28,即無刷直流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的預(yù)期不合格率為:0.28×10^6,表明每百萬個產(chǎn)品中大約1個轉(zhuǎn)速不符合要求。
5)綜上數(shù)據(jù)分析
說明此款風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一致性好,生產(chǎn)過程管控能力富余,轉(zhuǎn)速對整機(jī)功率值的影響甚微,可忽略此因素影響,見表1。
表1 過程能力判斷參考標(biāo)準(zhǔn)
1)根據(jù)陶瓷PTC(電阻與溫度的關(guān)系)自身特性,測試性能房環(huán)境溫度控制在23±2 ℃,整機(jī)加熱工作時間80 s的時長后功率輸出值處于一個穩(wěn)定范圍上下波動,此在條件環(huán)境下驗(yàn)證判斷測試空間環(huán)境溫度對整機(jī)功率值的影響(圖3)。
圖3 相同測試環(huán)境下同一臺整機(jī)安裝衣柜與不安裝衣柜功率測試值
2)取一臺干衣機(jī)套上衣罩拉上衣罩拉鏈前記錄當(dāng)前溫度測試儀顯示的空間溫度:24.5 ℃,拉上衣罩拉鏈后開啟整機(jī)加熱工作運(yùn)行80 s后,拉開衣罩再次記錄衣罩內(nèi)環(huán)境溫度為:29.2 ℃,此次功率測試值顯示整機(jī)功率為:967 W。
3)取同一臺干衣機(jī)待完全冷卻后,測試性能房環(huán)境溫度為:24.5 ℃,不安裝衣柜直接開機(jī)運(yùn)行80 s后,性能房空間溫度24.7 ℃,整機(jī)功率值為:1 013 W;
通過如上驗(yàn)證測試空間環(huán)境溫度變化對整機(jī)功率值的影響,環(huán)境溫度相差5 ℃帶衣罩與不帶衣罩整機(jī)功率值相差近45 W。環(huán)境溫度變化1 ℃功率值有近10 W左右差異。
為更進(jìn)一步驗(yàn)證確認(rèn)安裝與不安裝衣罩整機(jī)測試功率的關(guān)系,對200臺整機(jī)進(jìn)行安裝衣罩和不安裝衣罩進(jìn)行整機(jī)功率值測試,對測試數(shù)據(jù)通過Minitab質(zhì)量分析工具進(jìn)行直方圖數(shù)據(jù)分析(圖4)。
圖4 整機(jī)功率測試兩種狀態(tài)直方圖
安裝衣罩測試功率與未安裝衣罩測試功率值的標(biāo)準(zhǔn)差約7.16,兩者均值差約36,同步采用散點(diǎn)圖對兩者功率測試值關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析(圖5)。
圖5 安裝與不安裝衣柜功率
1)通過數(shù)據(jù)對比分析,可以得出前后兩者存在正相關(guān)特性。因此,可以得出利用測試空間環(huán)境溫度變化后整機(jī)功率值的差異性[3],可以通過不安裝衣罩的測試并通過功率值補(bǔ)償?shù)姆绞娇梢钥焖龠M(jìn)行整機(jī)功率值測試,結(jié)果可靠。
2)依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析情況,可以制定不帶衣柜干衣機(jī)整機(jī)功率測試條件和標(biāo)準(zhǔn),具體對比如表2。
表2 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)功率
通過在流水線線體與性能檢驗(yàn)房上部空間,增加10 m左右的可循環(huán)滾動的供電系統(tǒng),供電系統(tǒng)循環(huán)滾動速度可根據(jù)生產(chǎn)線體線速進(jìn)行調(diào)整,根據(jù)此款產(chǎn)品的預(yù)加熱后整機(jī)功率穩(wěn)定時間為需70 s左右,依據(jù)此時間再調(diào)整線速與供電系統(tǒng)滾動速度,保證線體裝配好的裝機(jī)插入到電源后流入到性能房時間在70 s,性能房檢驗(yàn)員可快速拔掉已預(yù)熱完成的產(chǎn)品插入到檢驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行功率值及相關(guān)性能指標(biāo)測試此檢驗(yàn)過程僅需要12 s時間有效解決需要在檢驗(yàn)房安裝衣柜先預(yù)熱再功率性能測試的繁瑣方式,大大提升的產(chǎn)品測試效率及可靠性(圖6)。
圖6 利用供電循環(huán)系統(tǒng)解決單機(jī)預(yù)熱等待時間