活塞式制冷压缩机的检修与装配
引言 2
压缩机是提高气体压力和输送气体的机械，属于将原动机的动力能转换成气体压力能的工作机，它的种类非常多，并且用途十分广泛，有“通用机械”之称。目前，除了比较常见的活塞式压缩机，还有如双螺旋式、离心式、滚动式和漩涡式等压缩机。随着我国经济的高速发展，我国的压缩机设计制造技术业也有了长足的发展，在某些方面的技术水平已经达到国际先进水平。
活塞式压缩机是工业中使用做常见的一种空气压缩机，在制冷系统方面会运用到活塞式压缩机。活塞式压缩机是制冷冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，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。如今社会对制冷装置的需求持续增长，技术在不断的更新，而压缩机是制冷关键机器。为确保制冷装置的长期完好运行，本文针对制冷压缩机的故障诊断以及如何维修装配提出了一些方法，这对制冷设备维修专业人才的十分需要也不断满足社会对这方面日益增多的需求。
一、活塞式制冷压缩机的概述
（一）制冷工作的原理
蒸汽压缩式制冷机循环（如图1-1所示），是指制冷剂在一次循环中只经过一次压缩，最低蒸发温度可达-40℃—-30℃。蒸汽压缩式制冷循环系统主要由四大部件组成，即压缩机、冷凝器、截流元件和蒸发器，用不同直径的管道把它们串接成一个封闭的循环回路，在系统回路中装入制冷机，就形成一个能使制冷剂循环流动的封闭系统。
在实际的制冷装置中，为提高设备运行的经济性和安全可靠性，除四个基本部件外，还增加了许多辅助设备，如气液分离器、油分离器、储液器、集油器、空气分离器、中间冷却器等，还有压力表、温度计、截止阀、安全阀、液位计和自动控制仪器、仪表等。这些设备和仪器、仪表的有机组合，就构成了完整的、实际的制冷 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
系统。
图1-1 制冷工作原理
（二）制冷压缩机作用
图1-2制冷压缩机
压缩机（如图1-2所示）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，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，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。压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备 ( 启动器和热保护器 ) 及冷却系统组成。冷却方式有水冷和自然冷却两种。
（三）制冷压缩机的分类
按提高气体压力的原理不同，制冷压缩机分为容积型制冷压缩机和速度型制冷压缩机。
1.容积型制冷压缩机
在容积可变的封闭容积中直接压缩制冷剂蒸汽，使其体积缩小，从而达到提高压力目的。这种压缩机称为容积型制冷压缩机。
属于容积型的制冷压缩机主要有往复式（又称为活塞式）、螺杆式、涡旋式和滚动转子式等形式
往复式制冷压缩机（如图1-2所示）制冷压缩机，由活塞、汽缸盖、和气阀等组成封闭容积。图中带有许多小黑点的容积即为封闭容积。曲轴在电动机驱动下旋转，活塞在内止点和外止点之间作往复运动，完成吸气、压缩、排气和余隙内气体膨胀等过程 。 螺杆式压缩机（如图1-3所示）主要是由相啮合的带螺旋槽的阴转子和阳转子所组成，这时转子被装在两端具有适当吸排气口的“8”字型汽缸中。当阳转子带动阴转子一起旋转时，转子上的每条凹槽与缸壁和前后端面所形成的螺旋状齿形空间将因阴阳转子间啮合线从吸气端移向排气端而发生扩大或缩小的变化，从而实现气体的吸入、压缩及排出。为达到冷却、润滑、密封的目的，目前在制冷机中多是将润滑油喷入汽缸压缩腔内的喷油式螺杆压缩机。
图1-3螺杆式压缩机
2.速度型压缩机 在速度型压缩机中，气体压力的增长是由气体的速度转化而来，即先使气体获得一定的高速度，然后再让它缓慢下来，使气体动能变为气体位能，气体的压力就得到相应的提高。
速度型压缩机主要有两种型式：离心式和轴流式。
离心式压缩机主要由一高速旋转的叶轮和在叶轮周围由机壳构成的环形流道（即扩压器和蜗壳）所组成。气体在叶轮的推动下随叶轮一起旋转而获得高速，并在离心力的作用下沿着半径方向向外流动，在进入截面逐渐扩大的扩压器和蜗壳后，气体的速度逐渐下降而压力则随之提高。气体每经过一级叶轮所能升高的压力是有限的，当压力比大时，则需采用多级压缩。
二、活塞式制冷压缩机检修前准备
设备故障，一般是指设备失去或降低其规定功能的事件或现象，表现为设备的某些零件失去原有的精度或性能，使设备不能正常运行、技术性能降低，致使设备中断生产或效率降低而影响生产。
（一）活塞式压缩机的组成
1．传递动力部分——曲轴、连杆、十字头、活塞销、活塞;
2. 气体的进出机器密封部分——汽缸、进气和排气阀门、弹簧、阀片、活塞环、填料函及排气量调节装置；
3. 辅助部分——包括水、气、油三路的各种冷却器、缓冲器、分离器、油泵、安全阀及各种管路系统。
（二）活塞式制冷压缩机设备诊断基本方法
活塞式压缩机（如图1-2所示）的故障种类虽多，但从反应故障状态的监测参数（征兆参数）上可分为两大类：一类故障征兆表现在机器的热力参数变化上，如机器的排气量变化，吸、排气压力变化，各部分温度的变化及油路、水路故障所表现出来的热力参数变化；另一类故障征兆表现在机器的动力性能参数变化上，如压缩机的主要零部件的缺陷、磨损、损坏和断裂故障所表现出来的机器震动不正常声音，还有过热以及各种原因引起的管道振动。根据实际使用的情况，活塞式压缩机故障诊断技术可采用热力参数法、振动法、油液法、在线监测系统。
压缩机故障主要有：排气量不足,温度不正常，润滑油系统故障等。还有其他一些常见故障与处理（如表2-1所示）
排气量不足是与压缩机的设计气量相比而言的，当排气量不足时应首先要从工艺与设备两个方面去分析并判断故障的来源。
温度异常升高：若一级吸气阀关闭不严产生逆流，使一级排气阀受热，则应修复或更换部件，移开接近吸管线的高温机器（如果有的话）；若吸气温度超过规定值，应检查工艺程序；汽缸冷却器效果不良，应增加冷却器的水量，使冷却水畅通无阻。
循环油路的油压不高的可能情况：循环油油位低，油温高，粘度小；油过滤器堵塞；油管漏油严重；油泵齿轮磨损，间隙过大，工作效率差；油调节阀开的过大；齿轮油泵入口管被污油堵塞。处理方法：增加循环油量，开大冷却水以降低油温；停用油过滤器，清洗油过滤网（循环油暂走进路阀，关死过滤器进出口阀）；停机修理油泵，调整间隙，必要时可更换齿轮。当循环油压突然降至零时，应及时停车。
表2-1故障与处理方法
常见故障 处理方法
①气阀泄漏，特别是低压级气阀的泄漏 ②填料函漏气 ③第I级气缸余隙容积过大 ④第I级气缸的设计余隙容积小于实际结构的最小余隙容积 ①检查低压级气缸气阀，并采取相应措施 ②检查填料函的密封情况，并采取相应措施 ③调整气缸余隙 ④若设计错误，应修改设计或采取措施调整余隙
大直径的活塞，可同时采用3-4个斜铁夹具，将其安装在气缸端面的螺栓上，使活塞环逐步收拢装入气缸。
压缩机是提高气体压力和输送气体的机械，属于将原动机的动力能转换成气体压力能的工作机，它的种类非常多，并且用途十分广泛，有“通用机械”之称。目前，除了比较常见的活塞式压缩机，还有如双螺旋式、离心式、滚动式和漩涡式等压缩机。随着我国经济的高速发展，我国的压缩机设计制造技术业也有了长足的发展，在某些方面的技术水平已经达到国际先进水平。
活塞式压缩机是工业中使用做常见的一种空气压缩机，在制冷系统方面会运用到活塞式压缩机。活塞式压缩机是制冷冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，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。如今社会对制冷装置的需求持续增长，技术在不断的更新，而压缩机是制冷关键机器。为确保制冷装置的长期完好运行，本文针对制冷压缩机的故障诊断以及如何维修装配提出了一些方法，这对制冷设备维修专业人才的十分需要也不断满足社会对这方面日益增多的需求。
一、活塞式制冷压缩机的概述
（一）制冷工作的原理
蒸汽压缩式制冷机循环（如图1-1所示），是指制冷剂在一次循环中只经过一次压缩，最低蒸发温度可达-40℃—-30℃。蒸汽压缩式制冷循环系统主要由四大部件组成，即压缩机、冷凝器、截流元件和蒸发器，用不同直径的管道把它们串接成一个封闭的循环回路，在系统回路中装入制冷机，就形成一个能使制冷剂循环流动的封闭系统。
在实际的制冷装置中，为提高设备运行的经济性和安全可靠性，除四个基本部件外，还增加了许多辅助设备，如气液分离器、油分离器、储液器、集油器、空气分离器、中间冷却器等，还有压力表、温度计、截止阀、安全阀、液位计和自动控制仪器、仪表等。这些设备和仪器、仪表的有机组合，就构成了完整的、实际的制冷 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
系统。
图1-1 制冷工作原理
（二）制冷压缩机作用
图1-2制冷压缩机
压缩机（如图1-2所示）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，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，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。压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备 ( 启动器和热保护器 ) 及冷却系统组成。冷却方式有水冷和自然冷却两种。
（三）制冷压缩机的分类
按提高气体压力的原理不同，制冷压缩机分为容积型制冷压缩机和速度型制冷压缩机。
1.容积型制冷压缩机
在容积可变的封闭容积中直接压缩制冷剂蒸汽，使其体积缩小，从而达到提高压力目的。这种压缩机称为容积型制冷压缩机。
属于容积型的制冷压缩机主要有往复式（又称为活塞式）、螺杆式、涡旋式和滚动转子式等形式
往复式制冷压缩机（如图1-2所示）制冷压缩机，由活塞、汽缸盖、和气阀等组成封闭容积。图中带有许多小黑点的容积即为封闭容积。曲轴在电动机驱动下旋转，活塞在内止点和外止点之间作往复运动，完成吸气、压缩、排气和余隙内气体膨胀等过程 。 螺杆式压缩机（如图1-3所示）主要是由相啮合的带螺旋槽的阴转子和阳转子所组成，这时转子被装在两端具有适当吸排气口的“8”字型汽缸中。当阳转子带动阴转子一起旋转时，转子上的每条凹槽与缸壁和前后端面所形成的螺旋状齿形空间将因阴阳转子间啮合线从吸气端移向排气端而发生扩大或缩小的变化，从而实现气体的吸入、压缩及排出。为达到冷却、润滑、密封的目的，目前在制冷机中多是将润滑油喷入汽缸压缩腔内的喷油式螺杆压缩机。
图1-3螺杆式压缩机
2.速度型压缩机 在速度型压缩机中，气体压力的增长是由气体的速度转化而来，即先使气体获得一定的高速度，然后再让它缓慢下来，使气体动能变为气体位能，气体的压力就得到相应的提高。
速度型压缩机主要有两种型式：离心式和轴流式。
离心式压缩机主要由一高速旋转的叶轮和在叶轮周围由机壳构成的环形流道（即扩压器和蜗壳）所组成。气体在叶轮的推动下随叶轮一起旋转而获得高速，并在离心力的作用下沿着半径方向向外流动，在进入截面逐渐扩大的扩压器和蜗壳后，气体的速度逐渐下降而压力则随之提高。气体每经过一级叶轮所能升高的压力是有限的，当压力比大时，则需采用多级压缩。
二、活塞式制冷压缩机检修前准备
设备故障，一般是指设备失去或降低其规定功能的事件或现象，表现为设备的某些零件失去原有的精度或性能，使设备不能正常运行、技术性能降低，致使设备中断生产或效率降低而影响生产。
（一）活塞式压缩机的组成
1．传递动力部分——曲轴、连杆、十字头、活塞销、活塞;
2. 气体的进出机器密封部分——汽缸、进气和排气阀门、弹簧、阀片、活塞环、填料函及排气量调节装置；
3. 辅助部分——包括水、气、油三路的各种冷却器、缓冲器、分离器、油泵、安全阀及各种管路系统。
（二）活塞式制冷压缩机设备诊断基本方法
活塞式压缩机（如图1-2所示）的故障种类虽多，但从反应故障状态的监测参数（征兆参数）上可分为两大类：一类故障征兆表现在机器的热力参数变化上，如机器的排气量变化，吸、排气压力变化，各部分温度的变化及油路、水路故障所表现出来的热力参数变化；另一类故障征兆表现在机器的动力性能参数变化上，如压缩机的主要零部件的缺陷、磨损、损坏和断裂故障所表现出来的机器震动不正常声音，还有过热以及各种原因引起的管道振动。根据实际使用的情况，活塞式压缩机故障诊断技术可采用热力参数法、振动法、油液法、在线监测系统。
压缩机故障主要有：排气量不足,温度不正常，润滑油系统故障等。还有其他一些常见故障与处理（如表2-1所示）
排气量不足是与压缩机的设计气量相比而言的，当排气量不足时应首先要从工艺与设备两个方面去分析并判断故障的来源。
温度异常升高：若一级吸气阀关闭不严产生逆流，使一级排气阀受热，则应修复或更换部件，移开接近吸管线的高温机器（如果有的话）；若吸气温度超过规定值，应检查工艺程序；汽缸冷却器效果不良，应增加冷却器的水量，使冷却水畅通无阻。
循环油路的油压不高的可能情况：循环油油位低，油温高，粘度小；油过滤器堵塞；油管漏油严重；油泵齿轮磨损，间隙过大，工作效率差；油调节阀开的过大；齿轮油泵入口管被污油堵塞。处理方法：增加循环油量，开大冷却水以降低油温；停用油过滤器，清洗油过滤网（循环油暂走进路阀，关死过滤器进出口阀）；停机修理油泵，调整间隙，必要时可更换齿轮。当循环油压突然降至零时，应及时停车。
表2-1故障与处理方法
常见故障 处理方法
①气阀泄漏，特别是低压级气阀的泄漏 ②填料函漏气 ③第I级气缸余隙容积过大 ④第I级气缸的设计余隙容积小于实际结构的最小余隙容积 ①检查低压级气缸气阀，并采取相应措施 ②检查填料函的密封情况，并采取相应措施 ③调整气缸余隙 ④若设计错误，应修改设计或采取措施调整余隙
大直径的活塞，可同时采用3-4个斜铁夹具，将其安装在气缸端面的螺栓上，使活塞环逐步收拢装入气缸。
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