水冷式冷水螺桿制冷機組故障與維修設計

1、1 / 30 下載文檔可編輯 水冷式冷水螺桿制冷機組故障與維修 摘要：摘要：制冷壓縮機是制冷系統(tǒng)的核心和心臟,它需要依靠依靠消耗外功或外 界供給其能量將其低溫熱源（低于環(huán)境溫度的熱源）中的熱量轉移到高溫熱 源（環(huán)境溫度或更高溫度熱源）中去的一種機器。隨著制冷技術的發(fā)展，相 繼出現(xiàn)了活塞式，螺桿式等壓縮機。壓縮機在運轉過程中，難免會出現(xiàn)一些 故障，甚至事故。故障是指壓縮機在運行中出現(xiàn)的不正常情況，一經(jīng)排除壓 縮機就能恢復正常工作，而事故則是指出現(xiàn)了破壞情況。兩者往往是關聯(lián)的， 若碰到故障不及時排除便會造成重大事故。要使制冷壓縮機能夠正常工作， 維修就顯得尤為重要。 關鍵詞：關鍵詞：壓縮機 螺桿壓

2、縮機 冷水機組 故障與維修 WATER-COOLED SCREW CHILLERS COLD WATER FAILURE AND REPAIR AbstractAbstract：Refrigeration compressor is the heart of the refrigeration system and the heart, it needs to rely on the consumption of the energy supply of the external work or outside of its low-temperature heat source (below

3、 the ambient temperature of the heat source) heat transfer in high-temperature heat source (ambient temperature or higher temperature heat source) and going to a machine. With the development of refrigeration technology, have appeared in the piston, screw, etc. Compressor during operation, there wil

4、l be some failures, and even accidents. Failure in the operation of the compressor is not normally occur, once excluded from the compressor can resume normal work, and refers to the emergence of the accident is destruction. Both are often associated, and remove the event of failure will not cause a

5、major accident. For refrigeration compressor to work, maintenance is particularly important. Keywords:Keywords: compressors screw compressors chillers fault maintenance 目 錄 0 緒論1 1 水冷式冷水螺桿機組的分類及構成 1.1 雙螺桿制冷壓縮機2 1.2 單螺桿制冷壓縮機3 2 30HXY 制冷螺桿機組工作參數(shù) 2.1 開利 30HXY 螺桿式冷水機組型號及性能4 3 30HXY 制冷螺桿機組常見故障 2 / 30 下載文

6、檔可編輯 3.1 30HXY 制冷機組機械裝置的故障7 3.2 30HXY 制冷機組電氣控制故障7 4 30HXY 制冷螺桿機組常見故障分析 4.1 30HXY 制冷機組機械裝置的故障分析8 4.2 30HXY 制冷機組電氣控制故障分析 12 5 30HXY 制冷螺桿機組常見故障維修 5.1 30HXY 制冷機組機械裝置的故障維修 19 5.2 30HXY 制冷機組電氣控制故障維修 21 結束語 23 致謝 24 參考文獻 25 附錄 1 控制器結構示意圖 26 下載文檔可編輯 0 緒論 螺桿式壓縮機可分為無油式和噴油式兩種。無油螺桿壓縮機本世紀 30 年代問世時主要用于壓縮空氣，50 年代才

7、用于制冷裝置中。60 年代出現(xiàn)了 氣缸內噴油的螺桿式制冷壓縮機，性能得到提高。近年來，隨著齒形和其他 結構的不斷改進，性能又有了很大提高。再加上螺桿式壓縮機無余隙容積， 效率高，無吸、排氣閥裝置等易損件。因此，目前螺桿式制冷壓縮機已成為 一種先進的制冷壓縮機，特別是噴油式螺桿壓縮機已是制冷壓縮機中主要機 種之一，得到了廣泛的應用。隨著制冷技術的發(fā)展，水冷式螺桿制冷機組在 中央空調領域與冷庫方面的應用越來越廣。 螺桿式壓縮機利用一個主動轉子和兩個星輪的嚙合產(chǎn)生壓縮。工業(yè)壓縮 機的吸氣、壓縮機的壓縮、壓縮機排氣三個連續(xù)過程是靠轉子、星輪旋轉時 產(chǎn)生周期性的容積變化來實現(xiàn)的。轉子齒數(shù)為六，星輪為十一

8、齒。壓縮機主 要部件為一個轉子、兩個星輪、機體、主軸承、能量調節(jié)裝置。螺桿式壓縮 機容量可以從 10%-100%無級調節(jié)。 螺桿壓縮機與活塞壓縮機的往復容積式不同，螺桿式壓縮機是一種回轉 容積式壓縮機。與活塞壓縮機相比，螺桿式制冷壓縮機有以下優(yōu)點： a.體積小重量輕，結構簡單，零部件少，只相當于活塞壓縮機的 1/31/2； b.轉速高，單機制冷量大； c.易損件少，使用維護方便； d.運轉平穩(wěn)，振動??； e.單級壓比大，可以在較低蒸發(fā)溫度下使用； f.排氣溫度低，可以在高壓比下工作； g.對濕行程不敏感； h.制冷量可以在 10%100%之間無級調節(jié)； i.操作方便，便于實現(xiàn)自動控制； j.體

9、積小，便于實現(xiàn)機組化。 在本次設計中重點探討水冷式螺桿制冷壓縮機在實際生產(chǎn)中所遇到的故 障與維修，通過我們從廠家得到客戶的反應是，該制冷機組制冷效果差，為 了更好的去維修該制冷機組，因此我們首先要了解螺桿壓縮機的結構與工作 原理，在此基礎上我們去研究螺桿制冷機組的常見故障與維修，并總結了在 常見的故障現(xiàn)象的分析與維修辦法。 1 水冷式冷水螺桿機組的分類及構成 根據(jù)其所用的螺桿式制冷壓縮機不同分類。螺桿式制冷壓縮機分為雙 螺桿和單螺桿兩種。雙螺桿制冷壓縮機具有一對互相啃合、相反旋向的螺 旋形齒的轉子。單螺桿制冷壓縮機有一個外圓柱面上加工了6 個螺旋槽的 轉子螺桿，并在螺桿的左右兩側垂直地安 裝著

10、完全相同的有 11 個齒條的行 2 / 30 下載文檔可編輯 星齒輪。下圖 11 為螺桿結構與分類。 圖 1-1 螺桿結構及分類 根據(jù)壓縮機的密封結構形式分為開啟式、半封閉式和全封閉式。根據(jù) 空調功能分為單冷型和熱泵型。 根據(jù)采用制冷劑不同分為 R134a 和 R22 兩種。 根據(jù)蒸發(fā)器的結構不同分為普通型和滿液型。 1.1 雙螺桿制冷壓縮機 1.1.1 雙螺桿制冷壓縮機的組成 雙螺桿制冷壓縮機是一種能量可調式噴油壓縮機。它的吸氣、壓縮、 排氣三個連續(xù)過程是靠機體內的一對相互嚙合的陰陽轉子旋轉時產(chǎn)生周期 性的容積變化來實現(xiàn)。一般陽轉子為主動轉子，陰轉子為從動轉子。 主要部件：雙轉子、機體、主軸

11、承、軸封、平衡活塞及能量調節(jié)裝置。 1.1.2 雙螺桿壓縮機的工作原理 螺桿壓縮機工作時，依靠氣缸中陽轉子與陰轉子相互嚙合旋轉，是轉子 齒間與機體（氣缸內壁） 、兩端封蓋所構成的空間容積即齒間基元容積， 做周期性變化，從而使吸入的氣體沿轉子軸向壓縮后排出。 吸氣過程：氣體經(jīng)吸氣口分別進入陰陽轉子的齒間容積。 壓縮過程：轉子旋轉時，陰陽轉子齒間容積連通（V 型空間） ，由于齒的 互相嚙合，容積逐步縮小，氣體得 到壓縮。 排氣過程：壓縮氣體移到排 氣口，完成一個工作循環(huán)。 下 圖 1-2 為雙螺桿壓縮機的實物圖。 3 / 30 下載文檔可編輯 圖 1-2 雙螺桿壓縮機結構實物圖 1.2 單螺桿制冷

12、壓縮機 1.2.1 單螺桿壓縮機的組成 利用一個主動轉子和兩個星輪的嚙合產(chǎn)生壓縮。它的吸氣、壓縮、排 氣三個連續(xù)過程是靠轉子、星輪旋轉時產(chǎn)生周期性的容積變化來實現(xiàn)的。 轉子齒數(shù)為六，星輪為十一齒。主要部件為一個轉子、兩個星輪、機體、 主軸承、能量調節(jié)裝置。容量可以從 25%-100%無級調節(jié)。 1.2.2 單螺桿壓縮機的工作原理 吸氣過程：氣體通過吸氣口進入轉子齒槽。隨著轉子的旋轉，星輪依 次進入與轉子齒槽嚙合的狀態(tài)，氣體進入壓縮腔（轉子齒槽曲面、機殼內 腔和星輪齒面所形成的密閉空間）。 壓縮過程：隨著轉子旋轉，壓縮腔容積不斷減小，氣體隨壓縮直至壓 縮腔前沿轉至排氣口。 排氣過程：壓縮腔前沿轉

13、至排氣口后開始排氣，便完成一個工作循環(huán)。 由于星輪對稱布置，循環(huán)在每旋轉一周時便發(fā)生兩次壓縮，排氣量相應是 上述一周循環(huán)排氣量的兩倍。 螺桿壓縮機一般制冷機組形式的出現(xiàn)在生產(chǎn)領域，根據(jù)冷凝器結構的 不同可分為水冷式螺桿制冷機組與風冷式螺桿制冷機組；根據(jù)采用的壓縮 機臺數(shù)的多少可分為單機頭機組與多機頭機組。水冷式螺桿制冷機組又螺 桿壓縮機、水冷式冷凝器、油分離器、控制柜、啟動柜等主要部件組成。 在此次設計中我們調查并查閱了上海大眾空調有限公司采用的開利水冷式螺 桿制冷機組來作參考。下圖 1-3 為該類型空調的實物圖。 圖 1-3 水冷式螺桿制冷機組 2 30HXY 制冷螺桿機組工作參數(shù) 上海大眾

14、空調有限公司某些空 調主機選用為開利 30HXY 螺桿制冷 機組在給客戶安裝使用一年后，出現(xiàn)了不制冷問題。首先我們從這臺制冷機 組的運行設計參數(shù)開始研究。下圖為開利 30HXY 螺桿制冷機組實物圖。 圖 2-1 開利 30HXY 螺桿式冷水機組 2.1 開利 30HXY 螺桿式冷水機組型號及性能 型號： 30HXY 制冷量： 335 1392 (kW) 制冷劑： R134a 4 / 30 下載文檔可編輯 2.1.1 主要性能 采用 HFC-134a 制冷工質，完全無氯 新結構的半封閉螺桿壓縮機，可靠耐用 強化傳熱管的滿液體式換熱器，傳熱效率高 冷凝器內置二級分油器，分油效果佳 電子膨脹閥控制靈

15、敏，部分負荷效率高 30HXY 采用雙回路設計，運行維護方便可靠 PRO-DIALOG 控制功能強大，操作方便 機組結構緊湊，可方便通過標準門框通道 最新噪聲裝置靜音箱，有效降低運行噪聲 更有高效型機組可供選擇。 開利 30HXY110A-400A(R134a) 制冷量 335-1392KW 采用 HFC-134a 制 冷工質，符合環(huán)保要求 ；最新結構的半封閉螺桿壓縮機，可靠耐用。強 化傳熱管的滿液式換熱器，傳熱效率高。冷凝器內置二級分油器，分油效 果佳。電子膨脹閥控制靈敏，部分負荷效率高。 30HXY 采用雙向路設計， 運行維護方便可靠。 PRO-DIALOG 控制功能強大，操作方便。機組結

16、構緊湊， 可方便通過標準門框通道。最新降噪聲置靜音箱，有效降低運行噪聲。 該類機組分兩種類型為標準型與高效型。 標準 型的工況見下表。 表 2-1 標準型 高效性 的制 冷機 組工 況見 表 2-2 。 表 2-2 高效 性 機組外型尺寸重量 制冷量長寬高 機組 重量 運行 重量 機組型號 kw104kcal/h Tonmmmmmmkgkg 30HXY110A33530100 2794 950 1930 1950 2110 30HXC130A46440130 3278 980 1816 2474 2617 30HXC165A58050165 3278 980 1816 2547 2712 30

17、HXC200A69660200 3278 980 1941 2983 3179 30HXC250A87075250 3912 1015 2060 4296 4656 30HXC300A 104490300 3912 1015 2060 4416 4776 30HXC350A 1218105350 4521 1015 2112 5090 5553 30HXC400A 1392120400 4521 1015 2112 5258 5721 機組外型尺寸重量 制冷量長寬高 機組重 量 運行重 量機組型號 kw 104kcal/ h Tonmmmmmmkgkg 30HXY050A 1761550219

18、4950187513001500 30HXY065A 24120652194950187517501900 30HXY080A 29325802794950187518402000 30HXY110A 335301002794950193019502110 30HXC130A 464401303278980181624742617 30HXC165A 580501653278980181625472712 30HXC200A 696602003278980194129833179 5 / 30 下載文檔可編輯 壓縮 機只 有在 標準 工況 下運行才能滿足客戶所需的制冷量，而隨著環(huán) 境的改變。由

19、于惡劣環(huán)境不 斷對制冷機組的沖擊，因此在生產(chǎn)中不免會發(fā)生一些故障。 2.1.2 常用配件 開利 30HXY 螺桿式冷水機組常用配件 見表 2-3。 表 2-3 30HXC 常用配件表 編 號 配件型號 編 號 配件配件 1 干燥過濾 器芯 30HX407222 E 15 10HX50300 2EE 2 干燥過濾 器芯 KH29EZ05016 10HX50301 2EE 3 30GX417132 EE 17 10HX50302 2EE 4 30GX417133 EE 18 10HX50303 2EE 5 外置式油 過濾器 06NA66008819 蒸發(fā)器水 室墊片 10HX50304 2EE 6

20、 冷凍潤滑 機油 PP23ZB1040 05 20 油溫開關 HR12BA011 7 9HX503192E E 21 高壓傳感 器 OP12DA039 EE 8 09HX503022 EE 22 低壓傳感 器 OP12DA040 EE 9 09HX501932 EE 23 水溫傳感 器 HH79NZ047 10 冷凝器水 室墊片 09HX501942 EE 24 排氣溫度 傳感器 HH79NZ059 11 GTC-211- 7/8 25 壓力開關 WB12KN014 EE 12 冷凝器清 洗刷 KC21AH10526 螺桿機油 泵 30HX41033 2 13 電子流量 HR12AA00927

21、 電磁閥線 XM12ZM017 30HXC250A 870752503912 1015 206042964656 30HXC300A 1044903003912 1015 206044164776 30HXC350A 12181053504521 1015 211250905553 30HXC400A 13921204004521 1015 211252585721 6 / 30 下載文檔可編輯 開關圈 14 靶式流量 計 LKB01-Bb28 脈沖閥線 圈 XM12ZM018 3 30HXY 制冷螺桿機組常見故障 我們從大眾空調有限公司了解到，有客戶反映購買該公司的水冷式螺桿 制冷機組在使用

22、一年后，發(fā)現(xiàn)主機制冷效果不好，經(jīng)過調查與研究， 空調 機組的風機一切都正常，因此我們判斷制冷主機出現(xiàn)了故障。 壓縮機在運 行的過程中，輸氣量過低，或者排氣量過低，最終的原因 一般由機械裝置 與電氣控制裝置等的故障引起的，在該章節(jié)我們只探討機械裝置對制冷機 組的影響。 3.1 30HXY 制冷機組機械裝置的故障 隨著近年來螺桿制冷機組的發(fā)展，機組的故障率和先前相比大大減少。 同時，機組控制系統(tǒng)也日趨完善。在現(xiàn)代廠家制造的機組的控制系統(tǒng)都帶有 自動檢測故障的功能。機組一旦出現(xiàn)故障，但是空調機組運行正常，便于維 修人員能在短時間內能完成維修，使制冷機組運行正常。因此通過客戶反映， 以及搜集的參考文獻

23、，將常見的機械故障歸納如下： 1.滑閥的位置不合適 6.噴油量不足，密封能力弱； 2.吸氣過濾器堵塞； 7.排氣壓力過高 3.機器磨損嚴重，造成間隙過大； 8.機械磨損嚴重，造成間隙過大 4.壓縮機因高壓保護而停機 5.壓縮機因主電動機溫度保護而停機； 3.2 30HXY 制冷機組電氣控制故障 制冷空調系統(tǒng)的運行管理良好與否，關系到制冷空調裝置工作的可靠 性、安全性和經(jīng)濟性。除了制冷機械裝置的正常工作外，必須得保證制冷 空調的電器控制方面的完好，只有在這兩方面的相互配合下，才能使機組 正常進行制冷。 而隨著制冷空調測控技術的不斷更新， PLC 控制越來越廣泛，它可以 將順序控制和過程控制結合在

24、一起。實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的測控。之所以被廣 泛應用，它具有以下優(yōu)點：可靠性高（有較強的抗干擾能力，便于工業(yè)現(xiàn) 場使用，一旦出現(xiàn)故障，具有停電保護、自我診斷等功能）；采用功能模 塊結構，可根據(jù)要求，進行組合和擴充、具有獨立的編程器；編程簡單、 易于掌握；價格低廉。這樣就使得制冷機組在運行的過程中不會因為一點 小小的故障導致整個壓縮機產(chǎn)生故障，致使使用客戶造成更大的經(jīng)濟損失。 即使這樣作為一個維修人員，也要掌握常見的電器控制故障的維修知識。 經(jīng)過深入研究，常見的電氣故障如下： 1.溫度傳感器故障 2.控制故障 3.交流截止器故障 7 / 30 下載文檔可編輯 4.超載保護器故障 4 30HXY 制冷螺

25、桿機組常見故障分析 4.1 30HXY 制冷機組機械裝置的故障分析 4.1.1 滑閥的位置不合適 螺桿式制冷壓縮機的能量調節(jié)主要的方法有吸入節(jié)流調節(jié)、轉停調節(jié)、 變頻調節(jié)、滑閥調節(jié)，柱塞調節(jié)等，但是目前主要使用的是滑閥能量調節(jié)。 下圖 4-1 為滑閥結構示意圖。 4-1 滑閥結構示意 圖 現(xiàn)在普遍流行的容量 調節(jié)方法是采用滑閥調 節(jié)。滑閥式能量調節(jié)機 構，調節(jié)滑閥置于壓縮 機兩螺桿嚙合部位的下 面（排氣側），與兩螺桿外 圓柱面緊貼?；y靠近 排氣口的一端稱為滑閥 前緣，另一端為背部，滑閥前緣部位開有徑向排氣孔口。通過手動、液動 或電動等方式，使滑閥沿著機體軸線方向往復滑動。 此滑閥在機體中處于

26、 不同的位置時，轉子被密封的長度也相應不同，從而在旋轉一周的過程中 被送入壓縮腔的氣體的量也不同。在密封段外的吸入氣體則通過機體下方 的旁通口回流至吸氣端。通過這種方法就可以達到調節(jié)和改變壓縮機輸氣 量的目的。 為了達到在壓縮機滿負荷運轉時，不改變輸氣量的大小而調節(jié)壓縮機中 內壓縮比以與外壓力比相同或接近，避免使壓縮機在面對不同工況時產(chǎn)生 欠壓或者是過壓縮現(xiàn)象，從而提高壓縮機的運行效率，在壓縮機中通常都 需要設置內容積比調節(jié)機構。內容積比調節(jié)機構的目的就是通過改變容量 調節(jié)滑閥上的徑向排氣口的位置來改變內容積比，以適應壓縮機的不同的 運行工況，節(jié)省能耗，提高壓縮機的 COP（性能系數(shù)）值。 在

27、螺桿壓縮機發(fā)展的早期階段，生產(chǎn)制造廠所采取的策略是根據(jù)不同的 用戶的使用要求，在制造壓縮機時就選擇好與工況適應的容量調節(jié)滑閥。 由于滑閥不能夠隨意更換，所以在裝配完成后此臺壓縮機就只能夠適應固 定的使用工況，一旦用戶的使用條件發(fā)生變化，壓縮機的效率將急劇降低， 也即是相當于壓縮機中沒有內容積比調節(jié)機構。 后來則將容量調節(jié)滑閥一分為二，設有徑向排氣口的前端為一部分，后 面的整圓弧部分為一個單獨的部件，此部件即演變?yōu)楝F(xiàn)在通行的內容積比 調節(jié)滑閥。但是此時內容積比調節(jié)滑閥在壓縮機中的位置是通過連在滑閥 后端的一個絲桿機構來調節(jié)的。制造廠在出廠時調定好內容積比調節(jié)滑閥 位置后用螺母加以固定。在用戶處則

28、需要打開壓縮機才能夠重新調節(jié)，因 此也不能夠靈活適應工況的變化。 8 / 30 下載文檔可編輯 同時滑閥能量調節(jié)機構主要有三部分組成：第一部分包括滑閥、滑閥頂 桿、油活塞、油缸、壓縮彈簧及 壓縮機端座；第二部分為能量調節(jié)指示器； 第三部分為油路及能量調節(jié)控制閥。 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，導致滑閥位置不合適的原因是因為在長期的使用中，導致彈 簧的彈性性能發(fā)生不可能恢復的變化，導致華發(fā)能量調節(jié)失效，為了使壓 縮機能正常工作，必須更換壓縮彈簧。 4.1.2 吸氣過濾器堵塞 吸氣過濾器是輸送介質管道上不可缺少的一種裝置 ,通常安裝在壓縮 機的吸氣腔或吸氣管路上以防止機械雜質進入壓縮機對螺桿的損害。式壓 縮機能正常

29、工作。它外殼用無縫鋼管制作，內有濾網(wǎng)。在外殼的下部有拆 卸的端蓋，殼體撒謊能夠有進、出口氣管接頭。 濾網(wǎng)的濾筒后，其雜質被 阻擋，而清潔的濾液則由過濾器出口排出，當需要清洗時，只要將可拆卸 的濾筒取出，處理后重新裝入即可，因此，使用維護極為方便 。下圖 4-2 為吸氣過濾器實物圖。 4-2 吸氣過濾器實物圖 吸氣過濾器堵塞則會使氣體阻力增加，引起 壓縮機吸入壓力降低。 若是排氣壓力不變時，從 而使使壓縮機壓比增加。 根據(jù)壓縮機的性能曲線， 當壓縮機壓比增加時，排氣量會減少；因此制冷 效果不好，為了制冷機組 能正常工作，必須更換 吸氣過濾器或者拆卸下來 先經(jīng)過清洗，再安裝進行使用。 4.1.3

30、機械磨損嚴重，造成間隙過大 磨損狀態(tài)是機件故障、失效的又一種常見形式。由于機器在正常傳動和 運行中，需要傳遞轉速、扭矩和功率，這就會在零部件間相互結合、傳遞 和接觸的部位產(chǎn)生不可避免的磨損，這種磨損造成的故障在機械設備中所 占比重較大，同時事故帶來的經(jīng)濟損失也較嚴重，所以開展磨損監(jiān)測技術 是非常必要的。 用潤滑油劣化分析技術進行磨損監(jiān)測是簡便可行的有效方法，其原理是： 根據(jù)對油中所含金屬微粒的成分、形態(tài)及大小的分析，可以得到油液循環(huán) 著的那些部件的劣化信息。分析金屬磨損微粒、測量金屬微粒的分布和鑒 定金屬成分可測定出是哪個部位發(fā)生了磨損及磨損程度。潤滑油取樣分析 的檢測方法主要有以下幾種：油樣

31、光譜分析法、油樣貼譜分析法、磁塞檢 查法。 磨損失效的基本類型： 1.粘著磨損 2.磨料磨損 3.犁削磨損 4.表面疲 勞磨損 5.沖刷磨損 6.腐蝕磨損 在制冷機組運行的過程中，螺桿與螺桿之間，螺桿與機殼之間不免會發(fā) 生摩擦，在討論這方面的影響，我們從以下幾方面進行分析： 9 / 30 下載文檔可編輯 使表面具有良好的機械特性：一般來說，在機械性能中，最重要的是 硬度，大多數(shù)情況下，表面硬度高，耐磨性好。 設法形成具有非金屬性質的摩擦面： 非金屬性質的摩擦面是通過物 理或化學的作用來減少磨損的。如對鋼材滲 s，氮化、熱噴涂層加 MoS2、 物理氣相沉積、化學氣相沉積及離子注入等 ，使材料表面

32、形成氮化物、 氧化物、硫化物、碳化物以及它們的復合化合物的表面層，這些表面層可 以抑制摩擦過程中摩擦副兩個零件之間的粘附，熔附以及由此引起的金屬 轉移現(xiàn)象，從而提高耐磨性。 許多表面強化方法往往兼有上述兩種特性，因而都可以明顯提高材料的 耐磨性。 如螺桿壓縮機的陽陰轉子，軸封等，長期使用會使機械精度降低，不利 于壓縮機工作，造成壓縮機的制冷量下降。 4.1.4 壓縮機因高壓保護而停機 由于在此次設計中我們探討的水冷式螺桿制冷機組，可能導致壓縮機因 高壓保護而停機 可能的原因是排氣壓力過高導致壓力控制器控制使壓縮機 停機，其原因主要如下：1）通過冷凝器的水量不足，因為冷凝器中的水量 不足，而由壓

33、縮機排出的高溫高壓的制冷劑氣體無法冷卻、冷凝到達到要求 的常溫高壓的制冷劑液體，此刻高壓控制器動作導致壓縮機停機無法進行制 冷；2）冷凝器的銅管堵塞，導致整個系統(tǒng)不能正常運轉，高壓氣體被堵在 冷凝器中，隨著氣體的不斷積累，同時氣體的壓力也在逐漸升高，超過了高 壓控制器的壓力設定值，從而壓力控制器動作導致壓縮機停機，制冷效果不 好；3）制冷劑充注量過量；4）高壓保護設定值不正確。 4.1.5 壓縮機因主電動機溫度保護而停機 整個主機不能正常工作，不能制冷，因此整個空調系統(tǒng)制冷效果不好。 因此，可能的原因有以下幾個方面：1）電壓過高或過低；2）排氣溫度過高； 3）冷水回水溫度過高；4）溫度保護器件

34、故障；5）制冷劑充注量不足；因 為制冷劑充注量不足，導致從制冷對象中吸取的熱量的達不到設計的冷量， 導致制冷對象中的溫度傳感器動作使壓縮機一直運轉，從而使主電動機的溫 度升高保護而停機。6）冷凝器氣體入口閥關閉。 4.1.6 噴油量不足，密封能力弱 首先我們看看螺桿壓縮機潤滑油的作用 。經(jīng)過查資料我們得到潤滑油 有以下幾個作用： （1）密封作用：在螺桿壓縮機內部有多條泄漏通道，這些泄漏通道都 是一些狹長的間隙，油的存在極大地強化了密封效果，使得通過它們的泄 漏量大為減少。 （2）降噪作用：噴入的油是粘性流體，對聲能和聲波有吸收和阻尼作 用，一般噴油后噪聲可降低 1020 分貝。 （3）冷卻作用

35、：噴入的油呈微滴狀，與被壓縮的氣體混合，極大的換 10 / 30 下載文檔可編輯 熱表面迅速吸收氣體的壓縮熱，冷卻了壓縮介質，大大降低了排氣溫度。 （4）壓縮機配件潤滑作用：在干式螺桿壓縮機中，兩轉子相互不接觸， 依靠高精度的同步齒輪保持間隙。而在噴油壓縮機中，由于有大量的油存 在，并且陰轉子只吸收壓縮總耗功的一小部分，從而可以把同步齒輪省掉， 使陽轉子直接驅動陰轉子。另外，由于噴入的油同軸承所用的專用潤滑油 完全一樣，所以不再需要用一套復雜的密封裝置把氣體同潤滑油隔開，這 使得轉子支撐軸承之間的距離可以更小，顯著提高了轉子的剛度，減小了 變形。 螺桿壓縮機的機械密封是壓縮機機組中最重要的零部

36、件之一，機械密封 的失效將導致整個機組的失效，嚴重的將給安全生產(chǎn)造成重大影響。相比 較而言，螺桿壓縮機徑向空間尺寸較小，改造機械密封時往往受徑向尺寸 的限制。 該機械密封在使用不到 一年的時間發(fā)生泄漏，潤滑油油箱液位升高， 拆下發(fā)現(xiàn)，機械密封靜環(huán)防 止轉銷切斷，補償座輔助密封圈有磨損，由靜 環(huán)防止轉銷切斷引起機械密封失效。 經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，原機械密封的前置氮氣因壓力不穩(wěn)定（壓力增大后） 造成機械密封失效，引起潤滑油油箱液位升高。主要原因有以下兩個方面： 1.原機械密封靜環(huán)防轉銷切斷是由于機加工時成分度不均和壓縮機啟動時 剪切力較大引起的； 2.原機械密封的靜環(huán) O 形圈過盈量較大。 該機械密封結

37、構采用靜止式結構，補償環(huán)選用石墨環(huán)，非補償環(huán)選用金 屬件噴涂陶瓷，補償環(huán)密封圈采用 O 形圈。 以下是機械密封的主要參數(shù)。載荷系數(shù) K：密封流體壓力作用在補償 環(huán)上，使之對非補償環(huán)趨于閉合的有效作用面積 Ae 與密封環(huán)帶面積 A 之 比。公式為 K=Ae/A。載荷系數(shù)的大小關系到介質壓力作用到密封端面上的 程度。端面壓力 Pc：密封端面單位面積上所受的力。雙端面機械密封的端 面壓力為 Pc=Ps+Pf(K-)Pt。式中 Ps 為彈簧壓力；Pf 為封液壓力；Pt 為由于摩擦力引起端面增加或減少的壓力。 4.1.7 排氣壓力過高 首先我們從壓縮機的結構以及壓縮機的吸排氣量分析開始來探討其原 因。

38、4.1.7.1 壓縮機的輸氣量 螺桿壓縮機的輸氣量計算公式如 式（4-1） vnmVnmVth 222111 60 式中 、 _陽螺桿與陰螺桿的齒間容積（一個齒槽的容積） V1V2 （m ） 3 、_陽螺桿和陰螺桿的齒數(shù) m1m2 、 -陽螺桿與陰螺桿的轉速（ r/min） n1n2 11 / 30 下載文檔可編輯 壓縮機兩螺桿的嚙合旋轉，相當 于齒數(shù)的嚙合傳動,因此 = 式（4-2） m1n2n1m2 又= V1 LL AVA01201 將以上三個公式帶入上式，壓縮機的理論輸氣量為 式（43） AAnmV L th020111 60 式中 L螺桿的旋轉部分長度（ m） 陽螺桿和陰螺桿的端面齒

39、間面積（端平面上的齒槽面積） AA0201 （） 令 = Cn D AAn 2 1 02011 )( 則理論輸氣量可寫成 式（44） DnCV L nth11 60 式中陽螺桿的公稱直徑（ m） D1 螺桿面積利用系數(shù)，是由螺桿齒形和齒數(shù)所決定的常數(shù)， Cn 一般為 0.5150.641。 壓縮機的有效理論輸氣量 V （齒間可能充氣的最大容積）與其理論輸 g 氣量 Vth的比值，稱為螺桿德的扭角系數(shù)。即 Cj= 式（45） V V th g 式中 通常，扭角系數(shù) Cj在 0.961 的范圍。 于是螺桿壓縮機的有效理論輸氣量為 Vg=60 Cj Cnn1L D 2 1 由于考慮泄漏、氣體受熱等，

40、螺桿式制冷壓縮機的實際輸氣量，低于它 的有效理論輸氣量。當考慮到壓縮機的輸氣系數(shù)，理論輸氣量Vg為 V=Vg 式(46) 4.1.7.2 影響輸氣的主要因素 1）泄漏損失。由于壓縮機的結構特點及制作工藝等原因，螺桿之間及 螺桿與機殼之間總是存在著間隙，從而產(chǎn)生泄漏。氣體通過間隙的泄漏， 可分為外泄漏和內泄漏兩種。前者是指壓力升高的氣體通過間隙向吸氣管 道及正在吸氣的齒間容積的泄漏；而內泄漏是指具有較高壓力的氣體，通 過間隙向壓力較低的工作容積的泄漏，如排氣管中的氣體向正在壓縮的工 作容積泄漏。外泄漏影響壓縮機的輸氣系數(shù)，內泄漏僅影響壓縮機的耗能。 2）吸氣壓力。損失氣體通過壓縮機吸氣管道和吸氣

41、孔口時，產(chǎn)生氣體 流動損失，吸氣壓力降低，比容增大，相應地減少了壓縮機的吸氣量，降 低了壓縮機的輸氣系數(shù)。 12 / 30 下載文檔可編輯 3）預熱損失。轉子與機殼因受到壓縮機氣體的加熱而溫度升高。在吸 氣過程中，氣體受到吸氣管道、轉子和機殼的加熱而膨脹，相應地減少了 氣體地吸入量，降低了壓縮機的輸氣系數(shù)。 4.1.8 機械磨損嚴重，造成間隙過大 磨損狀態(tài)是機件故障、失效的又一種常見形式。由于機器在正常傳動和 運行中，需要傳遞轉速、扭矩和功率，這就會在零部件間相互結合、傳遞 和接觸的部位產(chǎn)生不可避免的磨損，這種磨損造成的故障在機械設備中所 占比重較大，同時事故帶來的經(jīng)濟損失也較嚴重，所以開展磨

42、損監(jiān)測技術 是非常必要的。 用潤滑油劣化分析技術進行磨損監(jiān)測是簡便可行的有效方法，其原理是： 根據(jù)對油中所含金屬微粒的成分、形態(tài)及大小的分析，可以得到油液循環(huán) 著的那些部件的劣化信息。分析金屬磨損微粒、測量金屬微粒的分布和鑒 定金屬成分可測定出是哪個部位發(fā)生了磨損及磨損程度。潤滑油取樣分析 的檢測方法主要有以下幾種：油樣光譜分析法、油樣貼譜分析法、磁塞檢 查法。 磨損失效的基本類型： 1. 粘著磨損 2. 磨料磨損 3.犁削磨損 4. 表面 疲勞磨損 5. 沖刷磨損 6. 腐蝕磨損 在制冷機組運行的過程中，螺桿與螺桿之間，螺桿與機殼之間不免會發(fā) 生摩擦，在討論這方面的影響，我們從以下幾方面進行

43、分析： 1）使表面具有良好的機械特性：一般來說，在機械性能中，最重要的 是硬度，大多數(shù)情況下，表面硬度高，耐磨性好。 2）設法形成具有非金屬性質的摩擦面： 非金屬性質的摩擦面是通過 物理或化學的作用來減少磨損的。如對鋼材滲 s，氮化、熱噴涂層加 MoS2、物理氣相沉積、化學氣相沉積及離子注入等 ，使材料表面形成氮 化物、氧化物、硫化物、碳化物以及它們的復合化合物的表面層，這些表 面層可以抑制摩擦過程中摩擦副兩個零件之間的粘附，熔附以及由此引起 的金屬轉移現(xiàn)象，從而提高耐磨性。 許多表面強化方法往往兼有上述兩種特性，因而都可以明顯提高材料的 耐磨性。 如螺桿壓縮機的陽陰轉子，軸封等，長期使用會使

44、機械精度降低，不利 于壓縮機工作，造成壓縮機的制冷量下降。 4.2 30HXY 制冷機組電氣控制故障分析 4.2.1 溫度傳感器故障 空調溫度傳感器為負溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱 NTC，其阻值隨溫度升 高而降低，隨溫度降低而增大。 25時的阻值為標稱值。 NTC 常見的故障 為阻值變大、開路、受潮霉變阻值變化、短路、插頭及 插座接觸不好或漏 電等，引起空調 CPU 檢測端子電壓異常引起空調故障。 空調常用的 NTC 有 13 / 30 下載文檔可編輯 室內環(huán)溫 NTC、室內盤管 NTC、室外盤管 NTC 等三個，較高檔的空調還應 用外環(huán)溫 NTC、壓縮機吸氣、排氣 NTC 等。NTC 在電路中主

45、要有如圖一所 示兩種用法，溫度變化使 NTC 阻值變化，CPU 端子的電壓也隨之變化， CPU 根據(jù)電壓的變化來決定空調的工作狀態(tài)。 NTC 負溫度系數(shù)、的部分專業(yè)術語 ：零功率電阻值 RT（）RT 指 在規(guī)定溫度 T 時，采用引起電阻值變化相對于總的測量誤差來說可以忽略 不計的測量功率測得的電阻值。 零功率電阻值 RT（） RT指在規(guī)定溫度 T 時，采用引起電阻值變化相對于總的測量誤差來說 可以忽略不計的測量功率測得的電阻值。 電阻值和溫度變化的關系式為： RT = RN expB(1/T 1/TN) 式（47） 式中 RT 在溫度 T （ K ）時的 NTC 熱敏電阻阻值。 RN 在額定溫

46、度 TN （ K ）時的 NTC 熱敏電阻阻值。 T 規(guī)定溫度（ K ）。 B NTC 熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。 exp以自然數(shù) e 為底的指數(shù)（ e = 2.71828 ）。 該關系式是經(jīng)驗公式，只在額定溫度 TN 或額定電阻阻值 RN 的有限 范圍內才具有一定的精確度，因為材料常數(shù) B 本身也是溫度 T 的函數(shù)。 額定零功率電阻值 R25 （）。 根據(jù)國標規(guī)定，額定零功率電阻值是 NTC 熱敏電阻在基準溫度 25 時測得的電阻值 R25，這個電阻值就是 NTC 熱敏電阻的標稱電阻值。 通常所說 NTC 熱敏電阻多少阻值，亦指該值。材料常數(shù)（熱敏指數(shù)） B 值（ K ）：B 值被定

47、義為： 式（48） R R TT TT T T B 2 1 ln 21 21 式中 RT1 ：溫度 T1 （ K ）時的零功率電阻值。 RT2 ：溫度 T2 （ K ）時的零功率電阻值。 T1，T2 ：兩個被指定的溫度（ K ）。對于常用的 NTC 熱敏電阻， B 值范圍一般在 2000K 6000K 之間。 零功率電阻溫度系數(shù)（ T ）在規(guī)定溫度下， NTC 熱敏電阻零動功 率電阻值的相對變化與引起該變化的溫度變化值之比值。 式（49） T R B dT d R t T 2 1 式中 T ：溫度 T （ K ）時的零功率電阻溫度系數(shù)。 RT 溫度 T （ K ）時的零功率電阻值。 T 溫度（

48、 T ）。 B 材料常數(shù) 14 / 30 下載文檔可編輯 耗散系數(shù)（）：在規(guī)定環(huán)境溫度下， NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)是電 阻中耗散的功率變化與電阻體相應的溫度變化之比值。 式（410） T P 式中 NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)，（ mW/ K ）。 P NTC 熱敏電阻消耗的功率（ mW ）。 T NTC 熱敏電阻消耗功率 P 時，電阻體相應的溫度 變化（ K ）。 熱時間常數(shù)()：在零功率條件下，當溫度突變時，熱敏電阻的溫度 變化了始未兩個溫度差的 63.2% 時所需的時間，熱時間常數(shù)與 NTC 熱 敏電阻的熱容量成正比，與其耗散系數(shù)成反比。 式（411） C 式中 熱時間常數(shù)（ S ）。 C

49、NTC 熱敏電阻的熱容量。 NTC 熱敏電阻的耗散系數(shù)。 額定功率 Pn：在規(guī)定的技術條件下，熱敏 電阻器長期連續(xù)工作所允許 消耗的功率。在此功率下，電阻體自身溫度不超過其最高工作溫度。 最高工作溫度 Tmax：在規(guī)定的技術條件下，熱敏電阻器能長期連續(xù)工作所 允許的最高溫度。即 : 式（412） P TT n 0max 式中 T0-環(huán)境溫度。 測量功率 Pm：熱敏電阻在規(guī)定的環(huán)境溫度下， 阻體受測量電流加熱 引起的阻值變化相對于總的測量誤差來說可以忽略不計時所消耗的功率。 一般要求阻值變化大于 0.1%，則這時的測量功率 Pm 為： 式（413） a Pm 1000 電阻溫度特性 NTC 熱敏

50、電阻的溫度特性可用下式近似表示： eR T B T A 式中 RT溫度 T 時，零功率電阻值。 A與熱敏電阻器材料物理特性及幾何尺寸有關的系數(shù)。 BB 值。 T溫度（k）。 更精確的表達式為： 式（414）)exp( 32TT R DC T B A T 式中：RT熱敏電阻器在溫度 T 時的零功率電阻值。 T為絕對溫度值，K； A、B、C、D為特定的常數(shù)。 15 / 30 下載文檔可編輯 該溫度傳感器的故障現(xiàn)象為不產(chǎn)生調節(jié)、控制作用，經(jīng)過分析研究主 要原因有以下兩點： 1.電接點水銀溫度計水銀液體斷裂； 2.壓力式溫度控 制感溫包或毛細管泄漏。 4.2.2 控制部分故障 一種截止型交流故障電流限

51、制器其實質上為一電流調整裝置，包括有： 一正阻抗元件，所述正阻抗元件串聯(lián)設于供電輸入系統(tǒng)與負載輸出系統(tǒng)之 間，用以提供正阻抗；一導通回路系與正阻抗元件并聯(lián)，所述導通回路由 一開關器及一斷電元件串聯(lián)組成，可提供旁路效果。在正常供電過程中不 需通過正阻抗元件。且可在短路時通過產(chǎn)生短路大電流熔斷斷電元件截止 所述導通回路的旁路效果，讓故障電流經(jīng)正阻抗元件輸出并提供正阻抗值， 使供電輸入系統(tǒng)的等效內阻抗增加，達到限制故障電流的目的，讓電源系 統(tǒng)路裝置得以順利隔離短路故障，避免短路事故的區(qū)域擴大 ?？刂破鞯慕Y 構示意圖見附錄 1。 4.2.2.1 接觸器的用途與分類 接觸器是一種應用廣泛的開關電器。接觸

52、器主要用于頻繁接通或分斷交、 直流主電路和大容量的控制電路，可遠距離操作，配合繼電器可以實現(xiàn)定 時操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和 缺相及欠壓保護，廣泛應用于自動控 制電路，其主要控制對象是電動機，也可用于控制其它電力負載，如電熱 器、照明、電焊機、電容器組等。 接觸器按被控電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。 這里主要 介紹常用的交流接觸器。 4.2.2.2 電磁式交流接觸器的結構和工作原理 接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。 (1)電磁系統(tǒng)：電磁系統(tǒng)包括電磁線圈和鐵心，是接觸器的重要組成部 分，依靠它帶動觸點的閉合與斷開。 (2)觸點系統(tǒng)：觸點是接觸器的執(zhí)行部分，包

53、括主觸點和輔助觸點。主 觸點的作用是接通和分斷主回路，控制較大的電流，而輔助觸點是在控制 回路中，以滿足各種控制方式的要求。 (3)滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來保證觸點斷開電路時，產(chǎn)生的電弧可靠的 熄滅，減少電弧對觸點的損傷。為了迅速熄滅斷開時的電弧，通常接觸器 都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩，并配有強磁吹弧回路。 (4)其它部分：有絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動機構等。 工作原理： 當接觸器電磁線圈不通電時，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸 點保持斷開位置。當電磁線圈通過控制回路接通控制電壓 (一般為額定電 壓)時，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵 芯，帶動主觸點閉合， 接通電

54、路，輔助接點隨之動作。 交流接觸器的選用原則 16 / 30 下載文檔可編輯 主回路觸點的額定電流應大于或等于被控設備的額定電流，控制電動 機的接觸器。 還應考慮電動機的起動電流。為了防止頻繁操作的接觸器主觸點燒蝕， 頻繁動作的接觸器額定電流可降低使用。 接觸器的電磁線圈額定電壓有 36、110、220、380等，電磁 線圈允許在額定電壓的 80%105%范圍內使用。 4.2.3 微電腦控制故障 溫度控制器廣泛應用于暖通空調、食品冷鏈、醫(yī)用低溫、寵物水族燈 行業(yè)。應用范圍：冷藏柜、展示柜、蛋糕柜、廚房冰箱的生產(chǎn)企業(yè)；工業(yè) 冷水機、海鮮機、熱泵式熱水器的生產(chǎn)企業(yè)；水族箱、水族箱底柜、水族 用冷水

55、機的生產(chǎn)企業(yè)；制冰機、奶罐、冰淇淋機、車載冰箱的生產(chǎn)企業(yè)； 工業(yè)機床冷卻設備、電氣柜冷卻設備的生產(chǎn)企業(yè)；溫室大棚設備、醫(yī)療設 備、孵化設備的企業(yè)；酒柜、風幕柜、保鮮柜的生產(chǎn)企業(yè)；冷藏汽車、速 凍隧道、冷庫工程設備的生產(chǎn)企業(yè)；茶葉、煙草、低溫食品、蔬菜保鮮設 備的生產(chǎn)企業(yè)；遺體儲存箱、細菌培植箱、藥品儲存箱的生產(chǎn)企業(yè)；血液 冷藏箱、疫苗及器官儲存箱的生產(chǎn)企業(yè)；烤箱、烘焙箱、發(fā)酵箱的生產(chǎn)企 業(yè)。 主要功能及特點： 制冷、時間和溫度雙重控制化霜 用戶參數(shù)與管理者參數(shù)分別設置，用戶設定參數(shù)值上下限限制功能 多種化霜、風機管理方式 化霜滴水時間可設置 具備拷貝卡功能方便批量生產(chǎn)和售后服務時快速設置參數(shù)，

56、節(jié)省工 時和減少售后服務支出 主要技術參數(shù) 1、測溫范圍：4040 控溫范圍：4040 2、電源電壓：220VAC10% 50HZ/60HZ 3、整機功耗：5W 4、環(huán)境溫度：060 5、相對濕度：20%85% 不可結露 6、測溫精度：1 顯示分辨率：0.1 7、壓縮機繼電器容量： 8A/220VAC 8、風機、化霜繼電器容量： 8A/220VAC 9、數(shù)碼顯示：三位數(shù)碼管 +負號位+狀態(tài)指示燈設置燈；制冷燈； 化霜燈；風機燈 4.2.3.1 化霜故障 I、電熱化霜狀態(tài)下，風機延時設置為正： 啟動條件：當滿足條件 a)、b)或者滿足 a)、c)時，壓縮機繼電器吸 合 a)壓縮機延時超過設定的延時時間 b)庫溫高于設定溫度，強制制冷開 17 / 30 下載文檔可編輯 始 c)非化霜狀態(tài)下，庫溫高于設定溫度 +回差設定值 （當風機延時為負值時，在滿足其他啟動條件且壓機已經(jīng)運行完延時 數(shù)值的絕對值后壓縮機繼電器吸合） 關閉條件： 滿足以下條件之一，壓縮機繼電器斷開 庫