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壓縮機(jī)缺油與潤滑不足故障分析

2024-03-08

1.引言

壓縮機(jī)是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的復(fù)雜機(jī)器,保證壓縮機(jī)曲軸、軸承、連桿、活塞等運(yùn)動件的充分潤滑是維持機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本要求。為此,壓縮機(jī)要求定期檢查潤滑油油位和顏色。壓縮機(jī)缺油、油焦化變質(zhì)、回液稀釋、制冷劑沖刷、使用劣質(zhì)潤滑油等造成運(yùn)動件潤滑不足的情況比較常見。潤滑不足會引起軸承面磨損或劃傷,嚴(yán)重時會造成抱軸、活塞卡在氣缸內(nèi)以及由此而引起的連桿彎曲、斷裂事故。 

2、缺油

缺油是很容易辨別的壓縮機(jī)故障之一,壓縮機(jī)缺油時曲軸箱中油量很少甚至沒有潤滑油。 

壓縮機(jī)是一個特殊的氣泵,大量制冷劑氣體在被排出的同時也夾帶走一小部分潤滑油(稱為奔油或跑油)。壓縮機(jī)奔油是無法避免的,只是奔油速度有所不同。半封活塞式壓縮機(jī)排氣中大約有2-3%的潤滑油。渦旋壓縮機(jī)為0.5-1%。

對于一臺排量為100m3/hr,曲軸箱儲油量為6升的6缸壓縮機(jī),3%的奔油意味著大約0.3-0.8升/分鐘的奔油量,或壓縮機(jī)無回油運(yùn)轉(zhuǎn)時間為十幾分鐘。 排出壓縮機(jī)的潤滑油不回來,壓縮機(jī)就會缺油。

壓縮機(jī)通?;赜陀袃煞N方式:一種是油分離器回油,另一種是回氣管回油。油分離器安裝在壓縮機(jī)排氣管路上,一般能分離出50-95%的奔油,回油效果好,速度快,大大減少進(jìn)入系統(tǒng)管路的油量,從而有效延長了無回油運(yùn)轉(zhuǎn)時間。

管路特別長的制冷系統(tǒng)、滿液式制冰系統(tǒng)以及溫度很低的凍干設(shè)備等,開機(jī)后十幾分鐘甚至幾十分鐘不回油或回油量非常少的情況并不稀奇,設(shè)計不好的系統(tǒng)會出現(xiàn)壓縮機(jī)油壓過低而停機(jī)的問題。這種制冷系統(tǒng)安裝高效油分離器能大大延長壓縮機(jī)無回油運(yùn)轉(zhuǎn)時間,使壓縮機(jī)安全度過開機(jī)后無回油的危機(jī)階段。 

未被分離出來的潤滑油將進(jìn)入系統(tǒng),隨制冷劑在管內(nèi)流動,形成油循環(huán)。潤滑油進(jìn)入蒸發(fā)器后,一方面因溫度低溶解度小,一部分潤滑油從制冷劑中分離出來;另一方面,溫度低粘度大,分離出來的潤滑油容易附著在管內(nèi)壁上,流動比較困難。

蒸發(fā)溫度越低,回油越困難。這就要求蒸發(fā)管路設(shè)計和回氣管路設(shè)計和施工必須有利于回油,常見的做法是采用下降式管路設(shè)計,并保證較大的氣流速度。對于溫度特別低的制冷系統(tǒng),如-85°C和-150°C醫(yī)用低溫箱,除選用高效油分離器外,通常還添加特殊溶劑,防止?jié)櫥投旅?xì)管和膨脹閥,并幫助回油。 

實(shí)際應(yīng)用中,由于蒸發(fā)器和回氣管路設(shè)計不當(dāng)引起的回油問題并不罕見。對于R22和R404A系統(tǒng)來說,滿液式蒸發(fā)器的回油非常困難,系統(tǒng)回油管路設(shè)計必須非常小心。對于這樣的系統(tǒng),使用高效油分可以大大減小進(jìn)入系統(tǒng)管路的油量,有效延長開機(jī)后回氣管無回油時間。

當(dāng)壓縮機(jī)比蒸發(fā)器的位置高時,垂直回氣管上的回油彎是必需的。回油彎要盡可能緊湊,以減小存油?;赜蛷澲g的間距要合適,回油彎的數(shù)量比較多時,應(yīng)該補(bǔ)充一些潤滑油。 

變負(fù)荷系統(tǒng)的回油管路也必須小心。當(dāng)負(fù)荷減小時,回氣速度會降低,速度太低不利于回油。為了保證低負(fù)荷下的回油,垂直的吸氣管可以采用雙立管。 壓縮機(jī)頻繁啟動不利于回油。 除霜時蒸發(fā)器溫度升高,潤滑油粘度減小,易于流動。除霜循環(huán)過后,制冷劑流速大,滯留的潤滑油會集中返回壓縮機(jī)。 

制冷劑泄漏較多時回氣速度會降低,速度太低會造成潤滑油滯留在回氣管路,不能快速返回壓縮機(jī)。 

油壓安全護(hù)裝置在缺油時會自動停機(jī),保護(hù)壓縮機(jī)不受損壞。沒有視油鏡和油壓安全裝置的全封閉壓縮機(jī)(包括轉(zhuǎn)子和渦旋壓縮機(jī))以及風(fēng)冷壓縮機(jī),缺油時沒有明顯癥狀,也不會停機(jī),壓縮機(jī)會在不知不覺中磨損損壞。壓縮機(jī)噪音、震動或電流過大,可能與缺油有關(guān),對壓縮機(jī)和系統(tǒng)運(yùn)行狀況的準(zhǔn)確判斷就顯得非常重要。

壓縮機(jī)缺油引起的磨損一般比較均勻。如果潤滑油很少或者沒有油,軸承表面就會出現(xiàn)劇烈的摩擦,溫度會在幾秒內(nèi)迅速升高。如果電機(jī)的功率足夠大,曲軸會繼續(xù)轉(zhuǎn)動,曲軸和軸承表面會被磨損或劃傷,否則曲軸會被軸承抱死,停止轉(zhuǎn)動。活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動也是一樣的,缺油會導(dǎo)致磨損或劃傷,嚴(yán)重時活塞會卡在氣缸內(nèi)不能運(yùn)動。 

3、潤滑不足

以下三種原因也可以造成潤滑不足:

1、潤滑油無法到達(dá)軸承表面;

2、潤滑油雖已到達(dá)軸承表面,但是粘度太小,不能形成足夠厚度的油膜;

3、潤滑油雖已到達(dá)軸承表面,但是由于過熱而分解掉了,不能起到潤滑作用。 

吸油網(wǎng)或供油管路堵塞、油泵故障等均會影響潤滑油的輸送,潤滑油無法到達(dá)遠(yuǎn)離油泵的摩擦面。吸油網(wǎng)和油泵正常,但軸承磨損、間隙過大等造成漏油和油壓過低,會使遠(yuǎn)離油泵的摩擦面得不到潤滑油,造成磨損和劃傷。 

回液是常見的系統(tǒng)問題,回液的一大危害在于稀釋潤滑油。被稀釋的潤滑油到達(dá)摩擦面后,?度低,不能形成足夠厚度的保護(hù)油膜,久而久之會造成磨損?;匾毫勘容^大時,潤滑油會很稀,不但不能起到潤滑作用,而且還會溶解沖刷原有油膜,引起制冷劑沖刷。 

由于種種原因(包括壓縮機(jī)啟動階段)沒有得到潤滑油的摩擦面溫度會迅速攀升,超過175°C后潤滑油就開始分解。“潤滑不足-摩擦-表面高溫-油分解”是一個典型的惡性循環(huán),許多惡性事故包括連桿抱軸、活塞卡缸都與這個惡性循環(huán)有關(guān)。 

4、結(jié)論與建議

1、缺油的根本原因不在于壓縮機(jī)奔油多少和快慢,而是系統(tǒng)回油不好。

2、安裝油分離器可以快速回油,延長壓縮機(jī)無回油運(yùn)轉(zhuǎn)時間。

3、蒸發(fā)器和回氣管路的設(shè)計必須考慮到回油。

4、液和制冷劑遷移會稀釋潤滑油,不利于油膜的形成,注意系統(tǒng)回液。

5、油泵故障和油路堵塞會影響供油量和油壓,導(dǎo)致摩擦面缺油,注意油路系統(tǒng)檢測。

缺油的根源在于系統(tǒng),只更換壓縮機(jī)或某些配件不能從根本上解決缺油問題 。

來源:暖通空調(diào)在線論壇

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