制冷壓縮機的潤滑系統(tǒng)

一、潤滑的作用潤滑是壓縮機中的重要問題之一，它不僅影響到壓縮機的性能指標，而且對壓縮機的壽命，可靠性，安全性也直接相關。潤滑的作用如下:

1)使摩擦表面(即軸與軸承，活塞環(huán)與氣缸壁等運動部件接觸面)被油膜分隔，形成液體摩擦或半干摩擦，從而降低壓縮機的摩擦功，摩擦熱和零件的磨損，提高壓縮機的機械效率，增加壓縮機的可靠性和耐久性。

2)帶走摩擦熱，使摩擦表面溫度不致過高。

3)潤滑油充滿活塞與氣缸的間隙和軸封的摩擦表面之間，增強了密封作用。

4)帶走磨屑，改善摩擦表面的工作情況。

5)壓縮機的潤滑系統(tǒng)還向能量調(diào)節(jié)裝置供油。

  二、潤滑方式及潤滑系統(tǒng)制冷壓縮機的潤滑方式可分為飛濺潤滑和壓力潤滑兩種類型。

    飛濺潤滑是利用運動零件的機械作用，將潤滑油送至需要的摩擦表面，半封閉壓縮機就有很多的采用飛濺潤滑。一方面在連桿大頭下端裝設甩油勺，將曲軸箱中的油甩向氣缸鏡面，潤滑活塞與氣缸壁之間的摩擦表面;另一方面，在電動機一端的軸上裝有甩油盤，將油甩起并收集在電動機側(cè)端蓋的集油小室上，通過曲軸中的油道，潤滑主軸承和連桿軸承。在某些小型立式開啟式壓縮機中，飛濺潤滑僅依靠曲柄連桿機構的運動來實現(xiàn)。飛濺潤滑因潤滑油循環(huán)量少，又難以控制，潤滑效果較差。

    另外，因飛濺潤滑的油壓低，無法裝設過濾器，所以潤滑油容易污臟，加劇摩擦零件的磨損。但由于沒有油泵，系統(tǒng)簡單，故仍被小型開啟式和半封閉式壓縮機廣泛采用。壓力潤滑是利用油泵產(chǎn)生一定的油壓，通過輸油通道將潤滑油送到各摩擦表面。由于油壓穩(wěn)定，不僅可對潤滑油進行過濾，而且油量可保證摩擦表面更好地冷卻，可降低壓縮機的工作噪聲(因飛濺潤滑系統(tǒng)中，當旋轉(zhuǎn)機構在擊油時要產(chǎn)生噪聲)，提高機器的壽命和可靠性。故我國中小型制冷壓縮機系列中，廣泛采用壓力潤滑方式。根據(jù)油泵作用力的方式，壓力潤滑有離心油泵和齒輪油泵潤滑兩種。

1)離心油泵(centrifugal oil pump)

    潤滑系統(tǒng)離心油泵潤滑系統(tǒng)廣泛采用于小型全封閉式制冷壓縮機中。由于全封閉式壓縮機中所采用的偏心軸普遍為垂直安裝，因而可利用軸的下端做成偏心油道來作為泵油機構，這樣不僅可以不附加零件，而且結構簡單，運行可靠。油從底部經(jīng)過濾網(wǎng)進入立軸中的偏心孔道，在離心力的作用下，沿徑向小孔和縱向孔道輸送至主軸承和連桿軸承處。主軸中鉆有兩個偏心孔道，一個通向主軸承，一個通向連桿軸承。在主軸頸上開有交叉的油槽，一方面起布油作用，另一方面保證壓縮機在正，反向旋轉(zhuǎn)時都能正常供油。氣缸和連桿小頭處的潤滑，依靠從軸承處噴出的油滴飛濺潤滑。由于氟利昂在油中的溶解度隨壓力升高和溫度降低而增加，在每次啟動時，會產(chǎn)生氣化現(xiàn)象，在油泵中形成氣泡，破壞潤滑油的正常流動。為此，往往在軸的下端裝一短管，并伸入潤滑油中，在短管上安裝一放氣管，讓集中在旋轉(zhuǎn)中心線附近的蒸氣由放氣管排出。

2)齒輪油泵(gear oil pump)

潤滑系統(tǒng)壓縮機的曲軸為水平安裝時，大多數(shù)采用齒輪油泵式壓力潤滑系統(tǒng)，如圖2-43所示。曲軸箱中的潤滑油經(jīng)過粗濾油器濾去雜質(zhì)，被齒輪油泵吸入，提高壓力后經(jīng)精過濾器，然后分成三路:一路進入曲軸后端，潤滑主軸頸及相鄰的一個曲柄銷，并通過連桿桿身中的油孔輸送到連桿小頭，潤滑小頭軸承;一路進入軸封室，潤滑和冷卻軸封摩擦面，然后從主軸頸上的油孔流入曲軸內(nèi)的流道，潤滑另一端主軸承和相鄰的一個曲柄銷，再由連桿桿身中的油孔輸向連桿小頭;最后一路經(jīng)油壓分配閥進入輸氣量調(diào)節(jié)機構的控制系統(tǒng)。氣缸壁的潤滑仍然依靠飛濺作用。各路潤滑油最后流回曲軸箱，供循環(huán)使用。此外，有的曲軸箱內(nèi)還裝有潤滑油冷卻器，保證潤滑油的溫度在規(guī)定的正常溫度范圍之內(nèi)。在壓力潤滑系統(tǒng)中，油泵出口壓力和曲軸箱內(nèi)壓力(吸氣壓力)的差值，應不低于0。1MPa，油壓大小可通過油壓調(diào)節(jié)閥，用改變泄油量的方法加以調(diào)節(jié)。如果壓縮機本身帶有油壓傳動的頂開吸氣閥片的輸氣量調(diào)節(jié)機構時，油泵出口壓力應調(diào)節(jié)到比曲軸箱內(nèi)壓力高0。15～0。3MPa。

三、潤滑設備壓力潤滑系統(tǒng)的主要設備有油泵(oil pump)，濾油器(oil filter)，油冷卻器(oil cooler)，油壓調(diào)節(jié)閥(oil pressure regulate valve)油壓繼電器(oil pressure relay)及油壓表(oil pressure，meter)等。下面對油泵，濾油器，油冷卻器的結構作簡單介紹。

1)齒輪油泵目前制冷壓縮機中所采用的齒輪油泵有三種型式。外嚙合齒輪油泵:它是老式產(chǎn)品中廣泛使用的一種。結構簡單。它由兩個直徑相同的齒輪相互嚙合，齒輪和殼體之間具有很小的徑向間隙和端面間隙，齒間和殼體之間形成許多小的空間，當曲軸帶動齒輪旋轉(zhuǎn)時，充滿這些空間的潤滑油隨之移動，因此潤滑油就不斷地從吸入口排向排出口。中間相互嚙合的齒面實際上成了吸入口和排出口之間的密封面。當兩齒接近完全嚙合時，殘存于齒隙中的油通過減壓端面槽泄出

這種齒輪油泵的結構雖簡單，但只能單方向轉(zhuǎn)動供油，否則將失去泵油能力，因此需要特別注意壓縮機的運轉(zhuǎn)方向。顯然，這種外齒輪嚙合油泵，對于采用三相電動機的封閉式壓縮機來說是不適用的。月牙形齒輪油泵它是由外齒輪1，內(nèi)齒輪3，月牙體2及泵殼4等零件組成。內(nèi)，外齒輪偏心嚙合，它們和月牙體，泵殼，泵蓋間的徑向間隙和端面間隙都很小，在它們之間形成了許多貯油空間。當曲軸通過連接塊帶動內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)齒輪便帶動外齒輪轉(zhuǎn)動，貯油空間也隨之旋轉(zhuǎn)。貯油空間在兩齒嚙合處最小，當轉(zhuǎn)向吸油口時，容積逐漸擴大，潤滑油不斷被吸入，當轉(zhuǎn)至排油口時，容積又逐漸縮小，潤滑油便不斷地被擠往排油口排出。兩齒輪嚙合處及月牙體形成了吸，排油口之間的密封面。在月牙體的背面有一個定位銷，它卡在泵蓋的半圓槽內(nèi)，曲軸反時針方向旋轉(zhuǎn)時，月牙體處于內(nèi)齒輪中心的右方，外齒輪中心處于月牙體的左方。

當曲軸順時針方向旋轉(zhuǎn)時，月牙體也跟著旋轉(zhuǎn)180度，使它處于內(nèi)齒輪中心的左方，外齒輪中心則處于月牙體的右方。因而使吸油口一邊的貯油空間始終是由小變大，而排油口一邊則始終是由大變小，供油關系并未因旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變而有所變化。因此這種油泵特別適合于封閉式壓縮機。這種油泵外形尺寸小，結構緊湊，但加工困難，精度要求高。若精度達不到要求時，將使磨損加劇或發(fā)生偏磨現(xiàn)象。內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子油泵內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子油泵又稱轉(zhuǎn)子泵。它也是由兩個偏心安裝的內(nèi)，外轉(zhuǎn)子及泵體，偏心套等組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子是一個四個齒的外齒輪，外轉(zhuǎn)子是一個五個齒的內(nèi)齒輪。運動時，兩個轉(zhuǎn)子的齒相互嚙合，向同一方向轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)速不相等。油從吸油孔吸入，由排油孔排出。曲軸順時針方向旋轉(zhuǎn)時，齒的嚙合點在上方。如果曲軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，偏心套也逆時針轉(zhuǎn)動半圈，使齒的嚙合點移到下方，不改變吸，排油孔位置，油泵仍能正常供油，其原理基本上與月牙形齒輪油泵相同。轉(zhuǎn)子泵同樣具有結構緊湊，可正反旋轉(zhuǎn)的優(yōu)點。由于外，內(nèi)轉(zhuǎn)子可用鐵-石墨粉末模壓燒結成型，因而加工簡單，節(jié)省材料，精度高，壽命長，被廣泛采用。

2)油過濾器制冷壓縮機中潤滑油過濾器有粗過濾器和精過濾器兩種。它的作用是濾去潤滑油中的金屬屑，型砂，機械雜質(zhì)等，防止它們進入摩擦表面，造成磨損加劇。粗過濾器往往做成網(wǎng)式，裝在曲軸箱油池內(nèi)，金屬網(wǎng)孔約20孔/cm2，網(wǎng)兩端封閉，防止較大雜質(zhì)進入油泵。有些網(wǎng)式過濾器中，還裝有環(huán)狀或棒狀磁性元件，用來吸引潤滑油中的鐵屑。精過濾器大多采用金屬片縫隙式。它由主片1和中間片5交替疊裝在芯軸2上，四周用螺栓壓緊。主片1之間的間隙為0.05-0.1mm(即為中間片5的厚度)，潤滑油從外部通過片間間隙進入濾芯內(nèi)部，然后經(jīng)下部出油口送至各輸油管道。潤滑油中的雜質(zhì)被縫隙所阻擋。當使用一段時間后，為防止雜質(zhì)嚴重阻塞濾芯，轉(zhuǎn)動濾芯上的的手柄，刮片3就會將積存于縫隙中的污物刮除，使過濾器經(jīng)常保持良好的過濾效果。如果轉(zhuǎn)動手柄有困難時，說明污物阻塞嚴重，必須拆下清洗。精過濾器也可使用羊毛氈作為過濾材料，過濾效果更好，但阻力很大，且易阻塞。

3)油冷卻器曲軸箱(或機殼)內(nèi)的油溫不宜過高，否則會因油過稀而破壞正常的潤滑。對于小型活塞式單級制冷壓縮機，按GBl0872-89規(guī)定，當環(huán)境溫度高達43℃，冷卻水溫度33℃時，曲軸箱中潤滑油的溫度應不高于80℃;對于中型活塞式單級制冷壓縮機，按GBl0875-89規(guī)定，在上述同樣溫度條件下，曲軸箱中潤滑油的溫度應不高于70℃。對于小型壓縮機，潤滑油的冷卻靠曲軸箱箱壁的自然散熱;對于功率較大的壓縮機，常常需對潤滑油進行強制冷卻。例如在812。5A100(8ASl2。5)型壓縮機中的曲軸箱內(nèi)就裝有油冷卻器，它由帶肋片的鋼管彎制而成，管內(nèi)通冷卻水，把潤滑油的熱量帶走。

四、潤滑油的性能及冷凍油規(guī)格

1)潤滑油的性能，潤滑油的規(guī)格品種很多，為了保證壓縮機的正常運行，必須對潤滑油的性質(zhì)有一概括了解，并能正確加以選擇。因為對于不同工質(zhì)，不同工況則選用不同潤滑油。潤滑油的性質(zhì)可由很多指標來決定，下面簡要介紹其主要質(zhì)量指標。粘度:粘度是潤滑油的較主要特性，它不僅決定油的潤滑性能，而且還直接影響到壓縮機的性能，摩擦零件的冷卻和密封機構的密封性能。潤滑油的粘度隨溫度而變，溫度愈高，粘度愈小。冷凍機油的粘度值是指在40℃時的數(shù)值。壓縮機中潤滑油的粘度過大或過小都是不利的。粘度過大會增加摩擦功率和摩擦熱，而粘度過小又難以建立起所需油膜，使?jié)櫥阅軔夯?。使用不同制冷劑的壓縮機，對潤滑油的粘度要求是不相同的。例如氨和潤滑油不溶解，故應選用粘度較低的潤滑油;R12和潤滑油互溶，使?jié)櫥偷恼扯茸兊?，故應選用粘度較高的潤滑油。粘度的大小通常以運動粘度來表示，法定單位是m2/s，常用單位還有斯(St)和厘斯(cSt)(1St=10-4m2/s=cm2/s，lcSt=10-6m2/s=mm2/s)。酸值:潤滑油中如含有酸類物質(zhì)，與金屬接觸會引起腐蝕。油中含有游離酸的數(shù)量常用酸值來表示中和1g潤滑油中的游離酸所需KOH的毫克數(shù)稱為酸值。濁點:濁點是指隨溫度的降低，潤滑油中開始析出石蠟時的溫度。制冷壓縮機中使用的潤滑油應該在工作范圍內(nèi)不會有石蠟析出，即潤滑油的濁點應低于蒸發(fā)溫度，否則石蠟析出將會堵塞節(jié)流機構和影響傳熱效果。潤滑油中溶有氟利昂后的濁點，與純冷凍油的濁點不同，因此在我國石油工業(yè)部標準SY2666中規(guī)定，測定冷凍機油的濁點，應在冷凍油中加入一定數(shù)量的氟氯烷后進行。凝點:潤滑油在冷卻時逐漸變粘，流動性下降。GB510規(guī)定，當潤滑油完全失去流動性時的溫度稱為凝點。

冷凍機油的凝點一般應低于-40℃。潤滑油中溶有氟利昂后，其凝點會有所降低。閃點:潤滑油加熱到所產(chǎn)生的油蒸氣接觸明火時，能發(fā)生閃火的溫度叫閃點。冷凍油的閃點必須比排氣溫度高15~30℃以上，以免引起潤滑油的燃燒和結焦。通常要求潤滑油的閃點不低于150℃?；瘜W穩(wěn)定性，氧化安定性:潤滑油在使用過程中，要求能保持其化學性質(zhì)和組成穩(wěn)定不變。事實上，在使用過程中，高溫下與金屬，制冷劑，水分等接觸時，會產(chǎn)生分解，氧化和聚合等反應。氧化后生成的有機酸物質(zhì)，增加了對鋼鐵和絕緣材料的腐蝕，造成電動機絕緣不良，甚至引起燒壞事故。聚合反應的結果生成膠質(zhì)瀝青等聚合物，使油的粘度增加，潤滑性能降低。這些物質(zhì)附著在壓縮機的閥片上，會使閥片關閉不嚴，影響氣閥的正常工作，也會阻塞過濾器，輸油管道和節(jié)流閥通道等。

因此要求冷凍機油應具有良好的氧化安定性和化學穩(wěn)定性。氧化安定性和化學穩(wěn)定性，一般用油氧化后生成沉淀物的多少和氧化后的酸值來表示。含水量，機械雜質(zhì)和溶膠:潤滑油中應不含有水分。水分的存在會加劇對金屬和電絕緣材料的腐蝕，導致冰堵(對氟利昂壓縮機而言)和;鍍銅;現(xiàn)象，破壞了壓縮機的正常運行。冷凍機油在生產(chǎn)過程中是經(jīng)過嚴格脫水處理的，因此它具有很強的吸濕性，在貯藏，運輸和加油過程中，應盡量避免和空氣接觸。用汽油或苯將潤滑油溶解稀釋后，用過濾紙將其過濾，在濾紙上所殘存的物質(zhì)稱為機械雜質(zhì)。雜質(zhì)的存在將使磨損加劇，嚴重時會堵塞油路，因此要求冷凍油中不含機械雜質(zhì)。將潤滑油加熱至550℃，使其揮發(fā)和燃燒，殘留下來的固體殘渣稱為溶膠。冷凍油中也不應含有溶膠。擊穿電壓:擊穿電壓是表示冷凍油電絕緣性能的指標。純潤滑油的電絕緣性能是很好的，但當油中含有水分，纖維，灰塵等微小雜質(zhì)時，電絕緣性能就會降低。在封閉式壓縮機中，由于冷凍油與電動機繞組和接線柱接觸，因而要求具有較高的擊穿電壓，一般應在25kV以上。

2)冷凍油的規(guī)格對于礦物油或合成烴型冷凍油，按40℃時的運動粘度分為N15，N22，N32，N46，N68五個粘度等級，它們都適用于氨制冷機，其中N15，N32，N46，N68適用于氟利昂制冷機。http://www.sh-bise.com