制冷壓縮機的潤滑系統

一、潤滑的作用潤滑是壓縮機中的重要問題之一，它不僅影響到壓縮機的性能指標，而且對壓縮機的壽命，可靠性，安全性也直接相關。潤滑的作用如下:

1)使摩擦表面(即軸與軸承，活塞環與氣缸壁等運動部件接觸面)被油膜分隔，形成液體摩擦或半干摩擦，從而降低壓縮機的摩擦功，摩擦熱和零件的磨損，提高壓縮機的機械效率，增加壓縮機的可靠性和耐久性。

2)帶走摩擦熱，使摩擦表面溫度不致過高。

3)潤滑油充滿活塞與氣缸的間隙和軸封的摩擦表面之間，增強了密封作用。

4)帶走磨屑，改善摩擦表面的工作情況。

5)壓縮機的潤滑系統還向能量調節裝置供油。

  二、潤滑方式及潤滑系統制冷壓縮機的潤滑方式可分為飛濺潤滑和壓力潤滑兩種類型。

    飛濺潤滑是利用運動零件的機械作用，將潤滑油送至需要的摩擦表面，半封閉壓縮機就有很多的采用飛濺潤滑。一方面在連桿大頭下端裝設甩油勺，將曲軸箱中的油甩向氣缸鏡面，潤滑活塞與氣缸壁之間的摩擦表面;另一方面，在電動機一端的軸上裝有甩油盤，將油甩起并收集在電動機側端蓋的集油小室上，通過曲軸中的油道，潤滑主軸承和連桿軸承。在某些小型立式開啟式壓縮機中，飛濺潤滑僅依靠曲柄連桿機構的運動來實現。飛濺潤滑因潤滑油循環量少，又難以控制，潤滑效果較差。

    另外，因飛濺潤滑的油壓低，無法裝設過濾器，所以潤滑油容易污臟，加劇摩擦零件的磨損。但由于沒有油泵，系統簡單，故仍被小型開啟式和半封閉式壓縮機廣泛采用。壓力潤滑是利用油泵產生一定的油壓，通過輸油通道將潤滑油送到各摩擦表面。由于油壓穩定，不僅可對潤滑油進行過濾，而且油量可保證摩擦表面更好地冷卻，可降低壓縮機的工作噪聲(因飛濺潤滑系統中，當旋轉機構在擊油時要產生噪聲)，提高機器的壽命和可靠性。故我國中小型制冷壓縮機系列中，廣泛采用壓力潤滑方式。根據油泵作用力的方式，壓力潤滑有離心油泵和齒輪油泵潤滑兩種。

1)離心油泵(centrifugal oil pump)

    潤滑系統離心油泵潤滑系統廣泛采用于小型全封閉式制冷壓縮機中。由于全封閉式壓縮機中所采用的偏心軸普遍為垂直安裝，因而可利用軸的下端做成偏心油道來作為泵油機構，這樣不僅可以不附加零件，而且結構簡單，運行可靠。油從底部經過濾網進入立軸中的偏心孔道，在離心力的作用下，沿徑向小孔和縱向孔道輸送至主軸承和連桿軸承處。主軸中鉆有兩個偏心孔道，一個通向主軸承，一個通向連桿軸承。在主軸頸上開有交叉的油槽，一方面起布油作用，另一方面保證壓縮機在正，反向旋轉時都能正常供油。氣缸和連桿小頭處的潤滑，依靠從軸承處噴出的油滴飛濺潤滑。由于氟利昂在油中的溶解度隨壓力升高和溫度降低而增加，在每次啟動時，會產生氣化現象，在油泵中形成氣泡，破壞潤滑油的正常流動。為此，往往在軸的下端裝一短管，并伸入潤滑油中，在短管上安裝一放氣管，讓集中在旋轉中心線附近的蒸氣由放氣管排出。

2)齒輪油泵(gear oil pump)

潤滑系統壓縮機的曲軸為水平安裝時，大多數采用齒輪油泵式壓力潤滑系統，如圖2-43所示。曲軸箱中的潤滑油經過粗濾油器濾去雜質，被齒輪油泵吸入，提高壓力后經精過濾器，然后分成三路:一路進入曲軸后端，潤滑主軸頸及相鄰的一個曲柄銷，并通過連桿桿身中的油孔輸送到連桿小頭，潤滑小頭軸承;一路進入軸封室，潤滑和冷卻軸封摩擦面，然后從主軸頸上的油孔流入曲軸內的流道，潤滑另一端主軸承和相鄰的一個曲柄銷，再由連桿桿身中的油孔輸向連桿小頭;最后一路經油壓分配閥進入輸氣量調節機構的控制系統。氣缸壁的潤滑仍然依靠飛濺作用。各路潤滑油最后流回曲軸箱，供循環使用。此外，有的曲軸箱內還裝有潤滑油冷卻器，保證潤滑油的溫度在規定的正常溫度范圍之內。在壓力潤滑系統中，油泵出口壓力和曲軸箱內壓力(吸氣壓力)的差值，應不低于0。1MPa，油壓大小可通過油壓調節閥，用改變泄油量的方法加以調節。如果壓縮機本身帶有油壓傳動的頂開吸氣閥片的輸氣量調節機構時，油泵出口壓力應調節到比曲軸箱內壓力高0。15～0。3MPa。

三、潤滑設備壓力潤滑系統的主要設備有油泵(oil pump)，濾油器(oil filter)，油冷卻器(oil cooler)，油壓調節閥(oil pressure regulate valve)油壓繼電器(oil pressure relay)及油壓表(oil pressure，meter)等。下面對油泵，濾油器，油冷卻器的結構作簡單介紹。

1)齒輪油泵目前制冷壓縮機中所采用的齒輪油泵有三種型式。外嚙合齒輪油泵:它是老式產品中廣泛使用的一種。結構簡單。它由兩個直徑相同的齒輪相互嚙合，齒輪和殼體之間具有很小的徑向間隙和端面間隙，齒間和殼體之間形成許多小的空間，當曲軸帶動齒輪旋轉時，充滿這些空間的潤滑油隨之移動，因此潤滑油就不斷地從吸入口排向排出口。中間相互嚙合的齒面實際上成了吸入口和排出口之間的密封面。當兩齒接近完全嚙合時，殘存于齒隙中的油通過減壓端面槽泄出

這種齒輪油泵的結構雖簡單，但只能單方向轉動供油，否則將失去泵油能力，因此需要特別注意壓縮機的運轉方向。顯然，這種外齒輪嚙合油泵，對于采用三相電動機的封閉式壓縮機來說是不適用的。月牙形齒輪油泵它是由外齒輪1，內齒輪3，月牙體2及泵殼4等零件組成。內，外齒輪偏心嚙合，它們和月牙體，泵殼，泵蓋間的徑向間隙和端面間隙都很小，在它們之間形成了許多貯油空間。當曲軸通過連接塊帶動內齒輪旋轉時，內齒輪便帶動外齒輪轉動，貯油空間也隨之旋轉。貯油空間在兩齒嚙合處最小，當轉向吸油口時，容積逐漸擴大，潤滑油不斷被吸入，當轉至排油口時，容積又逐漸縮小，潤滑油便不斷地被擠往排油口排出。兩齒輪嚙合處及月牙體形成了吸，排油口之間的密封面。在月牙體的背面有一個定位銷，它卡在泵蓋的半圓槽內，曲軸反時針方向旋轉時，月牙體處于內齒輪中心的右方，外齒輪中心處于月牙體的左方。

當曲軸順時針方向旋轉時，月牙體也跟著旋轉180度，使它處于內齒輪中心的左方，外齒輪中心則處于月牙體的右方。因而使吸油口一邊的貯油空間始終是由小變大，而排油口一邊則始終是由大變小，供油關系并未因旋轉方向發生改變而有所變化。因此這種油泵特別適合于封閉式壓縮機。這種油泵外形尺寸小，結構緊湊，但加工困難，精度要求高。若精度達不到要求時，將使磨損加劇或發生偏磨現象。內嚙合轉子油泵內嚙合轉子油泵又稱轉子泵。它也是由兩個偏心安裝的內，外轉子及泵體，偏心套等組成。內轉子是一個四個齒的外齒輪，外轉子是一個五個齒的內齒輪。運動時，兩個轉子的齒相互嚙合，向同一方向轉動，但轉速不相等。油從吸油孔吸入，由排油孔排出。曲軸順時針方向旋轉時，齒的嚙合點在上方。如果曲軸逆時針方向旋轉時，偏心套也逆時針轉動半圈，使齒的嚙合點移到下方，不改變吸，排油孔位置，油泵仍能正常供油，其原理基本上與月牙形齒輪油泵相同。轉子泵同樣具有結構緊湊，可正反旋轉的優點。由于外，內轉子可用鐵-石墨粉末模壓燒結成型，因而加工簡單，節省材料，精度高，壽命長，被廣泛采用。

2)油過濾器制冷壓縮機中潤滑油過濾器有粗過濾器和精過濾器兩種。它的作用是濾去潤滑油中的金屬屑，型砂，機械雜質等，防止它們進入摩擦表面，造成磨損加劇。粗過濾器往往做成網式，裝在曲軸箱油池內，金屬網孔約20孔/cm2，網兩端封閉，防止較大雜質進入油泵。有些網式過濾器中，還裝有環狀或棒狀磁性元件，用來吸引潤滑油中的鐵屑。精過濾器大多采用金屬片縫隙式。它由主片1和中間片5交替疊裝在芯軸2上，四周用螺栓壓緊。主片1之間的間隙為0.05-0.1mm(即為中間片5的厚度)，潤滑油從外部通過片間間隙進入濾芯內部，然后經下部出油口送至各輸油管道。潤滑油中的雜質被縫隙所阻擋。當使用一段時間后，為防止雜質嚴重阻塞濾芯，轉動濾芯上的的手柄，刮片3就會將積存于縫隙中的污物刮除，使過濾器經常保持良好的過濾效果。如果轉動手柄有困難時，說明污物阻塞嚴重，必須拆下清洗。精過濾器也可使用羊毛氈作為過濾材料，過濾效果更好，但阻力很大，且易阻塞。

3)油冷卻器曲軸箱(或機殼)內的油溫不宜過高，否則會因油過稀而破壞正常的潤滑。對于小型活塞式單級制冷壓縮機，按GBl0872-89規定，當環境溫度高達43℃，冷卻水溫度33℃時，曲軸箱中潤滑油的溫度應不高于80℃;對于中型活塞式單級制冷壓縮機，按GBl0875-89規定，在上述同樣溫度條件下，曲軸箱中潤滑油的溫度應不高于70℃。對于小型壓縮機，潤滑油的冷卻靠曲軸箱箱壁的自然散熱;對于功率較大的壓縮機，常常需對潤滑油進行強制冷卻。例如在812。5A100(8ASl2。5)型壓縮機中的曲軸箱內就裝有油冷卻器，它由帶肋片的鋼管彎制而成，管內通冷卻水，把潤滑油的熱量帶走。

四、潤滑油的性能及冷凍油規格

1)潤滑油的性能，潤滑油的規格品種很多，為了保證壓縮機的正常運行，必須對潤滑油的性質有一概括了解，并能正確加以選擇。因為對于不同工質，不同工況則選用不同潤滑油。潤滑油的性質可由很多指標來決定，下面簡要介紹其主要質量指標。粘度:粘度是潤滑油的較主要特性，它不僅決定油的潤滑性能，而且還直接影響到壓縮機的性能，摩擦零件的冷卻和密封機構的密封性能。潤滑油的粘度隨溫度而變，溫度愈高，粘度愈小。冷凍機油的粘度值是指在40℃時的數值。壓縮機中潤滑油的粘度過大或過小都是不利的。粘度過大會增加摩擦功率和摩擦熱，而粘度過小又難以建立起所需油膜，使潤滑性能惡化。使用不同制冷劑的壓縮機，對潤滑油的粘度要求是不相同的。例如氨和潤滑油不溶解，故應選用粘度較低的潤滑油;R12和潤滑油互溶，使潤滑油的粘度變低，故應選用粘度較高的潤滑油。粘度的大小通常以運動粘度來表示，法定單位是m2/s，常用單位還有斯(St)和厘斯(cSt)(1St=10-4m2/s=cm2/s，lcSt=10-6m2/s=mm2/s)。酸值:潤滑油中如含有酸類物質，與金屬接觸會引起腐蝕。油中含有游離酸的數量常用酸值來表示中和1g潤滑油中的游離酸所需KOH的毫克數稱為酸值。濁點:濁點是指隨溫度的降低，潤滑油中開始析出石蠟時的溫度。制冷壓縮機中使用的潤滑油應該在工作范圍內不會有石蠟析出，即潤滑油的濁點應低于蒸發溫度，否則石蠟析出將會堵塞節流機構和影響傳熱效果。潤滑油中溶有氟利昂后的濁點，與純冷凍油的濁點不同，因此在我國石油工業部標準SY2666中規定，測定冷凍機油的濁點，應在冷凍油中加入一定數量的氟氯烷后進行。凝點:潤滑油在冷卻時逐漸變粘，流動性下降。GB510規定，當潤滑油完全失去流動性時的溫度稱為凝點。

冷凍機油的凝點一般應低于-40℃。潤滑油中溶有氟利昂后，其凝點會有所降低。閃點:潤滑油加熱到所產生的油蒸氣接觸明火時，能發生閃火的溫度叫閃點。冷凍油的閃點必須比排氣溫度高15~30℃以上，以免引起潤滑油的燃燒和結焦。通常要求潤滑油的閃點不低于150℃。化學穩定性，氧化安定性:潤滑油在使用過程中，要求能保持其化學性質和組成穩定不變。事實上，在使用過程中，高溫下與金屬，制冷劑，水分等接觸時，會產生分解，氧化和聚合等反應。氧化后生成的有機酸物質，增加了對鋼鐵和絕緣材料的腐蝕，造成電動機絕緣不良，甚至引起燒壞事故。聚合反應的結果生成膠質瀝青等聚合物，使油的粘度增加，潤滑性能降低。這些物質附著在壓縮機的閥片上，會使閥片關閉不嚴，影響氣閥的正常工作，也會阻塞過濾器，輸油管道和節流閥通道等。

因此要求冷凍機油應具有良好的氧化安定性和化學穩定性。氧化安定性和化學穩定性，一般用油氧化后生成沉淀物的多少和氧化后的酸值來表示。含水量，機械雜質和溶膠:潤滑油中應不含有水分。水分的存在會加劇對金屬和電絕緣材料的腐蝕，導致冰堵(對氟利昂壓縮機而言)和;鍍銅;現象，破壞了壓縮機的正常運行。冷凍機油在生產過程中是經過嚴格脫水處理的，因此它具有很強的吸濕性，在貯藏，運輸和加油過程中，應盡量避免和空氣接觸。用汽油或苯將潤滑油溶解稀釋后，用過濾紙將其過濾，在濾紙上所殘存的物質稱為機械雜質。雜質的存在將使磨損加劇，嚴重時會堵塞油路，因此要求冷凍油中不含機械雜質。將潤滑油加熱至550℃，使其揮發和燃燒，殘留下來的固體殘渣稱為溶膠。冷凍油中也不應含有溶膠。擊穿電壓:擊穿電壓是表示冷凍油電絕緣性能的指標。純潤滑油的電絕緣性能是很好的，但當油中含有水分，纖維，灰塵等微小雜質時，電絕緣性能就會降低。在封閉式壓縮機中，由于冷凍油與電動機繞組和接線柱接觸，因而要求具有較高的擊穿電壓，一般應在25kV以上。

2)冷凍油的規格對于礦物油或合成烴型冷凍油，按40℃時的運動粘度分為N15，N22，N32，N46，N68五個粘度等級，它們都適用于氨制冷機，其中N15，N32，N46，N68適用于氟利昂制冷機。http://m.zgshfp.com