冰箱压缩机加速寿命试验台的研制

毕业设计说明书题目：电机可靠性试验台设计学院：机械工程学院专业： xxxxx 学号： xxxxx 姓名： xxxxx 指导教师： xxxxx完成日期： 2014年4月30日电机可靠性试验台设计摘要：主要是控制测功机对无刷直流电机进行空载、加载、堵转试验。

通过传感器以及相关的仪器仪表来显示电机的转速、转矩、功率等相关参数曲线，来分析电机的可靠性。

关键词：无刷直流电机;可靠性;试验台The Design of the Motor Reliability Test-bed Abstract：It mainly controls the dynamometer for brushless DC motor no-load, load, locked rotortest.Sensors and related instrumentation to display the curve of the motor speed, torque, power and other relevant parameters to analyze the reliability of the motor.Keywords: Brushless DC Motor，Reliability，Test-bed目录第一章绪论 (5)1.1 选题的目的和现实意义 (5)1.2 国内外关于可靠性的基本研究情况 (6)1.2.1国内外有关可靠性标准概况 (6)1.3 可靠性的相关理论 (8)1.3.1 可靠性的基本概念 (8)1.3.2可靠性的要素 (8)第二章电机可靠性试验台的整体方案设计 (9)2.1 电机可靠性试验台的工作原理 (9)2.1.1 无刷直流电机加速寿命试验的概念 (9)2.1.2 加速寿命试验的类型 (9)2.1.3 电机可靠试验台的工作原理 (10)2.1.4 电机可靠性试验台的基本功能 (10)2.2 电机可靠性试验台整体方案 (11)2.2.1电机可靠性试验台的三种方案 (11)2.2.2 电机可靠性试验台的最终选用 (13)2.3 本章小结 (13)第三章电机可靠性试验台关键零部件的设计与计算 (14)3.1 无刷直流电机的选择 (14)3.1.1 无刷直流电机的概念 (14)3.1.2 直流无刷电机的选型： (14)3.2测功机的选择 (16)3.2.1 测功机的分类 (16)3.2.2 测功机型号的选择 (16)3.3 扭矩传感器的选择 (19)3.4 本章小结 (20)第四章其他零部件的设计与计算 (21)4.1联轴器的选型 (21)4.2 键的选型 (23)4.2.1 键的选择 (23)4.3 螺栓、螺母与垫片的选型 (24)4.4 螺旋升降机的选型 (24)4.5 电机可靠性试验台大平板桌的设计 (25)4.6 扭矩传感器辅助支撑设计 (26)4.7 无刷直流电机的垂直挡板的设计 (26)4.8 无刷直流电机过渡底板的设计 (27)4.9 升降机架的设计 (28)4.10本章小结 (28)致谢 (30)参考文献 (31)附录І (32)第一章绪论1.1 选题的目的和现实意义可靠性工程(Reliability Engineering)是一门涉及面十分广泛的且新兴的综合性工程学科。

《燃料电池用空气压缩机耐久性试验方法》标准编制说明一、工作简况1.1任务来源《燃料电池用空气压缩机耐久性试验方法》团体标准由中国动力电池产业创新联盟燃料电池分会提出，中国车工业协会于2020年7月9日批准立项（中汽协函字[2020]279号），项目计划编号：2020-20。

1.2主要起草单位及任务分工本标准初步主要分为以下内容：（1）细节内容：范围、术语定义、测试设备要求、试验要求、测试前检查、试验方法、试验报告等细节内容；（2）试验台架的技术要求：台架的管道设计、电源要求、压力、温度、流程的测量方式等；（3）试验要求：对待试验样品的性能要求、试验环境要求、仪器及测量工具等；（4）试验前检查项：外观、转子检查、漏油检查、台架整体检查等；（5）循环耐久试验、高负载试验、启停试验：试验条件、试验方法、试验步骤、参数数据处理等。

编写小组：上海重塑能源科技有限公司，同济大学，郑州宇通客车股份有限公司，重庆大学汽车工程学院，上海交大，稳力（广东）科技有限公司、重庆大学汽车工程学院、济南大学、云浮（佛山）氢能标准化创新研发中心。

任务分配：上海重塑能源科技有限公司：全程主要负责内容（1）到（5）。

同济大学、稳力（广东）科技有限公司：参与任务（3）到（5）编写。

郑州宇通客车股份有限公司、重庆大学汽车工程学院：参与任务（4）到（5）编写。

上海交大、济南大学、云浮（佛山）氢能标准化创新研发中心：参与任务（2）到（4）编写。

1.3标准研讨情况编制过程中，召开了多次组内讨论会和专家评审会，汇集了行业内先进思想和研究成果。

2020年4月，成立标准编写小组，进行标准预研及相关试验验证的工作开展，为标准立项提供有利的数据支撑；2020年5月，启动标准预编写工作，并持续进行相关试验研究，通过试验，形成标准预研草案；2020年7月，标准立项公示，标准进入正式编写阶段；2020年9月，收集编写组内个成员单位意见，并对标准内容进行讨论；2021年1月，开展线上及线下讨论会，组织专家评审，对标准文本内重要参数提出了修改意见和指导，起草单位依据专家及编写组成员意见，对标准草案进行修改，修改了部分术语和定义，将全文的描述进行了统一，对标准内格式等细节进行修改；2021年3-5月，广泛征求意见。

压缩机油应用相关问题和解答1.降低压缩机油粘度有何优点？降低压缩机油粘度不仅可提高压缩机油的使用性能，减少积炭量，又可降低压缩机的比功率，且节能效果显著。

润滑油的基础油是从石油中提炼出来的各种不同烃类的混合物，同一烃类的分子量降低（分子量小的油品粘度低），其残炭值变小，氧化安定性和热稳定性增强，在高温下工作不易变质。

同时，用低粘度组分油调制的压缩机油，可改善油品的流动性和挥发性。

当油注入压缩机气缸并完成其润滑任务后，使其迅速离开工作部位，避免在高温部位停留的时间过长而在热与氧的作用下产生积碳。

因此，在满足润滑的前提下应尽可能使用低粘度油。

西安交通大学采用几种低粘度牌号的压缩机油和19号压缩机油在统一型号同一台压缩机上进行了积炭量和比功率的考察。

试验结果表明，低粘度压缩机油积炭量少于19号压缩机油，且使用低粘度压缩机油时的比功率比使用19号压缩机油时的比功率下降3.7%-4.9%。

据统计，上述压缩机的社会拥有量为5-7.5万台，如用低粘度牌号油代替19号压缩机油，全国每年可节电合人民币约8000多万元2.L-DAA级油与原13号压缩机油比较，有何优点？L-DAA级油有5个粘度牌号：32、46、68、100、150，粘度选择的余地大。

经过多次实机对比使用试验证明：L-DAA级油具有氧化安定性好、积碳小、启动性能好等特点，可提高机器的工作效率，延长检修周期，有明显的节能效果。

是我国空气压缩机油更新换代的产品，以代替原13号压缩机油。

3.L-DAB级油与原19号压缩机油先比，有何优点？L-DAB级油有5个粘度牌号：32、46、68、100、150，粘度选择的余地大。

经过多次压缩机积炭倾向性台架试验和耐久性台架试验表明：L-DAB级油的积炭量仅仅是19号压缩机油的一半，质量稳定，使用性能良好，可延长压缩机运行周期。

同时，提高了压缩机运行的安全可靠性。

L-DAB级油较原19号压缩机油的粘度低，可降低压缩机的比功率，有着显著的经济效益和社会效益。

COY'KK 封面人物中国科学院理化技术研究所研究员、国家重大科技专项首席科学家李青：为“国之重器”装上“中国内核”■文/胡月近年来，我国对大型低温制冷系统的需求越来越大，指标要求越来越高，仅在《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030年）》确定的16个重大专项中就有8项需要核心低温设备。

大型深低温制冷系统特指制冷温度20K及以下，制冷功率数百至数万瓦以上的大型低温制冷装置，是火箭燃料、氢能、可控核聚变、大型高能粒子加速器、高超声速风洞，以及高端医学影像设备、芯片制造、量子计算等国家安全、未来能源、基础科研和高技术产业等必不可少的战略性高技术装备，是未来国 际竞争中至关重要的技术高地。

可以说，如果没有大型低温制冷系统，这些‘‘国之重器”就会陷入“缺芯少魂”的窘境。

长期以来，大型低温制冷设备及相 关技术一直被西方发达国家垄断，中高 端设备对我国禁运，一般设备也受到诸 多限制，需要特别审批监管，随时可能 被卡脖子。

在国际形势瞬息万变的今天，缺少大型低温制冷系统核心技术是我国 面临的重大隐患。

作为在低温领域辛勤耕耘数十年的 权威学者，中国科学院理化技术研究所 李青研宄员深感我国大型低温制冷系统 受制于人问题的严重性。

他急国家之所 急，在各方面条件极端匮乏的情况下，瞄准国家需求，找准差距，无怨无悔，带领团队从科学理论、关键技术、核心 工艺、系统集成、产业链等方面进行全 面系统的规划与部署，进行了艰辛的探索与扎实的实践，并初展成效。

在此基础上，先后承担中国科学院重要方向性项目和两个国家重大科研装备专项，作为首席科学家带领团队进行了艰苦卓绝的努力，取得了国产大型低温制冷技术的一个个重大飞跃。

在此期间，还培养了一大批中、青年科研骨干，推动了国内相关基础产业的升级，逐渐培育了能够满足科研和生产需求的合格供应商，建立了具有自主知识产权的大型低温制冷技术体系，并努力推动国家低温产业创新，成立了行业领军的中科富海低温技术公司，打破了科研成果难以转化成为生产力的窘境，实现了大型低温制冷技术、人才和产业链条的全面突破，幵创了我国大型低温制冷技术研究和装备制造的全新局面，为满足国家重大需求做出了突出贡献。

航天继电器寿命试验技术的探讨[作者] 余琼任立翟国富[机构] 哈尔滨工业大学军用电器研究所[刊名] 低压电器-2008(21).--[关键词] 继电器寿命试验寿命预测加速寿命试验 [ISSN] 1001-5531[分类号] TM581[文摘] 论述了航天继电器寿命试验技术在航空航天系统可靠性中的重要性,简述了国内外继电器可靠性寿命试验的研究现状,指出其存在的主要问题。

在兼顾和参考传统寿命试验方法的基础上,提出了将寿命预测方法和加速寿命试验方法有机结合的寿命试验方法总体设计思想,并研制了相应的寿命试验装置。

[相关文献] 主题相关一种高电压大电流直流固体继电器的寿命试验方案[作者] 刘青立[机构] 中国电子科技集团公司第四十研究所,安徽蚌埠233010[刊名] 机电元件-2008.28(3).-42-44[关键词] 固体继电器寿命试验高电压大电流直流电源 [ISSN] 1000-6133[分类号] TM58[文摘] 给出了JG-56F型高电压大电流直流固体继电器的寿命试验方案及电路接线原理图，对各试验器材提出了具体要求，介绍了试验中的注意事项。

[相关文献] 主题相关转速与负载可变换的直流电机寿命试验自动控制电路[作者] 程发祥龚春雨[机构] 中国电子科技集团公司第二十一研究所,上海200233[刊名] 微特电机-2008.36(9).-60-60[关键词] 自动控制电路寿命试验直流电机负载转速可变发生变化新设计 [ISSN] 1004-7018[分类号] TU991.343O213.2[文摘] 众所周知，寿命试验是衡量电机长期工作的能力，它与电机的转速和负载及工作制式等因素有关。

但电机的品种较多，寿命试验的工作制式又要经常发生变化，每做一次寿命试验，需要重新设计、装配、调试寿命试验的自动控制电路，不仅费工费时，而且也不规范。

[相关文献] 主题相关滚动轴承寿命试验机及其试验技术的现状及发展[作者] 李兴林张燕辽曹茂来张仰平陆水根李建平[机构] 杭州轴承试验研究中心,浙江杭州310022[刊名] 试验技术与试验机-2007.47(3).-1-6[关键词] 滚动轴承寿命试验疲劳失效可靠性数据处理 [ISSN] 1673-4459[分类号] TH133.3[文摘] 本文概述了滚动轴承寿命强化试验机及其试验技术的现状及发展,探讨了寿命试验的设计,寿命试验数据的处理、分析。

微型斯特林制冷机可靠性现状及趋势陈晓屏【摘要】制冷机的可靠性一直是军用微型斯特林制冷机最重要的性能指标.首先阐述了可靠性的一些基本知识,之后介绍了RICOR、Thales Cryogenics和BAE等几家公司的斯特林制冷机可靠性预测方法.同时还详细介绍了从上个世纪50年代至今国内外军用微型制冷机可靠性水平的增长情况及其发展趋势,最后介绍了一些制冷机常用的可靠性加速方法.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2010(016)004【总页数】5页(P198-202)【关键词】微型斯特林制冷机;可靠性;趋势;加速【作者】陈晓屏【作者单位】昆明物理研究所,云南,昆明,650223【正文语种】中文【中图分类】TB6611 引言微型斯特林制冷机具有效率高、体积小、质量轻、启动较快、振动低、工作温度宽等优点，广泛应用于车载、机载、舰载军事红外系统。

随着红外探测器的快速发展，热像系统对制冷机的性能及可靠性提出了更高要求，各国制冷机制造商都在努力提高其产品可靠性水平。

作者首先阐述了可靠性的一些基本知识，之后介绍了RICOR、Thales Cryogenics和BAE等几家公司对斯特林制冷机可靠性预测方法。

同时还详细介绍了从上个世纪50年代至今国内外军用微型制冷机可靠性水平的增长情况及其发展趋势。

最后介绍了一些制冷机常用的可靠性加速方法。

对于高成本、高可靠性的航天用微型斯特林制冷机本文不予讨论。

2 微型斯特林制冷机可靠性基本概念2.1 基本概念可靠性的技术指标主要有置信度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。

考核斯特林制冷机可靠性最基本指标就是MTBF（Mean Time Between Failures平均无故障工作时间）或MTTF（Mean Time To Failure平均失效前时间）。

MTBF是针对可修复系统而言的，而MTTF主要针对不可修复系统。

对应于浴盆曲线，MTBF描述偶然失效区的失效，而MTTF描述耗损区的失效情况。

俄罗斯未来航天运载器贮箱低温静强度试验研究引言俄罗斯中央机械研究院（ЦНИИМАШ即TSNIIMASH）为俄联邦航天产品地面试验验证的行业领军单位，在俄航天业的技术基础领域占据主导地位。

除了利用自身大型试验场开展强度、动力学、寿命及气动力等各类试验之外，有时针对某一具体大型产品，还会组织各设计局下属试验场、及其他独立试验单位开展联合研究，并负责评估产品的地面试验结果，给出容许产品开展飞行试验、实际应用和延寿的最终结论。

中央机械研究院下属的强度中心为俄航天局强度、动力学研究方面的领头羊式科研机构，负责解决各类航天产品的全频谱力学问题。

从设计文件鉴定、开展包括结构静强度、温度（含高低温）静强度、振动、冲击和寿命等在内的理论/试验研究开始，伴随产品的整个研制和使用周期。

随着俄罗斯低温推进（液氢、液氧、甲烷）航天运输系统的发展，贮箱低温静强度试验的意义日益显著。

含低温贮箱（主要是氢箱）的全部火箭子级都应该做低温静强度试验，试验过程中需模拟试验件的应用温度，温度状态直接影响结构的强度和刚度，在开展氢箱试验时需将贮箱冷却至液氢沸腾温度（20K）。

贮箱低温静强度试验是一次性运载火箭经典铝合金低温贮箱修正完善、未来可重复使用运载器及上面级低温复合材料和金属复合材料贮箱结构材料及设计优化选择的重要依据。

60多年来，中央机械研究院在贮箱结构低温静强度试验方面进行了大量的计算/试验研究和不懈的探索，从经济性和效果的角度研究了从液氮、气氮到氦气的各种低温贮箱冷却方法。

经典液氮低温静强度试验与美国不同，当前俄罗斯没有能够使大型结构冷却到20K温度的强度试验台,低温氢箱试验一般采用液氮作为冷却剂，可实现77K的介质环境，避免了建造大型液氢试验场的巨额花费及使用液氢的危险。

自能源号火箭开始，液氮模拟方法成为俄火箭氢箱强度试验的传统方法。

能源号火箭芯级贮箱的低温静力强度试验首先用模拟件做，之后用真实贮箱做，利用液氮对全尺寸低温氢箱进行试验。

制冷压缩机的单螺杆与双螺杆比较螺杆机螺杆式制冷压缩机是一种容积型回转式压缩机，由于其高效、耐久、结构紧凑和对负载进行平稳调节的特点，兼有了活塞式压缩机和离心式压缩机二者的优点，从而逐渐在活塞式和离心式之间找到自己的位置，并在一定冷量范围内有加速取代活塞式和离心式制冷压缩机的趋势，在食品冷冻、冷藏、制冰、民用及商用空调、工业制冷等领域广泛得到应用。

螺杆式制冷压缩机从压缩机原理上可分为双螺杆（twin screw）和单螺杆(single screw)。

历史及背景螺杆式压缩机是由瑞典人Lysholm里斯曼发明而由瑞典SRM公司（双螺杆）和法国人Zimmern辛麦恩（单螺杆）研制成功的。

在经历了二十多年的从开发到发展的过程，螺杆机已取得相当的成就。

螺杆式制冷压缩机由于没有进排气阀片、运动部件及易损件少，使它具有20,000到50,000小时的运转周期，甚至可达100,000小时。

目前在双、单螺杆压缩机技术发展上主要表现为：1、中间补气的经济器系统的研究及推广应用；2、压缩机内容积无级调节；3、高效率新型线的开发应用。

在制冷空调领域内，首先应用的是开启式螺杆压缩机，在经历了七十年代大发展时期后，由于制冷装置的应用普及和以改善部分负荷特性的多机组化的发展趋势，螺杆机在中、大型机保持稳步发展的同时，中、小型机尤其是半封闭式及全封闭式螺杆压缩机已得到了市场的广泛重视和青眯。

我们认为，下一步螺杆机的发展走势将是在进一步发挥螺杆机的传统固有技术优势，积极开发和利用新技术的基础上，扬长避短，从而在正拥有广阔市场的往复机制冷容量范围内开拓中小型螺杆压缩机的销售市场。

一、双螺杆压缩机以瑞典SRM型线系列为主导，先后经历SRM非对称型线、对称型线、又非对称型线、X、Sigma（5:7）、GHH（5:6）、SRM-D、α、β等型线，以后各公司又开发自己的专利型线。

除上述所提及的新齿形的发展外，目前双螺杆主要发展趋势为：1、转子加工精度的提高和质量稳定性；2、开启式双螺杆机在结构和应用上的不足已引起厂家和市场的重视；3、重量级滚动轴承的应用，以提高主机运转寿命和为压缩机小型化、封闭化提供必要条件；4、合成冷冻机油的应用；5、压缩机结构更趋合理和紧凑。

R410A新冷媒家用空调压缩机的设计与试验文件类型：DOC/MicrosoftWord 文件大小：字节更多搜索：410A冷媒家用空调压缩机设计试验R410A新冷媒家用空调压缩机的设计与试验谢利昌徐剑高永红王清霞邓永辉1 引言空调器及热泵机组目前广泛使用的HCFC-22属氢氟氯烷烃制冷剂,根据1992年"蒙特利尔议定书"的规定,工业发达国家到2020年,发展中国家到2030年要全部淘汰.其中瑞典,德国将于2000年禁用,日本将于2004年前禁用,美国将于2010年前禁用.随着禁止时间的迫近,有关HCFC-22替代物以及相适应的冷冻机油的研究正在加紧进行.目前国际上呼声最高的HFC(氢氟化烷烃)类替代物有R407C和R410A,所使用的冷冻机油有聚酯合成油(简称POE油)和烷基苯油(简称AB油).我们珠海凌达压缩机有限公司作为一家专业化生产空调压缩机的企业,为了配合绿色空调器的开发,到目前为止,已经成功地开发出了R407C,R410A 新冷媒压缩机(冷冻机油用POE油或AB油)及空调器,其中R407C压缩机已开始批量供货.本文主要介绍R410A压缩机的设计以及试验情况,并对R410A压缩机在空调器中的应用提出了几点建议.压缩机的试验主要包括R410A/POE油,AB油与电机绝缘材料相容性试验,与化工材料的兼容性试验,压缩机性能测试,压缩机耐久性能试验.2 R410A的基本特性,热工性能以及家用空调采用R410A新冷媒的优点R410A属二元亚共沸混合制冷剂,其成分由R32(二氟甲烷),R125(五氟乙烷),并按质量百分比50/50wt%组成,与HCFC-22有较大差异的温度-压力曲线.R410A的压力约为HCFC-22的1.5倍,容积制冷量约为HCFC-22的1.4倍.R410A和R407C替代工质与HCFC-22性能比较见表1.表1 HCFC-22替代工质性能对比性能HCFC-22R407CR410A环保性ODP0.55GWP(相对于CO2) 170016001900安全性毒性无无无可燃性不可燃不可燃不可燃热物性Tb(沸点)-40.8℃-43.6℃-51.4℃Tc(临界温度) 96.2℃86.7℃72.1℃制冷性能Pc(冷凝压力) 2.17Mpa2.31Mpa3.38MpaPe(蒸发压力) 0.62Mpa0.64Mpa1.00Mpaπ(压比)3.503.593.38T2(排气温度) 97.2℃86.7℃95.1℃Qv(制冷量)% 100101141COP%1009792.5△T(滑移温度) 0℃4.90℃0.07℃组分纯工质HCFC-R32/R125/R134a=23/25/52R32/R125=50/50由表1可知,R407C和HCFC-22有较为相似的热物性和理化,制冷性能,COP比HCFC-22略低3%.但R410A与HCFC-22的热物性和理化,制冷性能差异较大,压力和制冷量均比HCFC-22大.因此,R410A不能象 R407C可以直接充灌(除将矿物润滑油换为POE油或AB油外),必需对压缩机结构进行重新设计,材料应选用强度较高的耐磨材料,空调系统也有较大改动,才能满足R410A制冷剂的特性.R410A的优点是亚共沸混合物,传热性能好,压力损失小,滑移温度非常小.即便在使用过程中制冷剂发生泄漏,成分的变化对性能和维修不会产生影响,可以直接补加R410A制冷剂,不必象R407C要抽空剩余组分再重新加注R407C制冷剂.另外,采用R410A的空调器的热交换器,特别是蒸发器体积可以缩小,降低材料成本.因此,在美国,日本的家用空调倾向采用R410A制冷剂替代HCFC-22.在我国也有几家空调器厂直接上R410A空调器生产线,将R410A空调器做为工质替代的主要研究方向.3 R410A制冷剂相应的冷冻机油由于R410A等HFC制冷剂分子中不含有亲油性基氯原子的氢氟化碳构成的物质,因此,它不能与以往使用的矿物油亲和,容易产生沉淀堵塞毛细管.所以,要保证冷冻机油与制冷剂良好的相容性,人们大多采用POE油,但经过实践证明,虽然与HFC类制冷剂不相容的AB油,也可使用在HFC类新冷媒空体器系统中,而且具有良好的润滑性,化学稳定性和耐磨性[1]. 我们经过长期试验后证明POE油和AB油均可用于R407C,R410A新冷媒空调器[2],[3],例如在日本,日立,松下,东芝就采用POE油,三菱电机采用AB油,三洋,大金甚至采用PVE油.POE油和AB 油特性对比如表2.表2 几种冷冻机油的特性对比制冷剂HCFCHFC冷冻机油相溶油非相溶油矿物油POE油AB油耐水分解性○△○吸湿性○△○酸化稳定○○○润滑性○○○相溶性○○×价格○△○注:○-好,△-较好,×-差我们经过严格地试验,最终选定了日本三菱石油公司商品名为Ze-GLES RB68EP的POE油,而且也可以采用三菱专利技术商品名为Ze-NIUS22E 的AB油,并与三菱商品名为ATMOS 60G 的MO油进行了可靠性试验对比[4].4 R410A新冷媒压缩机的设计由于R410A新冷媒的蒸发压力Pe和冷凝压力Pc较大,以及单位制冷量的增大,所以,为了适用R410A新冷媒,压缩机必须重新进行设计,主要设计变更如下:4.1壳体耐压的提高因为R410A的Pe和Pc明显高于HCFC-22或R407C制冷剂,所以,为了提高压缩机的可靠性及安全性,必须增加压缩机上盖,下盖,壳体的钢板厚度,厚度从1.5mm增大到2.3mm;另外,也可改变上盖的形状(平盖改变为球盖)提高耐压强度,而且也必须提高焊接强度.压缩机壳体的气密试验压力从2.8Mpa增大到4.3Mpa,壳体的耐压强度试验从4.5Mpa增大到9.0Mpa.4.2 电机与泵体重新匹配设计由于R410A制冷剂的单位制冷量比HCFC-22或R407C制冷剂大约1.4倍,所以对应HCFC-22或R407C制冷剂相同的名义工作容积的压缩机制冷量也会提高1.4倍,将造成电机的功耗增大,因而电机必须重新设计匹配.另外,R410A压缩机的COP系数较低,有必要设计出高性能的电机.4.3 排气阀片重新设计因为排气压力增大,使用原HCFC-22排气压力的阀片的跟随性发生变化,所以必须重新设计排气阀片.4.4 压缩机滚子,滑片,曲轴材质的改变及表面处理由于压缩腔压力的增大,所以各摩擦副之间的磨损增加.为了保证压缩机的可靠性,一方面采用带抗磨添加剂的POE油或润滑性耐磨性更加优良的AB油以外,另一方面要提高压缩机各运动部件材质的耐磨性.我们将曲轴由原来灰铸铁变为球墨铸铁,滑片采用耐磨高速工具钢或不锈钢材质,而且表面进行氮化处理或C,N,S共渗处理.滚子由灰铸铁变为含Cr,Ni,Mo的耐磨合金铸铁,从而保证了R410A压缩机的可靠性.5 压缩机材料及化工材料的兼容性试验5.1 电机绝缘材料的兼容性试验由于制冷剂/冷冻机油和压缩机材料的相容性直接影响着制冷系统的可靠性和耐久性,因此,要研究替代工质/新冷冻机油和HCFC-22制冷剂使用的电机材料是否相容.根据参考文献[5]介绍,由于HFC类制冷剂不含氯原子,氯原子的极性较强,HCFC-22制冷剂中含有的氯原子与一般的树脂溶解性增加,HFC类制冷剂的R410A对电机漆包线绝缘材料的化学作用要比HCFC-22小很多.因此,能够使用在HCFC-22制冷剂的漆包线一定能够良好地使用在HFC类制冷剂中. 我们对凌达压缩机公司现用的压缩机电机绝缘材料--漆包线,聚酯薄膜,聚酯套管,聚四氟乙烯套管,电机引出线组件及聚酯绑扎绳等进行了高压釜耐氟试验.试验结果:试验后测试,各试验件的电气及机械性能符合公司内控标准 试验合格.具体见表3.表3 R410A/冷冻机油与电机材料耐氟试验的结果材料样品R410A/Ze-GLES RB68EP,R410A/Ze-NIUS22E,HCFC-22/ATMOS 60G冷冻机油电机材料样品漆包线清澈,透明,无沉淀扭绞未见漆膜破裂,电压击穿试验合格聚酯薄膜清澈,透明,无沉淀有弹性,未脆化,耐压试验合格聚酯套管清澈,透明,无沉淀正常,未硬化,耐压试验合格聚酯绑扎绳清澈,透明,无沉淀未脆化,抗拉强度合格引出线组件清澈,透明,无沉淀未变色,耐压试验合格聚四氟乙烯套管清澈,透明,无沉淀未脆化,耐压试验合格但是,由于采用新工质的POE油吸湿性高,而象以前的漆包线那样采用涂冷冻机油工艺,就会有问题.目前,关于HCFC-22替代工质压缩机漆包线有两个发展方向,一是涂一种与替代工质/冷冻机油兼容,而且吸水性不强的润滑油;二是漆包线采用无油化.如果压缩机电机定子自动生产线采用无油漆包线,则要求漆包线自润滑性能较好,否则可能会造成线伤.我们采用日本石油公司专门研制的与HCFC-22替代工质兼容而且吸水性很小的漆包线涂油Ze-pros 32装配冷冻机油[6] ,该油已通过了批量工艺试验和压缩机加速寿命试验,证明效果非常好.5.2 化工材料的兼容性试验压缩机生产过程中使用的化工产品种类较多,与制冷剂/冷冻机油兼容还是不兼容,对压缩机的使用性能有密切关系.兼容性试验包括低温析出性和高温密封管试验两部分,低温析出性试验是为了确认油类化工材料在制冷剂和冷冻机油共存下,低温时加工油是否有析出现象;高温密封管试验是为了确认工艺用化工材料进入制冷系统时是否会影响到冷冻机油的化学稳定性.压缩机所使用的化工产品按用途分为五大系列:① 清洗系列(水溶性清洗剂和溶剂型清洗液);② 制冷剂与冷冻机油系列;③ 防锈系列;④ 切削液(油)系列;⑤ 表面处理(铁系磷化,锰系磷化)系列.我们对正在使用的化工产品与R22 / 矿物油(MO油),R410A,R407C / POE油,AB油的兼容性分别送北京石油化工研究院,日本三菱石油公司,日本太阳石油公司进行了多次确认试验, 并与R410A/POE油的压缩机进行兼容性评价,更换了与POE油不兼容的化工材料,实现了所使用的化工产品与矿物油,POE油,AB油均兼容.使用完全兼容的化工产品的新工质压缩机批量生产工艺试验证明,不会造成毛细管的堵塞,保证空调器运行的可靠性[7].6 R410A压缩机性能试验根据GB/T15765-1995《房间空气调节器用全封闭电动机-压缩机》规定的标准工况:蒸发温度:7.2℃;冷凝温度:54.4℃;环境温度:35℃.我们在压缩机性能试验台上对两种机型R410A 压缩机进行了性能测试,测试结果如表4.表4 制冷剂为R410A压缩机性能测试项目QXA-16(G1*******QXA-17(G0*******)制冷量W3849.84121.4输入功率W1397.31491.6电流A6.657.10性能系数W/W2.7552.763*注:测试R410A压缩机时,排气表压为3.376Mpa;测试HCFC-22压缩机旱,排气表压为2.144Mpa.以上2台压缩机性能测试结果说明:R410A压缩机的制冷量比HCFC-22高1.43倍,排气表压高1.57倍 性能系数略低于HCFC-224～6%.7 R410A压缩机可靠性能试验7.1 R410A压缩机在日本三菱石油公司的加速寿命试验我们在对R410A压缩机进行多台加速寿命试验的同时,将3台压缩机送到日本三菱石油公司进行R410A/POE油,R410A/AB油,R22/MO油压缩机加速寿命试验,并将试验结果进行了对比分析.R410A试验压缩机的有关参数如下:压缩机型号:QXA-16制冷量:3,850W 额定电流:6.6A输入功率;1,380W 冷冻机油封入量:440ml试验压缩机运转条件见表5.表5 试验压缩机运转条件样品油Ze-GLES RB68EP油Ze-NIUS22E油ATMOS 60G制冷剂R410AR22输出压力Mpa4.04±0.193.06±0.19输入压力Mpa0.96±0.070.60±0.05排气温度125以下125以下吸气温度25～3025～30电流A9以下9以下电压/频率V/Hz220/50220/50运转时间hrs10001000压缩机解剖后,各个零件的表面粗糙度以及滑片端部磨损部位的测定结果见表6. 表6 加速寿命试验后零件精度的结果测试点制冷剂R410AR22冷冻机油Ze-GLES RB68EPZe-NIUS22EATMOS 60GA滑片端部磨损带mm1.061.461.84B滑片端部粗糙度Ra μm 0.050.060.14C滚子外园表面粗糙Ra μm 0.090.090.16D曲轴表面粗糙度Ra μm (与上法兰接触部位1) 0.370.200.35E曲轴表面粗糙度Ra μm (与上法兰接触部位2) 0.310.200.33F曲轴表面粗糙度Ra μm(与滚子接触部位)0.400.270.24G曲轴表面粗糙度Ra μm(下下法兰接触部位)0.270.470.17压缩机试验完成后,对3台压缩机的冷冻机油进行了分析,并与加速寿命试验后的矿物油进行了比较,结果见表7.表7 试验后冷冻机油的分析冷冻机油Ze-GLES RB68EPZe-NIUS22EATMOS 60G制冷机R410AR410A颜色(ASTM)L0.5L1.0动粘度(40℃) mm2/s67.721.5动粘度(100℃) mm2/s8.233.53粘度指数87P,S,FeCu,Fe,P从试验后冷冻机油的颜色,动粘度,粘度指数,总酸值,油中水分量数值与新油基本一样,唯有区分的是3台压缩机试验后油中的金属和非金属杂质含量及成分不同,R410A/POE油和R410A/AB油压缩机试验后杂质含量分别为R22/MO油压缩机的13.95%和20.93% 远远小于R22/MO油压缩机(其实ATMOS 60G油的抗磨性较好,压缩机磨损量已经非常小了),说明磨损量较小.7.2 R410A压缩机在凌达公司的加速寿命试验我们对QXA系列压缩机进行了加速寿命试验,现以QXA-16 和QXA-17两个机种为代表说明加速寿命试验的情况.1台型号为QXA-17 G0******* 的R410A/AB油压缩机进行了1003小时加速寿命试验无异常,试验后对压缩机进行了解剖分析,情况如下:试验后的AB油 Ze-NIUS22E 干净呈浅黄色,定转子高度差,定转子间隙,曲轴定位合格,滚子与气缸的最小间隙0.03mm(标准为0.06 mm),滑片槽间隙合格.零件几乎无磨损,无镀铜.另外,1台QXA-16 G1******* 的R410A/POE油压缩机,试验时将排气压力提高到4.5Mpa进行了1000小时加速寿命试验无异常 试验后对压缩机进行了解剖分析,情况如下:试验后的POE油(Ze-GLES RB68EP)干净无杂质,颜色无明显变化.滚子与气缸的最小间隙为0.04 mm 装配时为0.02 mm ,小于加速寿命试验后标准要求值0.06 mm的要求.加速寿命试验后的制冷量下降小于5%,符合国家标准.7.3 加速寿命试验的结论①滑片/滚子转动部位的情况如下:磨损量少R410A/Ze-GLES RB68EP R22/ATMOS 60G③R410A/POE和 R410A/AB压缩机相对HCFC-22/MO压缩机不易发生镀铜现象;④Ze-GLES RB68EP,Ze-NIUS22E,ATMOS 60G冷冻机油未发现有明显的劣化征兆;⑤加速寿命试验后,压缩机的制冷量,性能系数下降均小于5%.因此,我们可得出R410A压缩机加速寿命试验合格.8 R410A压缩机在空调器中的应用由于R410A新冷媒的热工性能与HCFC-22不同, 所以R410A压缩机在空调器中的应用和以往的系统有所不同.①因为R410A的制冷量大,因此蒸发器的体积可以缩小,减少了室内机的体积.②R410A新冷媒用于冷暖两用空调器时,以往HCFC-22的电磁式四通阀,截止阀不能使用,必须使用专门的R410A新冷媒用电磁式四通阀,截止阀(主要是适应压力,清洁度,清洗用材料和密封材料的不同).③空调系统的耐压强度应提高.应根据试验决定铜管的壁厚是否要加厚.④空调器系统水分的控制.新冷媒压缩机的冷冻机油如果采用POE油,因其吸水性强,因此,除需要特别控制压缩机零件和冷冻机油的水分含量以外,消除空调系统的水分也特别重要.如果采用AB油,水分的控制与HCFC-22的空调系统相同.⑤化工产品的兼容性试验.空调部件(两器,铜管,四通阀,节流阀等)生产过程中使用的清洗液,装配油必须作R410A/POE油,R410A/AB油兼容性试验.试验结果如果不相容,新冷媒空调长期运行,可能会产生沉淀物堵塞毛细管.清洗液必须为无氯清洗液,装配油我们推荐使用日本三菱石油公司的Ze-pros32装配工艺用油.⑥提高系统匹配的性能系数.由于R410A本身制冷性能系数比HCFC-22低,所以应选择最佳毛细管大小,长度和最优的充注量,克服R410A工质的缺点.9 总结本文介绍了R410A新冷媒压缩机的设计,性能测试,加速寿命试验的情况,并提出了使用R410A 的空调系统应注意的几个问题,为开发R410A新冷媒空调器提供参考.(编辑韩彬)谢利昌(珠海凌达压缩机有限公司)徐剑(珠海凌达压缩机有限公司)高永红(珠海凌达压缩机有限公司)王清霞(珠海凌达压缩机有限公司)邓永辉(珠海凌达压缩机有限公司)参考文献1,Sunami M. et al. Compressor Durability Tests and System Tests with AB and HFCs The 1st Alkylbenzene Conference July17 19982,Seklya S. et al. Alkybenznes for Split Air-Conditioners with R410A proceedings of the 1998 international refrigeration conference at purdue 1998 3,谢利昌,等.对采用不相溶的AB油(烷基苯)的R407C压缩机及空调器特性的试验研究 制冷.2000.34,商品名为Ze-GLES RB68EP的POE油,商品名为Ze-NIUS22E 的AB油,商品名为ATMOS 60G 的MO油介绍资料,日本三菱石油公司5,西山慎介. 关于压缩机替代工质对漆包线的影响,平成9年度日本冷冻空调学会学术讲演会论文集6,商品名为Ze-pros 32装配用油介绍资料,日本三菱石油公司谢利昌 等. 化工产品在HCFC-22替代工质压缩机的应用及筛选试验,制冷,2000.2。

BOD低温往复压缩机徐继业【摘要】BOG压缩机是低温往复压缩机的一种,是液化天然气接收站的“心脏”,正是通过它不断地把BOG压缩后冷凝成液体来控制低温储罐的压力和温度,从而保证LNG储罐的正常安全运行.由于BOG(蒸发气)温度低至-163～-40℃,对承受交变载荷的压缩机零部件材料在低温状态下的冷脆断裂、冷缩变形、低温密封、低温隔热、绝热保冷等一直是国内外研究分析的重要课题.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)006【总页数】4页(P1201-1203,1214)【关键词】国内外比较;立式优缺点;卧式优缺点;国产化【作者】徐继业【作者单位】中国石油工程建设公司大连设计分公司,辽宁大连116085【正文语种】中文【中图分类】TQ052在执行LNG生产及储运设施研究课题—LNG工厂、接收站工程化研究专题时，笔者接触到了BOG压缩机［1］，BOG压缩机是液化天然气接收站的“心脏”，如何耐低温一直是国内外研究分析的重要课题，国产化也一直是重中之重，下面简单介绍下BOG压缩机的特点及国产化进程。

1 国内外技术现状比较1.1 国外由于迷宫压缩机制造技术难度较大，原材料选用严格，机械加工与装配精度要求特别高，目前世界上只有瑞士、日本等为数不多的几个国家能够制造生产，而对于介质温度为-163 ℃的迷宫式压缩机来说其低温材料的试验研究和选用仍是技术关键和难点，根据掌握的信息来看，仅瑞士布克哈德公司(BURCKHARDT)具有这方面成熟设计制造能力，可实现吸气温度在-103～-162 ℃的乙烯、甲烷等气化蒸气压缩机制造。

1.2 国内国内低温领域的低温往复式压缩机介质温度一般为-20～-40℃范围，而对于温度低至-100℃以下的气化蒸汽的低温迷宫式压缩机研究开发在2008年前仍处于空白阶段。

以致国内石化装置的烃类蒸发气低温无油迷宫压缩机仍然完全依靠进口。

2 国外-163℃低温压缩机特点及优缺点国外低温往复压缩机布置形式为立式，由于BOG（蒸发气）温度低至-163 ℃ ，对承受交变载荷的压缩机零部件材料在低温状态下的冷脆断裂、冷缩变形、低温密封、低温隔热、绝热保冷等方面构成巨大挑战，下面介绍BOG压缩机是怎样应对这些挑战的。