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| 压缩机、冷冻机的润滑特点---冷冻机的润滑特点 |
 出处：天津摩通润滑技术有限公司 发布日期：2007/10/29 15:41:33 浏览次数：1100 |
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冷冻机的润滑特点
1、概述
冷冻机系指压缩制冷方式所采用的压缩机，因其使用条件和压缩工作介质的不同，它有不同于一般的空气压缩机。按冷冻机结构和工作原理上的差别，它与空气压缩机类似，也可分为活塞式、螺杆式、离心式等几种不同形式。冷冻机是压缩制冷设备中最重要的组成部分之一。
冷冻机的工作介质即为制冷系统中担负着传递热量任务的制冷剂，常用的制冷剂有：氟里昂、氨、溴化锂、氯甲烷等，其中氟里昂按其气化温度及化学分子式的不同有氟11（R-11）、氟12（R-12）、氟13（R-13）、氟21（R-21）、氟22（R-22）、氟113（R-113）、氟114（R-114）、氟142（R-142）等多种。上述制冷剂可分别用于低压（冷凝压力小于0.3-0.3MPa）高温（蒸发温度大于0℃）、中压（冷凝压力1-2MPa）中温（蒸发温度0—-50℃）及高压（冷凝压力大于2MPa）低温（蒸发温度小于-50℃）的制冷系统里。
2、冷冻机润滑的特点
1）活塞式冷冻机
在活塞式冷冻机中，需要润滑的摩擦部位有：活塞与气缸的壁面；连杆大头轴瓦与曲柄销；连杆小头轴瓦与活塞销；活塞销与活塞销座；前后滑动轴承的轴瓦和主轴颈以及主轴轴封的静动摩擦密封面等。
在小型低速冷冻机中最简单的润滑方式是飞溅润滑，即在冷冻机的曲轴箱内，借助于曲轴的连杆大头的回转搅动油面，将润滑油甩到摩擦表面使之润滑，但对有些摩擦表面润滑油难以达到，润滑不充分，易造成大的摩擦和磨损，故这种润滑方式可靠性差，已很少单独采用。
在新、老系列的冷冻机中大多采用着强制性循环润滑，即利用油泵将油强制输送到各润滑点。活塞式冷冻机的润滑多为内传动系统，即润滑系统不单独设立油箱和油泵站，而是采用冷冻机的曲轴箱兼作润滑油箱，专门的润滑泵与曲轴的一端相连，润滑装置与冷冻机构成了一个整体。
油泵经孔为0.28-0.154mm的筛网式粗滤器从曲轴箱中吸油，而后经过滤精度为10-20μm的纸质或粉末冶金式的精细滤油器将冷冻机润滑油压出，一路润滑油被送到曲轴的前端，润滑轴封、前主轴承、曲柄销及连杆小头，另一路压力油进到曲轴的后端，润滑后主轴承、曲柄销及连杆小头，此外该压力油还同时被送到油分配阀，用于控制能量调节结构。润滑系统中还应带有压力表、调压阀等必备元件，调压阀用于调节润滑油的压力并可使多余的润滑油流回曲轴箱。在该系统中气缸面是利用连杆小头挤出的油和连杆大头甩出的油实现摩擦面的润滑。
冷冻机中所采用的润滑泵通常有外啮合齿轮式油泵、内啮合齿轮式油泵（俗称月牙泵）和摆线转子式油泵（俗称梅花泵）等3种。对于外啮合齿轮泵吸压油口的位置确定后，泵的旋转方向是一定的，不可逆转，对全封闭和半封闭式冷冻机，因冷冻机机壳与电动机机壳连成一体，从外部难以辨别泵的转向，容易造成齿轮泵转向的错误而使润滑失灵，故外啮合齿轮泵在冷冻机中较少应用。对内啮合齿轮泵而言，月牙体（分开吸、压油腔，保证内外齿轮顶密封的构件）可做成具有自动定位的结构，不论齿轮的旋转方向如何都不改变吸、压油口的位置，故对油泵的转向无限制，因此在新系列封闭和半封闭式冷冻机中广为应用。摆线转子泵与内啮合齿轮泵类似，也可做到对泵的旋转方向无限制，此外摆线转子泵齿形简单，加工容易，结构紧凑，在冷冻机中有着广阔的应用前景。
2）螺杆式冷冻机
螺杆式冷冻机的润滑部位有：凸凹螺杆（亦称阴阳转子）的转动啮合部；转动的螺杆与壳体的相对滑动表面；螺杆前后的滑动轴承；主动螺杆的平衡活塞及轴端的机械密封摩擦面。在上述润滑部位均开有与压力油相通的油口。在能量调节阀上或壳体上开设的大小不同、相隔一定距离的油孔可使润滑压力油直接喷射到转子上，即可冷却润滑转子和壳体，又可对运动部位的间隙进行密封，以减少被压缩气体的泄漏，并降低运转噪声。
由于调压阀调节的润滑油的压力通常比冷凝压力高0.2-0.3MPA，润滑油量可相当于冷冻机输气量的1%-2%。润滑泵可直接用转子本身驱动，也可做成外传动式的。通常都将油分离器作为润滑系统的油箱。目前应用较广的是离心—重力型和填料—重力型的油分离器。
此外在螺杆式冷冻机中也多采用二级油分离器，二级油分离器分离出的润滑油可利用吸、排气压差不经油泵直接被压送到吸气腔，对轴承、平衡活塞等处进行润滑。在该种润滑系统中普遍采用着列管式油冷却器，使油温保持在20-50℃，冷却介质可用水或冷冻机自身的制冷剂来蒸发冷却润滑油。润滑系统中的精过滤器的进出口压差不应超过0.1MPa，否则应清洗或更换滤芯。
3）离心式冷冻机
离心式冷冻机的主要润滑部位是增速齿轮、主轴承及轴端的机械密封。通常齿轮箱可兼做润滑油箱，其中装有电加热器可对润滑油进行预热，油泵用于将油抽送到专设的高位油箱，再由高位油箱把油引到所需的润滑部位，该种方式可防止油泵供油系统突然故障或冷冻机突然断电停机时，油泵无油供给而冷冻机仍保持运转或借惯性继续高速回转，因无润滑而造成设备摩擦部位的“烧伤”或“咬合”事故。
3、冷冻机润滑油的选用
鉴于冷冻机特殊的工作性质，对起润滑介质也提出了某些相应的具体要求，为此而研制了专用冷冻机润滑油。
在选用润滑油时，应根据冷冻机的型式、所用制冷剂的类型及其蒸发温度、以及冷冻机的具体工作条件（如速度高低、负荷大小、工作环境等）加以综合分析比较，以便确定冷冻机润滑油的具体规格或牌号。
对小型低速（平均线速度小于2m/s）双缸活塞式冷冻机可选用N15或N22号冷冻机油，对大、中型高速（平均速度大于3m/s）多缸活塞式冷冻机可选用N32或N46的冷冻机油，对排气温度高、负荷重，使用条件特别恶劣的活塞式冷冻机可选用N68的冷冻机油；对喷油润滑的螺杆式冷冻机可选用N32、或N46冷冻机油；对小型干式（非喷油润滑）螺杆式冷冻机和离心式冷冻机，因润滑油可不与制冷剂接触，可按齿轮箱和主轴承的负荷情况选用N32或N46的冷冻油，也可选用粘度等极相当于L-TSA32或L-TSA46的汽油机油。
4、冷冻机润滑系统的故障及维护
冷冻机润滑系统正常工作的主要标志是：
1）油压表指定稳定，指示压力对活塞或冷冻机应比吸气压力高0.05-0.3MPA，对螺杆式冷冻机应比冷凝压力高0.2-0.3MPa。
2）曲轴箱中的油温应保持在10-65℃之间，最适宜的工作温度为35-55℃。
3）曲轴箱中的油面应足够，并应长期稳定。
4）滤油器的滤芯不应堵塞，对带压差发讯的精细滤油器应具有堵塞的发讯指示。
润滑系统最常见的故障是：油泵无压、调压失灵及压力表指针剧烈摆动。其主要原因在于：
1）曲轴箱中油温过低，冷冻润滑油的粘度过大，泵进口滤油器滤网过密，滤芯被堵塞，以及油面太低，油泵吸油困难，造成吸空现象。
2）油泵长期工作，泵的磨损严重，内漏过大，容积效果明显降低。
3）调压阀芯被卡死在开启位置或调压阀的弹簧失效。
4）系统严重外漏。
冷冻机润滑部位的故障不属润滑系统自身的问题，但也会终将导致系统的故障。如气缸处活塞环结构选用、加工装配不当可造成大量跑油现象，以及轴封处异常渗漏将使曲轴箱中油面明显下降，进而导致油泵的吸空现象；再如连杆大小头轴瓦及前后主轴承装配间隙太小，润滑油太脏以及长期使用润滑油变质等都将加大运动部件的摩擦和磨损，或同时因气缸磨损严重出现高低压窜气，都将导致曲轴箱发热，油温升高，润滑油粘度降低，从而形成润滑条件的恶性循环和造成润滑系统的故障。因此对润滑系统的故障分析应是综合性的，即除润滑系统自身的问题外还应从冷冻机的运行状况予以检查、分析和判断，如有无异常的振动、声响、发热及渗漏等等。
润滑系统的维护应注意以下各点：
1）按冷冻润滑油规定的换油指标定期检查油质，更换或补充经过滤的新油。
2）定期更换或清洗滤芯、管路及曲轴箱。
3）日常点检中注意观察油面、油温、油压是否正常。
4）在中、大修时应注意检查和调整油泵的端面间隙，必要时应予换泵。泵的端面间隙视大小规格不同约为0.03-0.08mm，具体数值请参看有关泵的装配技术要求和出厂规定。
常用合成压缩机油
合成压缩机油种类很多,可根据实际需要，选择不同类型的合成压缩机油，满足不同型号的压缩机压缩不同介质的工艺要求。选择余地远比矿物型压缩机油大得多。所以说合成润滑油的发展拓宽了压缩机的应用范围。
1． 酯类压缩机油
酯类油的性能与其结构有密切关系，对结构进行精心设计，可获得预期的性能。一般而言，酯类油的粘温性能良好，加长酯分子的主链，粘度增大、粘度指数增高；主链长度相同时，带侧链的粘度较大，粘度指数较低；带芳基侧链的，粘度指数更低。带支链醇的双酯通常具有较低的凝点。同一类型的酯，随分子量的增加低温粘度增大。
酯类油的热稳定性比矿物油热稳定性高得多，但其氧化安定性与矿物油相似，加入适量的抗氧剂和金属钝化剂后能大大地改善其氧化安定性。
目前有15％的酯类油用作压缩机油。与矿物油相比，它们还具有高闪点、高燃点、低挥发性、低沉积倾向、良好的边界润滑性，并对添加剂和燃饶产物有良好的溶解性等。酯型压缩机油使用寿命长，可大大降低设备维修费用。此外，酯类油还具有良好的生物降解性、低毒性，其 CEC生物降解试验结果大多在80％以上，所以环境保护组织也极力推荐使用酯类油。由于具有较高的粘度指数，选用较低的粘度等级就能满足使用要求，从而可收到节能的效果。
酯型压缩机油通常用于动力压缩机，压缩介质是空气。应避免用于氯气、氧气、氯化氢及氨气压缩机的润滑。可以用于氟橡胶或丁腈橡胶密封的场合。生产酯型压缩机油的公司及其产品牌号有：
ANDEROL安德鲁公司 螺杆压缩机496（46）、反复式压缩机500（100）、用于氢气的压缩555（100）
2． 聚醚压缩机油
聚醚是以环氧乙烷、环氧丙烷和四氢呋喃等开环均聚或共聚制得的线型聚合物。其性能与分子结构紧密相关。分子链中环氧烷的类型与比例，末端基的类别与浓度，引发剂烃链结构与长短，以及聚醚分子量大小与分布等都不同程度地影响它们的粘度、粘度指数、凝点、溶解性及热氧化稳定性。 可根据实际需要，调整分子结构，得到一系列具有不同性质的聚合物。如分子中环氧乙烷含量大于40％时，聚合物溶于水，而不溶于油；分子中含有长链环氧烷时，聚合物溶于油，而不溶于水。
聚醚与丁腈橡胶密封件具有很好的相容性，但与油漆不相容，具有一定的吸湿性，这是其用作制冷压缩机油的一个缺点。
聚醚型压缩机油可用于烃类气体压缩机以及空气、惰性气体、氨气压缩机及R134as冷冻压缩机的润滑。更可贵的是聚醚型压缩机油已获得美国食品医药部的批准，可用于乙烯生产装置中乙烯压缩机。主要生产厂家有：ANDEROL安德鲁公司 PG supreme 32 、Pgsupreme 46
BP公司 Breox CL 1400，Energol GCS 150
3．聚a－烯烃压缩机油
聚 a－烯烃润滑剂是－种合成烃类化合物，其中还包括聚烯烃，聚异丁烯和烷基苯等。具有合适的粘度和挥发性、良好的氧化安定性、低沉积倾向、高粘度指数、低倾点等，并有同矿物油相似的橡胶和塑料适应性。通常将 PAOS和酯类油混合起来使用，以满足不同的性能要求。如酯类油易引起一些密封橡胶的膨胀，而PAOS则使其收缩。合适的配比可以产生中和的效果。PAOS已广泛用干螺杆致冷压缩机和lR12、 R114作工作介质的工业热泵的润滑。常见的PAOS压缩机润滑剂牌号有：
ANDEROL安德鲁公司 3032、3046
4 磷酸酯压缩机油
适合作合成润滑油的磷酸酯主要是正磷酸酯。其性能主要取决于磷酸酯取代基的结构，取代基的结构不同，磷酸酯的性能有较大差异。
抗燃性是磷酸酯最突出的性能之一。通常三芳基磷酸酯的抗燃性比三烷基磷酸酯强，烷基芳基磷酸酯抗燃性居中。磷酸酯在极高温度下亦能燃烧，但不传播火焰；良好的润滑性能是磷酸酯另一个突出的性能。但是，它们的材料适应性差和对环境的污染严重地限制它应用。
Chevron公司 Chevron FR ,Fluid
5 含硅压缩机油
硅油是一种聚硅氧烷液体。主要有甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油等，具有良好的热氧化稳定性和低温流动性，防潮防水性，电气绝缘姓及生理惰性。对某些材料也有较好的润滑性。硅油压缩机油用在制氧 (尤其是医用氧)压缩机上得到了满意的结果，氧气压缩机油必须保证在与高压氧气接触时，绝对不燃烧，没有爆炸危险，对高纯度的氧气(>99.2％) 不产生污染；下列的硅油压缩机油已在几种国产氧气压缩机(如G3V-20／200-1型隔膜双缸压缩机)上正常运转了多年。
6 全氟聚醚压缩机油
目前聚全氟醚有聚全氟异丙醚和聚全氟甲****。它们具有特殊的化学惰性，优良的抗氧化性和热稳定性。全氟聚醚压缩机油主要用于压缩氧气等活性气体。
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