【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種管翅式換熱器液壓脹接質量的在線評估方法，具體涉及一種在管翅式換熱器液壓脹接過程中，通過監測、分析換熱管外徑和脹形壓力兩參數與其設定目標值的關系，控制液壓脹接過程并綜合評估換熱器脹接質量的方法。
技術介紹
1、
2、空調主要由制冷系統、空氣循環系統和電控系統三部分組成。制冷系統是空調的核心，由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器等組件組成。管翅式換熱器作為一種熱交換效率高、制冷劑充注量少、耐腐蝕性能佳的換熱器，廣泛應用于空調制冷系統中的冷凝器和蒸發器，是決定空調能效高低和運行穩定性的關鍵部件?？紤]到金屬的硬度、強度、延展性和導熱性，管翅式換熱器主要采用銅或鋁合金內螺紋換熱管作為冷媒的流動通道，同時在換熱管外側安裝鋁箔翅片增大與外部環境的換熱面積。為降低熱阻、保證換熱管與翅片間良好的換熱效率，必須通過脹接工藝使換熱管與翅片緊密貼合形成過盈配合。
3、目前，管翅式換熱器多采用傳統的機械脹接法制造，原理是將直徑大于換熱管內徑的機械脹珠壓入管內，使換熱管發生塑性變形，換熱管直徑增大并接觸翅片使翅片發生一定的變形；當機械脹珠對換熱管的作用力卸載后，換熱管和翅片同時發生彈性回復變形，換熱管彈性回復變形小于翅片的彈性回復變形，從而在換熱管和翅片之間形成過盈配合。但脹形時機械脹珠對管內壁的作用力不均勻，易產生脹彎、脹破缺陷和內螺紋損傷等問題。
4、液壓脹接法利用液體介質對管內壁施加均布載荷使管發生脹形，能夠克服機械脹接時作用力不均勻的問題，是一種適用于中空管類多層構件脹接的先進技術。液壓脹接時液體介
5、為保證液壓脹接時換熱管與翅片之間的脹接質量，避免出現壓力過大造成換熱管管脹破的現象，需要準確控制液壓脹接工藝參數、合理評估脹接質量。良好的脹接質量需要將換熱管由其初始直徑dg脹形到目標直徑d±δd范圍內，其中，δd為容許直徑偏差，目標直徑d與換熱管初始直徑dg和翅片孔初始直徑dc滿足關系d>dg>dc。合理的目標直徑d及其容許偏差δd需要通過充分的實驗驗證才能確定。
6、假設換熱管滿足式(1)表示的雙線性應變強化特性，那么脹接所需目標脹形壓力值p可通過式(2)估算，對應換熱管和翅片剛好接觸時所需的脹形壓力值(洪瑛,王學生,陳琴珠,王建甫.液壓脹管理論計算中材料模型的雙線性簡化[j].機械設計與研究,2018,34(01):199-202.)，實際生產用目標脹形壓力值及其容許偏差需要通過實驗驗證。
7、
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9、式中，σ為換熱管變形時的流動應力，σs為換熱管的屈服強度，ε為換熱管產生的應變，e為換熱管的彈性模量，a1、a2為常數，dg、tg分別為換熱管的初始直徑和壁厚，dc為翅片孔初始直徑。
10、從式(2)中可以看出，對于一定直徑的換熱管，脹接所需脹形壓力p主要由換熱管壁厚tg和屈服強度σs決定，tg和σs的值越小，換熱管脹形到目標直徑d所需的脹形壓力p也越小。假設理想條件下換熱管管坯的幾何尺寸和屈服應力為定值，那么實現管翅良好脹接所需要的脹形壓力也將是定值，只需控制脹形壓力即可實現對脹接工藝的控制。
11、然而，不同批次管坯的幾何尺寸和力學性能實際上是波動的，有些管坯甚至還可能存在壁厚不足和屈服應力不足等缺陷，這對液壓脹接過程控制和質量在線評估提出挑戰。液壓脹接過程控制方面，為使管坯達到有效脹接變形程度所需的脹形壓力隨管坯幾何尺寸及屈服應力的波動而波動，僅使用脹形壓力控制脹接過程不能全面考慮管坯尺寸和性能波動帶來的影響，還可能造成換熱管脹形過度或脹接不良等問題。脹接質量在線評估方面，換熱管管坯自身還可能存在壁厚不足和屈服應力不足等缺陷，導致管坯承載內壓的能力降低，脹形時易發生破裂；即使未脹破，獲得的有缺陷的換熱器也存在易泄露、壽命不足的風險。
12、因此，需要一種能夠充分考慮管坯尺寸波動、屈服應力波動以及缺陷影響的管翅式換熱器液壓脹接過程控制和質量在線評估方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種管翅式換熱器液壓脹接過程控制和質量在線評估方法，通過監測和分析換熱管外徑和脹形壓力兩參數與其設定目標值的關系，控制脹接過程并綜合評估換熱器脹接質量，以實現管翅式換熱器的高質量、高效率脹接。
2、本專利技術的技術方案：
3、一種管翅式換熱器液壓脹接過程控制和質量在線評估方法，步驟如下：
4、步驟一、設置液壓脹接參數：在控制系統7中設置換熱管的目標脹形直徑d、目標脹形壓力值p、容許直徑偏差δd和容許壓力偏差δp；
5、步驟二、安裝固定：
6、將待脹接的換熱管2和翅片3安裝在自動化液壓脹接裝置上；自動化液壓脹接裝置包括工作臺9、脹形壓力加載單元11、脹形壓力監測單元12和直徑監測單元8和控制系統7；工作臺9上安裝有管端密封頭1、支撐塊4、油缸5和活動橫梁6，油缸5可帶動活動橫梁6上下移動以實現換熱管2的松開和夾緊；支撐塊4分別固定在活動橫梁6、工作臺9上，用于支撐換熱管2；脹形壓力加載單元11將脹形所需高壓流體介質經液壓管路10和管端密封頭1充入換熱管2；脹形壓力監測單元12用于監測換熱管內的脹形壓力并反饋到控制系統7；直徑監測單元8采用接觸式位移傳感器16監測換熱管直徑并反饋到控制系統7；控制系統7分析接收到的過程數據并向脹形壓力加載單元11發送控制指令；
7、步驟三、開始脹接：向換熱管2管坯內逐漸充入高壓流體介質，監測換熱管2直徑d*和脹形壓力p*，當滿足如下三個條件之一時停止充液脹形：1)脹形壓力p*陡降，2)換熱管2直徑d*達到d+δd，3)d*≥d-δd且p*≥p-δp；
8、步驟四、分析實驗參數，評估脹接質量：
9、1)如果脹形壓力p*陡降，此時換熱管2脹形破裂；
10、2)如果d-δd≤d*≤d+δd且p*＜p-δp，此時換熱管2脹形壓力偏低，需要進一步檢測產品質量；
11、3)如果d-δd≤d*≤d+δd且p*≥p-δp，此時換熱管和翅片脹接質量良好，形成達到設計要求的換熱器組件；
12、步驟五、泄壓取件：卸載液壓壓力，取下完成脹接的換熱器組件。
13、進一步，步驟二中，油缸5、活動橫梁6和工作臺9替換為拉桿13、上固定板14和下固定板15，上固定板14和下固定板15通過拉桿13和螺栓固定，上固定板14和下固定板15用于固定支撐塊4。
14、進一步，高壓流體介質為純水、hfae20-5乳化油與水混合的乳化液、揮發性沖壓油。
15、進一步，直徑監測單元8采用非接觸式的激光位移傳感器17。
16、本專利技術的有益效果：
17、(1)本專利技術通過監測、分析脹形壓力和換熱管外徑兩參數與其本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種管翅式換熱器液壓脹接過程控制和質量在線評估方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據權利要求1所述的管翅式換熱器液壓脹接過程控制和質量在線評估方法，其特征在于，步驟二中，油缸(5)、活動橫梁(6)和工作臺(9)替換為拉桿(13)、上固定板(14)和下固定板(15)，上固定板(14)和下固定板(15)通過拉桿(13)和螺母固定，上固定板(14)和下固定板(15)用于固定支撐塊(4)。
3.根據權利要求1所述的管翅式換熱器液壓脹接過程控制和質量在線評估方法，其特征在于，高壓流體介質為純水、HFAE20-5乳化油與水混合的乳化液、揮發性沖壓油。
4.根據權利要求1所述的管翅式換熱器液壓脹接過程控制和質量在線評估方法，其特征在于，直徑監測單元(8)采用非接觸式的激光位移傳感器(17)。
【技術特征摘要】
1.一種管翅式換熱器液壓脹接過程控制和質量在線評估方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據權利要求1所述的管翅式換熱器液壓脹接過程控制和質量在線評估方法，其特征在于，步驟二中，油缸(5)、活動橫梁(6)和工作臺(9)替換為拉桿(13)、上固定板(14)和下固定板(15)，上固定板(14)和下固定板(15)通過拉桿(13)和螺母固定，上固定板(14)和下...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱海輝，張永恒，李冰，祁偉，管仁國，
申請(專利權)人：大連交通大學，
類型：發明
國別省市：
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