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    压缩机缺油与润滑不足原因分析

    压缩机是高速运转的复杂机器,保证压缩机曲轴、轴承、连杆、活塞等运动件的充分润滑是维持机器正常运转的基本要求。为此,压缩机制造商要求使用指定牌号润滑油,并要求定期检查润滑油油位和颜色。然而,由于制冷系统设计、施工和维护方面的疏忽,压缩机缺油、油焦化变质、回液稀释、制冷剂冲刷、使用劣质润滑油等造成运动件润滑不足的情况比较常见。润滑不足会引起轴承面磨损或划伤,严重时会造成抱轴、活塞卡在气缸内以及由此而引起的连杆弯曲、断裂事故。 
     


    2.缺油 

     


         缺油是很容易辨别的压缩机故障之一,压缩机缺油时曲轴箱中油量很少甚至没有润滑油。 

     

         压缩机是一个特殊的气泵,大量制冷剂气体在被排出的同时也夹带走一小部分润滑油(称为奔油或跑油)。压缩机奔油是无法避免的,只是奔油速度有所不同。半封活塞式压缩机?#29260;?#20013;大约有2-3%的润滑油,而?#34892;?#21387;缩机为0.5-1%。?#26434;?#19968;台排量为100m3/hr、曲轴箱储油量为6升的6缸压缩机,3%的奔油意味着大约0.3-0.8升/分钟的奔油量,或压缩机无回油运转时间为十几分钟。 

     


         排出压缩机的润滑油不回来,压缩机就会缺油。压缩机回油有两?#22336;?#24335;,一种是油分离器回油,另一种是回气管回油。油分离器安装在压缩机?#29260;?#31649;路上,?#35805;?#33021;分离出50-95%的奔油,回油效果好,速度快,大大减少进入系统管路的油量,从而有效延长了无回油运转时间。管路特别长的冷库制冷系统、满液式制冰系统以及温度很低的冻干设备等,开机后十几分?#30001;?#33267;几十分钟不回油或回油量非常少的情况并不稀奇,设计不好的系统会出现压缩机油压过低而停机的问题。这种制冷系统安装高效油分离器能大大延长压缩机无回油运转时间,使压缩机安全度过开机后无回油的危机阶段。 

     


         未被分离出来的润滑油将进入系?#24120;?#38543;制冷剂在管内流动,形成油循环。润滑油进入蒸发器后,一方面因温度低溶解度小,一部分润滑油从制冷剂中分离出来;另一方面,温度低粘度大,分离出来的润滑油容易附着在管内壁上,流动比较困难。蒸发温度越低,回油越困难。这就要求蒸发管路设计和回气管路设计和施工必须有利于回油,常见的做法是采用下降?#28966;?#36335;设计,并保证较大的气流速度。?#26434;?#28201;度特别低的制冷系?#24120;?#22914;-85°c和-150°c医用低温箱,除选用高效油分离器外,通常还添加特殊溶剂,防止润滑油堵毛细管和膨胀阀,并帮助回油。 

     


         实际应用中,由于蒸发器和回气管路设计不当引起的回油问题并不罕见。?#26434;趓22和r404a系统?#27492;擔?#28385;液式蒸发器的回油非常困难,系统回油管路设计必须非常小心。?#26434;?#36825;样的系?#24120;?#20351;用高效油分可以大大减小进入系统管路的油量,有效延长开机后回气管无回油时间。 

     


         当压缩机比蒸发器的位置高时,垂直回气管上的回油弯是必需的。回油弯要尽可能紧凑,以减小存油。回油弯之间的间距要?#40092;剩?#22238;油弯的数量比较多?#20445;?#24212;该补充一些润滑油。 

     


         变负荷系统的回油管路也必须小心。?#22791;?#33655;减小?#20445;?#22238;气速?#28982;?#38477;低,速度太低不利于回油。为了保证低负?#19978;?#30340;回油,垂直的吸气管可以采用双立管。 

     

         压缩机频繁启动不利于回油。由于连续运转时间很短压缩机就停了,回气管内来不及形成稳定的高速气流,润滑油就只能留在管路内。回油少于奔油,压缩机就会缺油。运转时间越短,管线越长,系统越复杂,回油问题就越突出。?#26434;?#27809;有油压安全开关的全封闭压缩机(包括?#34892;?#21387;缩机和转子压缩机)和部分半封闭压缩机),频繁启动引起的损坏是比较多的。 
     

         压缩机维护同样重要。除霜时蒸发器温度升高,润滑油粘度减小,易于流动。除霜循环过后,制冷剂流速大,滞留的润滑油会集中返回压缩机。因此,除霜循环的频率以及每次?#20013;?#30340;时间也需仔细设定,避免油位大幅度波动甚至油击。 
     

         制冷剂泄漏较多时回气速?#28982;?#38477;低,速度太低会造成润滑油滞留在回气管路,不能快速返回压缩机。 
     


         润滑油回到压缩机壳体内并不等于回到曲轴箱。采用曲轴腔负压回油原理的压缩机,如果活塞因磨损等引起泄漏?#20445;?#26354;轴箱的压力上升,回油单向阀受压差作用而自动关闭,从回气管返回的润滑油就滞留在电机腔中,无法进入曲轴箱,这就是内回油问题,内回油问题同样会引起缺油。这种事故除发生于磨损的旧机器中,制冷剂迁移引发的带液启动?#19981;?#36896;成内回油困难,但通常时间较短,最多十几分钟。 

     

         出现内回油问题?#20445;?#21487;以观察到压缩机油位不断下降,直至油压安全装置动作。压缩机停机后,曲轴箱的油位很快恢复。内回油问题的根源在于气缸泄漏,应及?#22791;?#25442;磨损活塞组件。 

     


         油压安全护装置在缺油时会自动停机,保护压缩机不受损坏。没有视油镜和油压安全装置的全封闭压缩机(包括转子和?#34892;?#21387;缩机)以及风冷压缩机,缺油时没有明显症状,也不会停机,压缩机会在不知不觉中磨损损坏。压缩机噪音、震动或电流过大,可能与缺油有关,对压缩机和系统运行状况的准确判断就显得非常重要。环境温度过低有可能导致一些油压安全装置失灵,会造成压缩机磨损。 

     


         压缩机缺油引起的磨损?#35805;?#27604;较均匀。如果润滑油很少或者没有油,轴承表面就会出现剧?#19994;?#25705;擦,温?#28982;?#22312;几秒内迅速升高。如果电机的功率足够大,曲轴会继续转动,曲轴和轴承表面会被磨损或划伤,否则曲轴会被轴承抱死,停止转动。活塞在气缸内的往复运动也是一样的,缺油会导致磨损或划伤,严重时活塞会卡在气缸内不能运动。 

     


    3.润滑不足 

     


         磨损的直接原因是润滑不足。缺油肯定会引起润滑不足,但油润不足不一定就是缺油引起的。以下三种原因也可以造成润滑不足:润滑油无法到达轴承表面;润滑油虽已到达轴承表面,但是粘度太小,不能形成足够厚度的油膜;润滑油虽已到达轴承表面,但是由于过热而分解掉了,不能起到润滑作用。 

     


         吸油网或供油管路堵塞、油泵故?#31995;?#22343;会影响润滑油的输?#20572;?#28070;滑油无法到达远离油泵的摩擦面。吸油网和油泵正常,但轴?#24515;?#25439;、间隙过大等造成漏油和油压过低,会使远离油泵的摩擦面得不到润滑油,造成磨损和划伤。 

     

         回液是常见的系统问题,回液的一大危害在于稀释润滑油。被稀释的润滑油到达摩擦面后,粘度低,不能形成足够厚度的保护油膜,久而久之会造成磨损。回液量比较大?#20445;?#28070;滑油会很稀,不但不能起到润滑作用,而?#19968;?#20250;溶解冲刷原有油膜,引起制冷剂冲刷。 

     


         由于种种原因(包括压缩机启动阶?#21361;?#27809;有得到润滑油的摩擦面温?#28982;?#36805;速攀升,超过175°c后润滑油就开始分解。“润滑不足-摩擦-表面高温-油分解”是一个典型的恶性循环,许多恶性事故包括连杆抱轴、活塞卡缸都与这个恶性循环有关。 

     


         润滑不足和缺油现象可以在拆开的压缩机中看到。缺油?#35805;?#34920;现为大面积、比较均匀的表面损伤和高温,而润滑不足更多的是在一些特定部位的磨损、划伤和高温,如远离油泵的轴承面等。 

     


         活塞上下运动?#20445;?#27963;塞销的负载是在轴承表面的上部和下部之间?#21482;?#30340;,这可以让润滑油均匀地刷过活塞销,并提供足够的润滑。如果?#29260;?#38400;片弯曲或者折断,或者压缩机长期高压比工作,将造成活塞销单侧润滑不足和磨损,孔?#23545;?#22823;。活塞销有晃动间隙,活塞就会在上止点处被抛出并?#19981;?#38400;片和阀板,产生?#19981;?#22768;。因此,更?#29615;?#29255;?#20445;?#24212;检查活塞销磨损情况。 

     


    4.结论与建议 

     

         缺油会引起严重的润滑不足,缺油的根本原因不在于压缩机奔油多少和快慢,而是系统回油不好。安装油分离器可以快速回油,延长压缩机无回油运转时间。蒸发器和回气管路的设计必须考虑到回油。避免频繁启动、定时化霜、及时补充制冷剂、及?#22791;?#25442;磨损的活塞组件等维护措施也有助于回油。 

     


         回液和制冷剂迁移会稀释润滑油,不利于油膜的形成;油泵故障和油路堵塞会影响供油量和油压,导致摩擦面缺油;摩擦面高温会促使润滑油分解,使润滑油失去润滑能力。这三方面问题引起的润滑不足也常常造成压缩机损坏。 

    来源:      时间:2011-12-31 14:25:45
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