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热泵压缩机卡缸故障的原因分析
2013-10-04 20:22:30
来源:诚加宝
点击数: 4158          作者:诚加宝
  • 一、转子式压缩机结构图

    二、卡缸现象

     

      1、卡缸定义:是指压缩机运行时由于润滑不良、杂质等原因导致的相对运动部件相互咬合而无法运转的现象,压缩机卡缸表明压缩机已经损坏。压缩机卡缸较多发生在相对滑动摩擦的轴承和曲轴摩擦面、汽缸与下轴承、相对滚动摩擦的活塞和汽缸摩擦面上。

     

      另外一种现象有时会被误判成卡缸,即压缩机启动不良,压缩机启动不良指压缩机的启动力矩不能克服系统阻力而导致压缩机不能正常启动,当外界条件发生变化时压缩机有可能启动,压缩机并没有损坏。启动不良经常出现的原因是压缩机电容损坏或电压偏低。

     

      2、压缩机正常启动的条件:压缩机启动力矩>摩擦阻力+高低压作用力+转动惯性力摩擦阻力:与压缩机上轴承、下轴承、汽缸、曲轴间摩擦和压缩机冷冻油的粘性有关。高低压作用力:与系统高低压平衡有关。转动惯性力:与转子和汽缸设计有关。

     

    三、造成卡缸的常见原因

     

    1、压缩机本身原因

     

      1.1压缩机加工不良,出现配合面局部受力不均,或加工工艺不合理,压缩机生产中出现杂质进入压缩机内部,对于品牌压缩机这种情况较少出现。

     

      1.2 压缩机与系统的适应度:热泵热水器是在空调基础上发展而来,所以大部分热泵厂家延用的是空调压缩机。空调工况国标中要求最高温度是43℃,即冷凝侧的最高温度为43℃,在该温度下压缩机的最高排气压力一般不超过23kg/cm2。而热泵工况国标中要求水温为55℃,即冷凝侧温度为55℃,在这个温度下最高排气压力一般在25kg/cm2,若在蒸发侧环境温度为43℃时,排气压力一般在27kg/cm2左右,这使压缩机经常处于高负荷工作状态。

     

      高负荷状态下工作容易造成冷冻油的碳化,造成压缩机润滑不足而卡缸。近两年开发出热泵专用压缩机,通过内部回油孔、排气孔等内部结构优化调整,压缩机与热泵的工况特点更加适应。

     

    2、运输、搬运等碰撞原因

     

      压缩机属于精密仪器,泵体配合精密,在搬运、运输过程中产生的碰撞、剧烈震动会造成压缩机泵体配合尺寸改变,压缩机在启动或运转时,曲轴带动活塞转到某一位置时阻力明显增大,最后卡死。所以,压缩机从出厂到装配到主机内,从主机入库到经运输到代理商,从代理商到用户安装,都应轻拿轻放,避免压缩机受到碰撞、侧翻、横卧等。按照压缩机厂家的相关规定,搬运倾斜不能超过30。

     

    3、安装使用原因

     

      对于空调、热泵行业素有三分质量,七分安装之说,虽有夸张,但足以说明安装对主机使用的影响之大。安装涉及到的水平测试、排空、连接管长度、高落差、检漏等都会影响主机使用。下面一一说明。

     

      3.1水平测试:压缩机厂家规定压缩机运行中运行倾斜小于5,主机安装要水平,倾斜度应小于5,明显倾斜长期工作会造成局部受力不均,局部摩擦力大。用户安装应用水平仪进行水平检测。

     

      3.2 排空:排空时间过长会使冷媒不足,压缩机没有足够冷媒冷却,排气温度会偏高,冷冻油碳化变质,润滑不足而造成压缩机卡缸。忘记排空或排空不彻底,使系统中存在空气,空气是不凝气体,将造成压力偏高或异常波动,压缩机寿命将受影响。所以,排空时一定要按标准要求进行精确排空。

     

      3.3 连接管长度:主机在研发实验时连接管长度、水箱盘管长度都是确定的,在实际安装使用时不规范的加长连接管、调整水箱,会使系统内部的容积偏离了实验的标准,冷媒量与主机系统的匹配将失去平衡性,机组运行时会因冷媒偏多或偏少造成排气温度、压力、加热时间异常,影响大小跟连接管、水箱盘管长度改变多少有关。在选择主机和水箱时,应尽量按照技术要求选择。连接管必须要加长时,应按照15-20g/m的标准进行追加。

     

      3.4高落差:高落差指主机和水箱之间的高度差,高落差大会造成回油难,一般要求客户水箱和主机尽量在连接管允许长度范围,两者处于水平最好。

     

      3.5检漏:连接好冷媒管,进行排空后,要进行检漏,用肥皂、洗衣粉、洗洁精等泡沫均可,均匀涂在阀门螺帽处,无气泡吹出即可。若冷媒有漏,同样会造成冷媒不足,压缩机无法正常充分冷却,造成排气温度升高,冷冻油变质。

     

    4、主机生产过程控制原因

     

      4.1压缩机搬运:在搬运压缩机装配时,水平搬、侧着搬、猛烈落地都是不规范的动作,应该轻拿轻放、竖直搬运。

     

      4.2焊接前不应过早取下压缩机密封胶塞,包括其他冷媒系统管路也应进行有效密封。行业有大厂家规定拔下密封胶塞后在30分钟内要将系通焊接密封好,特别时阴雨天气。原因就在于空气中含有一定的水蒸气,而冷冻油具有一定的吸水性,长时间与空气接触,难免出现水分侵入,油被稀释,润滑下降。系统存在水分将造成“冰堵”,即水分在0℃以下会在节流处结冰造成系统堵塞;水会跟冷冻油发生化学反应产生酸,造成“镀铜”,即酸与系统铜管发生反应,溶解的铜离子会附着在钢铁表面,形成一层膜,即为“镀铜现象”,镀铜会造成压缩机堵转;或使塑料密封件产生“膨润作用”,会造成系统冷媒泄漏。生产时应尽量缩短压缩机内部与外界空气接触时间。

     

      4.3焊接过程水汽进入管路:焊接四通阀等需要用水冷却的部件时,应避免水流冲进管路,如结构限制,应将管口用胶塞塞紧后再行焊接,焊接后并用高压氮气吹干。

     

      4.4 充氮焊接要求:氮气是一种惰性保护气体,在焊接时可防止空气与高温铜管表面接触形成氧化皮,氧化皮虽为粉末,手几乎无法感觉其固体存在,但会造成有的粘性变化,影响润滑。充氮是空调、热泵厂家的明文禁令,应严格执行。不充氮造成的故障是严重的,但也是难发现的。

     

      4.5抽真空不合格:推荐系统真空度在在20P以下,以保证系统含水量在允许值以下。抽真空不合格可能造成空气和水汽残留。造成的后果也是以上分析的。真空度不合格原因一般为抽空时间偏短、系统泄漏、或没有同时从高低压两侧抽。

     

      4.6管路切割避免铜屑残留在孔或管口,对于二次加工的孔、管口应清理干净。

     

      4.7车间洁净度要求:热泵生产是洁净生产,车间的地面、墙壁包括仪器设备都应及时清扫,避免脏乱差,车间的门窗应合理封闭,设专门的通风口,避免闲杂人员、尘土、湿空气进入车间。车间不洁净,粉尘进入系统造成的后果是脏堵、润滑下降等。

     

    5、热泵系统设计不合理

     

      5.1研发实验中制冷剂确定灌注量不合理,实验项目不齐全,出现常温下压力温度、压力合理,但在高、低温时压力温度异常。所以,在研发阶段必须验证高温(环境温度43℃)、名义(环境温度20℃)、低温(环境温度-7℃)、除霜(环境温度0℃)等实验效果。

     

      5.2回油不足:系统设计时必须考虑回油,回油一般通过方向或压力的变化提高流速,将油携带返回压缩机,通过在系统管路上设计回油弯,回油弯能将朝一定方向流动的制冷剂流速提高,同时也保证回油充足。

     

      5.3系统容积过大,一般情况下某一型号压缩机与换热器的大小是有匹配性的,因为压缩机内部油量是固定的,换热器过大会使油量不足,并非行外人说的换热器越大越好。

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