旋转式压缩机失效模式介绍
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涡旋压缩机的原理与故障原因涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机,压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成。
其工作原理是利用动、静涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化,实现压缩气体的目的。
于涡旋压缩的高效、低噪音、体积小等众多优势性,主流中央空调生产厂家在风冷热泵、变频多联机、户式冷水机、风管机、空气源热泵等机组都广泛的应用。
结构:两个具有双函数方程型线的动涡盘和静涡盘相错180°对置相互啮合,其中动涡盘由一个偏心距很小的曲柄轴驱动,并通过防自转机构约束,绕静涡盘作半径很小的平面运动,从而与端板配合形成一系列月牙形柱体工作容积。
特点:利用排气来冷却电机,同时为平衡动涡旋盘上承受的轴向气体力而采用背压腔结构,另外机壳内是高压排出气体,使得排气压力脉动小,因而振动和噪声都很小。
1、压缩机故障检测正常涡旋压缩机处于冷态状态下,三相端子之间的电阻大致相等,约为2~5Ω;各端子与地之间的电阻均为无穷大(一般大于10M Ω即认为是无穷大)。
若三相端子之间出现电阻为无穷大、或端子与地之间电阻很小,即认为此压缩机已经烧毁。
压缩机烧毁的常见表象有:压缩机运转声音异常、无排气温度和排气压力、接触器主触头烧熔粘连、压缩机启动时电源空开跳闸等。
原因:压缩机长期频繁启停:静态时油和冷媒沉积于压机腔体内,突然启动时油随冷媒一起被排出压缩机;运转时间不长又立即停止,油不能及时回到压缩机。
如此反复,压缩机最终因缺油而烧毁。
系统含空气或水分:含空气或水分压缩机长时间高温高压运行时,润滑油开始酸化及热化最终变成胶状物质,造成压缩机卡死。
系统回液或制冷剂迁移:回液稀释润滑油,不利于油膜的形成,导致润滑不足。
如多联室内机未统一供电,突然断电的室内机的EXV 阀仍保持一定的开度,造成系统的大量回液。
压缩机反转(如相序错):反转会让压机内部压差无法建立,导致润滑油无法输送到各摩擦表面。
系统制冷剂泄漏:时同时也可能造成润滑油泄漏,使得压缩机润滑油偏少。
故障类型的诊断故障类型、诊断, 故障, 类型, 诊断发生了什么类型的故障,是何种原因所造成的故障,是故障诊断的核心。
开始查找时范围要大,凡是可能引起故障的信息都要收集,例如工艺系统、运行、检修方面的各种信息,甚至设备的原理、结构、型号等。
然后对所收集的信息进行筛选,删除本身正确、正常、未发生变化的信息。
最后,对剩下的疑点信息采用排除法,逐一去伪存真,特别要注意排除因发生故障所连带产生的异常现象,从而找出导致故障发生的真正原因。
例如,当喘振与轴位移波动同时发生时,若诊断为轴位移故障肯定不对,说轴位移波动与喘振为故障的并列原因也不对,应明确诊断为喘振故障,轴位移波动是被连带的,或者形象地说喘振是肇事者,轴位移波动是受害者。
因此,对故障类型的诊断,要找主要矛盾,要找肇事者、排除受害者,在确保准确的前提下,尽可能只明确一条主要故障,即造成故障的真正原因。
实在吃不准时也可以多列几条,但应附加说明其中的主次关系和可能发生的概率。
1. 振动故障类型的诊断在大机组所发生的各类故障中,振动故障发生的概率最高,具体引发的原因也最复杂。
对振动类型的诊断,在未配置频谱分析仪时确实较为困难,只能根据振动值的大小及变化形态,并参考流量、压力、温度、润滑油等运行参数来进行;即使配置了频谱分析仪,也只是在故障发生后临时架设到现场,故障发生时的频谱信息未必都能及时捕捉到,其提供的仅为频谱及波形、轴心轨迹等有限图谱。
此项工作的效果,在很大程度上取决于有关人员对设备工作原理与具体结构的熟悉程度以及在机组运行与检修方面的实际经验。
实际上,能够对机组运行及检修提供预知性有效诊断的案例并不多,多数为事故发生后所进行的故障分析。
配置了在线监测系统之后,提供的图谱及所含的信息大为增多,特别是机组在各种运行状态下,包括故障状态、启停机状态下的信息均不会丢失,对振动故障类型的诊断提供了有力的技术支持。
利用在线状态监测系统,可以方便地查找到引起通频振动增大的主要异常振动分量的频率,然后再对该振动分量产生或增大的原因进行具体的分析。
旋转式压缩机结构图和常见故障检修产业在线监测数据显示,2013年2月,旋转压缩机产销量分别为895.1万台和928万台,同比分别下降19%和18%,环比分别下降23%和15%,产销率为103.6%。
2013年1~2月,旋转压缩机产量为2057.9万台,同比增长9%;销量为2017.8万台,同比增长5%。
2012年8月~2013年2月,旋转压缩机累计产量为6501.8万台,同比增长2.32%;累计销量为6415.5万台,同比增长3.16%。
旋转式压缩机特点无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动,而是直接带动旋转活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩。
适合于小型空调器,特别是在家用空调器上的应用更为广泛。
旋转式压缩机与往复式压缩机的区别旋转式压缩机主要由偏心轴。
旋转活塞,气缸,滑片组成。
旋转活塞相对汽缸中心线处于偏心位置。
汽缸内气孔与旋转活塞之间形成一个月牙型基圆空间,而滑片在弹簧力作用下紧紧压贴在旋转活塞上,活塞旋转时月牙型空间容积逐渐作相应变化。
往复式压缩机轴呈肘行,没有连杆机构,其活塞不同一般活塞,,而是在活塞下端垂直方向焊接一个长圆型孔的短管,以便将圆柱滑块安装在曲轴端部,当曲轴作旋转运动时,带动滑块在活塞下端的短管内左右滑动,使活塞往复式运动。
旋转压缩机效率高,容易抱轴和卡缸。
往复式压缩机工作时间长。
容易磨损,敲缸,脱位。
1、单相电源不能启动a、检查电气连线是否正确,有无松脱;b、检测端子间电压是否正常,用万用表测量接线端子柱间C-R、C-S的电阻(常见故障是主、副绕组接错,导致副绕组烧坏,阻值下降;当内置过载保护器动作时为无穷大;温度高时,阻值会上升);c、检查运行电容是否损坏;d、外置过载保护器时,用万用表测量过载保护器是否导通;e、变频机要特别注意电控的故障。
2、三相电源不能启动对于三相压缩机,检测端子间电阻是否正常,用万用表测量接线端子柱T1、T2、T3间的电阻,正常时,三个阻值应一致(异常为短路、断路或者阻值异常;当过载保护器动作时阻值为无穷大;温度高时,阻值会上升)。
旋转失速与喘振故障的机理与诊断(一)普及工业设备管理技术/工业设备人的精神角落旋转失速与喘振是高速离心压缩机特有的一种振动故障。
这种故障是由于流体流动分离造成的,设备本身一般没有明显的结构缺陷,因而不需要停工检修,通过调节流量即可使振动减至允许值。
当旋转脱离进一步发展为喘振时,不仅会引起机组效率下降,而且还会对机器造成严重危害。
喘振会导致机器内部密封件、轴承等损坏,严重的甚至会导致转子弯曲、联轴器损坏。
喘振是离心压缩机等流体机械运行最恶劣、最危险的工况之一,对机器危害很大。
对这种危害性极大但又不需要停机即可处理的故障,最能显示出状态监测与故障诊断工作的作用与效益。
一、旋转失速的机理与特征1.旋转失速旋转失速的机理首先由H.W.Emmons在1995年提出。
旋转失速的形成过程大致如下。
离心压缩机的叶轮结构、尺寸都是按额定流量设计的,当压缩机在正常流量下工作时,气体进入叶轮的方向β1与叶片进口安装角βS一致,气体可以平稳地进人叶轮,如图1(a)所示,此时,气流相对速度为ω1,入口径向流速为C1。
当进人叶轮的气体流量小于额定流量时,气体进人叶轮的径向速度减少为C1′气体进人叶轮的相对速度的方向角相应的减少到β1′,因而与叶片进口安装角βS不相一致。
此时气体将冲击叶片的工作面(凸面),在叶片的凹面附近形成气流旋涡,旋涡逐渐增多使流道有效流通面积减小。
由于制造、安装维护或运行工况等方面的原因,进人压缩机的气流在各个流道中的分配并不均匀,气流旋涡的多少也有差别。
如果某一流道中[图1(b)中的流道2]气流旋涡较多,则通过这个流道的气量就要减少,多余的气量将转向邻近流道(流道1和3)。
在折向前面的流道(流道1)时,因为进人的气体冲在叶片的凹面上,原来凹面上的气流旋涡有一部分被冲掉,这个流道里的气流会趋于畅通。
而折向后面流道(流道3)的气流则冲在叶片的凸面上,使得叶片凹面处的气流产生更多的旋涡,堵塞了流道的有效流通面积,迫使流道中的气流又折向邻近的流道。
蜗旋压缩机的常见故障分析方法及表现形式一:通过对故障压缩机的解剖分析,分析故障产生的原因并提出解决与预防措施涡旋压缩机是一种容积式压缩机,利用涡旋转子与涡旋定子的啮合形成了多个压缩室。
随着涡旋转子的平移转动,各压缩室内容积不断发生变化,实现对气体的吸人与压缩。
1 涡旋压缩机主要故障表现:1.1浮动密封圈损坏,造成高低压串气。
故障现象一般表现为压缩机电机完好,并且能够通电运行,但机组的排气压力不升高,吸气压力也不降低,吸气与排气几乎没有压差,排气管不热,吸气管也不凉。
压缩机电流与额定值差别很大,事实上压缩机在空转。
1.2涡旋盘损坏:故障现象一般表现为能听到压缩机内部明显的金属撞击声,这是涡旋盘被击碎后的金属碎片相互撞击或与压缩机壳体撞击的声音1.3电机抱轴,轴承损坏。
主要表现在:系统无冷冻油,造成压缩机内部机械磨损,加剧产生高热量,不能很开散发出去而导致抱轴,卡缸。
压缩机电源接通时,听到机壳内电动机有嗡嗡的声音,但不运转,并且电流上升很快,几秒钟后,压缩机内部过载保护或外部热继电器保护动作,切断电源。
有时保护器来不及动作,很快达到堵转电流,可能直接导致电机烧毁。
二故障原因分析及防治措施2.1通过对故障压缩机解剖后发现,密封圈发生了局部的融化或是断裂。
其原因是:由于制冷剂泄漏等原因,吸气压力降低(但是即使装了低压保护装置,也可能还没有达到保护设定值,而低压保护并没有切断),吸气过热度增大,致使排气温度迅速升高,这时,如果未装排气温度保护器,或是安装不当,会使系统存在严重的过热现象。
避免密封圈发生热损坏最有效的办法是正确安装排气温度保护器。
排气温度保护器的温度设定一般为125一130℃;排气温度保护器的感温包一般安装在压缩机排气管上,距离排气口不超过150 mm,感温包与排气管固定要牢固,并且需要严格保温;排气温度保护器的接线可以和压缩机的其他保护措施(如高压保护或低压保护)串联起来,共同形成对压缩机的保护。
涡旋压缩机的原理与故障原因涡旋压缩机有两个主要的组成部分:涡旋腔和转子叶片。
涡旋腔是一个类似于一个宽而浅的椭圆形的腔体,有两个旋转叶片被椭圆形的壳体包围。
当涡旋腔内的气体进入时,叶片的旋转会产生一股强大的涡旋效应,将气体迅速带入腔体并进行压缩。
具体的工作过程如下:1.沿着螺旋形的腔体进入气体。
当气体进入腔体时,转子叶片的旋转将气体带到腔体的边缘。
2.在压缩腔体中,由于旋转叶片的运动,气体被连续地压缩,并沿腔体旋转。
3.在腔体的末端,气体已经被大大压缩,然后进入排气管道。
1.过热:涡旋压缩机可能由于长时间使用或设计不良导致过热。
这可能是由于过热的环境,冷却系统故障或过载引起的。
过热可能导致涡旋压缩机性能下降或强制停机。
2.湿润:涡旋压缩机可能出现湿润的问题,这可能是由于未正确安装防湿器、冷却系统故障或气体中含有过多水分而引起的。
湿润可能导致腔体中的叶片损坏或凝结物的积聚。
3.损坏的叶片:叶片的损坏可能是由于不当操作、外部冲击或长时间使用而引起的。
叶片的损坏可能导致涡旋效应减弱,从而降低涡旋压缩机的效率。
4.异常噪音:异常噪音可能是由于叶片损坏、部件松动或不当操作时产生的。
异常噪音可能是涡旋压缩机内部故障的指示。
为了避免涡旋压缩机的故障,以下是一些建议:1.定期维护:定期对涡旋压缩机进行维护,包括清洁、润滑和更换零部件。
这将有助于保持涡旋压缩机的正常运行,并减少故障的发生。
2.合理使用:遵循涡旋压缩机的使用说明,确保正确操作。
避免过载、过热和湿润环境。
3.安装和调试:在安装新的涡旋压缩机时,确保正确安装,并进行适当的调试。
这将有助于发现潜在的问题,并避免未来的故障。
总结:。
大型机组压缩机关键零件失效模式浅析及解决方案1.引言1.1压缩机在商用大型空调中的重要性螺杆压缩机是制冷系统的心脏,它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动转子压缩气体,向排气管排出高温高压的制冷剂气体,为制冷循环提供动力,从而实现压缩—冷凝—膨胀—蒸发(吸热)的制冷循环。
螺杆压缩机是整机制冷系统的核心部件,典型失效模式有滑阀擦伤。
一旦出现以上失效问题,压缩机工作效率明显下降,严重影响整机的正常运行。
因滑阀机加制造成本高,同时拆机更换造成冷冻油、人力成本的浪费,滑阀擦伤一直是公司多年来未能攻关的技术难题,在售后投诉中严重影响格力品牌形象。
2.项目方案2.1项目开展思路本项目应用PRD工艺可靠性设计模式,从制造过程检测与客户关注、投诉的热点及难点问题出发,对影响螺杆压缩机可靠性的关键问题进行专项分析研究,确定了我们的工艺设计及改进对象——滑阀擦伤关键质量特性。
而后,项目通过树图分析、结构分析、仿真分析确定了油活塞外径尺寸公差偏大、滑阀杆平行度超差主要失效点,对滑阀结构工艺进行了设计、改进及优化,提高了螺杆压缩机产品的工艺可靠性。
2.2滑阀擦伤工艺可靠性设计——生产制造2.2.1现状分析螺杆压缩机在开发与测试过程中,遇到滑阀擦伤问题较为突出,对压缩机质量可靠性影响极大,导致压缩机无法正式投产。
统计近两年生产试制螺杆压缩机140台,有37台存在故障,其中滑阀擦伤比例达19.29%,占故障总数的72.97%。
2.2.2异常类型分析根据滑阀结构特点及实际生产过程情况,识别出滑阀擦伤故障原因,其中机加车间未按要求加工、油活塞外径尺寸偏差、滑阀杆结构尺寸偏差、滑阀杆平行度超差、滑阀腔机加车间加工不合格是导致滑阀失效的因素。
通过对滑阀擦伤压缩机失效因素数据分类统计,滑阀擦伤压缩机中油活塞外径尺寸偏差和滑阀杆平行度超差所占比重分别为37%、55%,从而确定油活塞外径尺寸偏差和滑阀杆平行度超差为导致滑阀擦伤的要因。