提高旋转式压缩机可靠性的技术

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:39

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压缩机是空调器的主机，有如人的心脏。空调器的性能、可靠性以及长达10年以上的运行寿命，必须由压缩机来保证。如何来提高作为主机—压缩机的可靠性，一直是制冷业界关注的问题，下面就根据自己多年来从事旋转式压缩机的技术实践和近年来对国外各知名品牌旋转式压缩机的分析提出如下看法。

1. 旋转式压缩机属高精度、小型动力机械。机芯内部高、低压通道完全靠间隙、油膜密封，各滑动间的磨擦也是靠间隙中形成的油膜来润滑，以减少磨耗，保证可靠性，延长使用寿命。

1.1 保持机芯滑动件间均匀而细小的间隙是提高压缩机性能与可靠性的前提条件。

1.1.1 气缸滑片槽与滑片的间隙。

产品图规定一般压缩机二者的间隙为20~30μm，小型高速变频压缩机可缩小至15~20μm。工艺上要求滑片能以自由落体的方式，通过滑片槽，以证明二者间隙均匀。目的在实现：滑片槽既能引导滑片自由上下移动与滚动活塞、气缸壁一起组成吸排气腔并实行密封，又为形成高压油膜，保证润滑、降低磨耗提高可靠性，创造条件。但是传统的制造工艺是用三点焊接的方法将气缸与壳体连接起来的。三点焊的热应力导致壳体收缩形成对气缸滑片槽的挤压，使滑片槽产生变形。这不仅影响到二者配合间隙的均匀，甚至可出现卡死滑片的故障。分析变形影响因素：与气缸结构、材质、三点焊工艺状况、及机芯与壳体的连接方式有关。传统的斧形气缸（图1）焊后变形最大，特别是当材质强度低（如采用金属型共晶铸件时），三点焊参数选择不当，三点参数不均一、时间不同步时，其变形量甚至可高达15μm以上。我曾见过一个工厂三点焊后有1/3以上的压缩机因卡死滑片而下线。压力上首先对气缸结构和材质进行改进的是日本“三菱电机”。它们通过采用轮辐型气缸（图2）FC25砂型铸件，将滑片槽的变形控制到5μm以内。为保证二者间隙均匀并为适当减小间隙值提供了前提条件。80年代初，三菱电机又在旋转式冰箱压缩机上将焊气缸改为焊上轴承（机架），并将上轴承设计成轮辐形以降低焊接热应力的影响（图3）。从而彻底避免了滑片槽的变形。目前日本各大压缩机厂商新开发的产品，基本上都采用轮辐型气缸与焊上轴承工艺。在此基础上三菱电机、松下电器还将传统的滑片槽拉削工艺改为铣削磨削的方法，从而滑片槽的尺寸精度可达±1μm，两侧面的平行度、平面度也从7μm提高到4μm，从而使滑片与滑片槽的配合间隙缩小至15~20μm以内，为提高效率，减小磨耗，避免卡死，保证可靠性创造了条件。（见图1、2、3）

1.1.2 适当缩小上（主）轴承与曲轴的配合间隙，适当增加主轴承高度，是保证压缩机旋转稳定，降低振动噪声，提高可靠性的有效措施。目前已经有一些厂商将二者的间隙缩小到20μm左右，松下电器新改进的2K系列，已将主轴承的高度增加至52μm，韩国LG在将三点焊工艺从焊气缸改为焊主轴承的同时也将主轴承高度从47.5mm增加到54.7mm，都带来了运转稳定、磨耗减小的效果。为达到既缩小间隙，增加高度又能使间隙均匀之目的，工艺上除提高曲轴长轴加工精度外，还对主轴承孔采取内圆磨后增加珩磨的工序。为避免将曲轴与主轴承孔的加工精度提得过高，可对二者采取选配的方法。

1.1.3 随着旋转式压缩机制造工艺的改进与设备水平的提高，其它的配合间隙（如气缸与活塞（高）、气缸与滑片（高）、活塞内孔与曲轴偏心圆……等）均有进一步缩小趋势。这对提高压缩机的性能，保证可靠性同样都是有利的。）

1.2 采取强力的供油系统，向机芯各滑动部位提供充足的并具有一定压力的润滑油，是保证密封、提高性能、保证润滑、降低磨耗、提高可靠性的重要手段。

1.2.1 压缩机泵油叶片形状的设计十分关键，扭角大小选择应适当。太小，提升扬程不够；太大，又会导致油在曲轴孔内旋转，不利于形成高的油压。

1.2.2 曲轴的孔，宜设计成阶梯形，与叶片配合部可较大，通顶端的部位应尽可能小一些（LG为4mm），这种设计既有利于工艺过程中排除切屑、污物，更主要的是在叶片泵油运转过程中有利于在孔内形成较高的油压，提高输油能力。日本三洋更在小孔内插入支撑转子圆盘的长销。由于销的插入进一步缩小了孔的间隙，达到既可形成高的油压，又有利于油气分离，减小向压缩机外排油，保证油池内油面稳定，还达到了工艺简单之目的，不失为一种好的结构设计。

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