分体落地式空调产品结构标准化设计

贾水田 王小强 雷杰雄 王征

（珠海格力电器股份有限公司标准管理部 广东珠海 519070）

1 引言

随着国家经济的快速发展，人们生活水平日益提高，在满足物质条件下，分体落地式空调越来越多的走入寻常百姓家，成为日常生活的必须品。据互联网空调行业调查报告，分体落地式空调的关注度由09年的30.4%提高到12年的34%。随着需求的增加，分体落地式空调的设计也越来越趋向于多样化，如何实现快速的转换，以满足不同客户的需求，标准化设计已成为各个企业关注的重点。

2 标准化设计的特点和必要性

企业标准化在企业开发、生产、经营、质量、管理活动中具有重要作用，是企业管理现代化的重要组成部分和技术基础。标准化通用化设计对企业具有以下影响：（1）专业化、大生产的前提和必要条件；（2）有利于加快产品研发，提高研发效率；（3）降低成本，保证生产；（4）稳定和提高产品质量；（5）易于维修；（6）提高企业技术水平及竞争力；（7）利用信息技术，推动企业使用高新技术，实现科技进步。因此，实施企业标准化的重要性和必要性是显而易见的，对企业的影响是长存久远的。

3 空调产品结构标准化设计

空调产品结构标准化设计主要包含三个方面内容。

3.1 零部件通用化设计

零部件通用化是产品设计标准化的重要内容，其基本内容是：将各种功能相同、结构相似、尺寸相近的零部件，通过简化、优选、统一为一种或几种规格，扩大其使用范围，使其成为通用件，进而形成标准件。在产品设计开发过程中，对于同一类型、不同规格甚至不同类型的产品，不再重新设计零部件，而是直接采用已有的通用件或标准件。

（注：零部件通用化能最大限度地减少零部件在设计和制造过程中的重复劳动，节省设计成本，提高开发效率，缩短新产品开发周期，以方便用户对产品的使用和日常维修。）

图1 分体落地式空调外观示例

图2 UDF转轴局部结构特征、轴套

3.2 局部结构通用化设计

对于空调产品零部件而言，如果存在功能相同、外形相似、尺寸相近的局部结构，通过简化、优选、统一为一种或几种规格，形成局部结构通用化，在产品零件结构设计过程中可直接选用。

3.2.1 基本要求

对空调产品进行系列化设计时，应全面对比分析基型产品及派生改进产品中零部件的个性与共性，找出具有共性的零部件局部结构，将这些具有共性的局部结构作为优选的局部结构特征；结构设计在满足系统性能、安全等基本要素的前提下，应保证零件生产稳定、保证生产装配效率、保证拆装可靠性及产品质量一致性；局部结构零件对应模具设计、制造加工工艺性好，生产效率高；在可能的运输、颠振、周转情况下能保证结构的可靠性及稳定性；运动部件在各种制冷、制热运转过程中无异响、噪音等。

3.2.2 案例说明

以滑动门导风机构（导风板与轴套孔配合设计）进行案例说明：

（1）确定UDF（自定义）局部结构模型

（2）确定选材及设计要求

含使用材料范围、设计尺寸要求、配合方向要求、配合间隙要求等内容。

（3）使用方法

建立定位基准→选择对应UDF模型→按系统提示确定位置（如图3所示）→完成（如图4所示）。

（4）形成规范

实现经验总结，规范传承。

3.3 结构标准化设计

结构标准化设计目前发展趋势——实现平台化设计（如图5所示）。在空调产品模块化设计的基础上，研究平台化设计方法，改善产品开发环境。以平台支持多个产品的开发与交付，提升平台杠杆并增加模块的重复应用；平台架构规划的精髓在于：标准模块（模块与产品功能的对应）、标准接口（模块之间的接口）；模块化和接口标准化是平台化两个主要原则；平台元素各有其生命周期，及时更新、维护，以保持公司产品平台的竞争力，推出满足客户及市场需求的最佳产品；产品开发侧重平台开发，使平台模块标准化，缩短上市周期：基于市场需求企划产品系列，区分高、中、低端；产品平台时常更新，加入最新功能、零部件及相关技术，以保持竞争力；平台模块化设计开发，以利于采购和供应链成本的优化。以产品平台为中心的研发优化能带来很多益处：

（1）营销——提前进入市场，增加了市场占有率，增加收入。

（2）直接工程费用降低——标准化通用化的结构，减少开发测试资源。

（3）复杂性降低——减少服务，降低服务、管理成本。

（4）原材料成本降低——标准化的架构和设计再利用，改进采购谈判定位。

（5）制造人工成本降低——减少部件总数；标准化的接口。

（6）投资费用降低——设备与模块利用率增加。

4 分体落地式空调产品结构简介

全新分体落地式空调室内机结构（如图6所示）主要分为钣金件模块、蒸发器部件模块、风道结构件模块、排水密封保温模块、注塑件模块、电控模块等6大模块。

（1）钣金件模块

包括后板、左右侧板(喷涂件)、挡风板、接水盘挡板、电器盒部件、蜗壳压板等。需重点关注材料的选择（喷涂件材料的选择、材料厚度的选择等）、配合间隙的设计（一般大面积的面配合，需要预留较大间隙，如：后板与左右侧板的非螺钉固定面配合）。

（2）蒸发器部件模块

包括蒸发器组件、左右挡风板、蒸发器连接板、挡水板组件等。需重点关注蒸发器片距的选择。

图3 UDF使用示例

图4 最终模型、装配结果

图5 平台化设计示例

图6 分体落地式空调内机结构示意

（3）风道结构件模块

包括蜗壳、离心风叶等。需重点关注蜗壳型线的设计（4段螺旋曲线设计）。

（4）排水密封保温模块

包括接水盘、海绵件、出风口泡沫等。接水盘一般要求内表面吸塑处理，防止漏水；海绵件主要是保温（侧板、挡风板）、 防止漏风、凝露等；出风口泡沫需注意检查密封性，否则潮态实验会出现冷风倒灌到出风面板与挡风板之间。

（5）注塑件模块

包括顶盖部件、出风部件、进风部件、底盘部件、运动部件模块、大门板部件等。需重点关运动部件的设计，需要设计模拟机构运动。

（6）电控模块

结构设计方面包括电气元件、辅助电加热部件、控制器主板、显示板等。需确认电器盒内电气元件的摆放位置、确认辅助电加热与泡沫及出风口扫风板的间隙距离、确认安装显示板的控制器盒的大小及形状、确认按键的设计要求。

5 产品走线的结构标准化设计

5.1 走线结构

机内配线设计是电气设计的重要环节，机内配线的设计包括线径、线长、端子、走线方式等，其直接关系到控制器的可靠性、可维修性、生产效率和测试效率，因此电气设计里面的机内配线设计也直接关系到整个电控系统能否达到“四个面向”的要求。因此机内配线设计紧紧围绕以下目标：提高可靠性、提高可维修性、提高生产效率和测试效率。主要通过以下几个方式来实现：（1）减少配线数量；（2）缩短配线长度；（3）进行防反插防错插设计。

5.2 安全设计

内部布线主要依据以下几个方面进行安全结构标准化设计：配线不能经过尖锐、锋利的地方；配线不能经过高温区域，不能与高温部件接触；配线不能经过运动部件活动区域；配线走线不能有引水到带电部件的隐患，否则要有“回水湾”设计；走线后配线不能直接与人手易触及金属部件接触；配线走线时应充分考虑对EMC的影响，强弱电尽量分开；配线走线时应尽量简洁、美观、易操作，如：尽量少扎线扎，避免在不便操作的地方扎线扎。

6 面向用户、面向生产的设计

人的需求最重要——新用户、老用户、潜在用户以及设计流程中我们的用户，在产品设计中都是不可或缺的宝藏。质量好、实用、方便、省电节能等，这些用户的基本需求都需要在结构设计时充分考虑。

图7 拆取过滤网示意

图8 便于接管的结构示意

图9 拆卸进风面板示意

图10 变频室外机更换主板示意

产品技术过硬是基础，质量好是基础的基础，这就要求在产品结构设计时需考虑到生产加工、加工工艺、生产场所等生产因素，同时通过一些生产管理模式，如六西格玛管理法、精益生产、质量整改、6S、合理化建议、QC小组等，进行立体式的操作，来确保产品质量。

7 面向售后的结构标准化设计案例

（1）过滤网的清洗：将过滤网旋转到正面，拆取过滤网（如图7所示）。

（2）便于接管的结构设计（如图8所示）：根据室内机的具体安装位置，将室内机进出管弯曲部分（如图8a）从壳体内垃出（如图8b），与连接管对接并将连接管与排水管包扎在一起（如图8c）。

8 面向维修的结构标准化设计案例

产品的维修性设计的目的是实现规定的维修性的定量与定性要求，特别是减少维修时间的要求。维修性设计要符合维修方案的要求，并满足环境、人的因素等约束条件。维修性设计一般要求：（1）简化产品及维修操作；（2）具有良好的可达性；（3）提高标准化、互换性程度；（4）具有完善的方差错措施和识别标志。

示例1：售后维修更换电机、风叶，只需拆卸进风面板、导流圈后，就可方便的维修更换电机、风叶（如图9所示）。

示例2：变频室外机主板维修频率较高，变频室外机主板一般平放在右侧顶部。维修主板时，需先拆卸顶盖，再拆卸电器盒盖，最后拆装维修更改主板。因目前建筑结构要求，室外机普遍要求放置在飘窗空调格，顶部空间有限，无足够的空间来拆装主板（如图10所示）。

目前维修方法是：将室外机机拉出飘窗空调格在进行维修更改主板，部分机型还需收气，拆卸连接管，维修困难、时间长。

解决上述问题，在设计方面给出的建议：电器盒主板放置在前侧板后方，只拆卸前侧板，就可方便维修电器盒、主板。

9 结束语

空调产品结构的设计是一个不断完善的过程，克服设计过程中遇到的问题就是设计的方向。通过推行产品结构标准化设计，设计过程加强“四个面向”的设计理念；设计过程中充分利用理论知识、软件模拟功能对结构进行细致的分析，才可以实现简化结构设计流程，避免设计走弯路，让设计开发工作真正做到精准、高效，设计出结构合理、具有创新的产品。