往复压缩机常见故障分析及对策.docx
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往复压缩机常见故障分析及对策
2016届机械制造与自动化专业毕业生毕业作业
课题名称：
往复压缩机常见故障分析及对策
学生姓名：
张燕鸣
指导教师：
卢学玉
江南大学网络教育学院
2016年7月
1
江南大学网络教育学院
毕
业
论
文
（设计）
姓名
校外学习中心
崇安职校
学号
证件号
批次
层次
业余高起
专
专业
机械制造与自动化
指导教师
卢学玉
课题名称
往复压缩机常见故障分析及对策（终稿）
指导教师
评语
终稿成绩：
指导教师签名：
年月日
2
目
录
论文摘要………………………………………………………………………（4）关键词………………………………………………………………………（4）一.概述………………………………………………………………………（4）二.液击过程分析………………………………………………………………（4）三.液击的判断方法……………………………………………………………（5）
1.通过声音判断……………………………………………………………（5）2.通过观察进行判断………………………………………………………（5）
4.液击故障的现象……………………………………………………………（5）1.吸气阀片断裂……………………………………………………………（5）2.连杆断裂…………………………………………………………………（6）3.电机烧毁…………………………………………………………………（6）
5.液击的原因分析……………………………………………………………（6）1.回液……………………………………………………………………（6）2.带液启动…………………………………………………………………（7）3.冷冻机油太多……………………………………………………………（7）4.设计时参数选择不当或使用不当………………………………………（7）5.制冷剂充注方式方法不确………………………………………………（7）
6.预防与处理对策……………………………………………………………（7）1.改善压缩机冷冻机油的回油途径………………………………………（8）2.增加设备，使制冷剂气体和液体分离…………………………………（8）3.设计合理的过度…………………………………………………………（8）4.安装曲轴箱加热器………………………………………………………（8）5.抽空停机…………………………………………………………………（8）
7.结束语………………………………………………………………………（8）
感谢词
………………………………………………………………………（9）
参考文献………………………………………………………………………（9）
3
往复压缩机常见故障分析及对策
摘要：
往复式压缩机在制冷设备中比较常见，作为制冷系统中核心动力组成，因其所做机械运动是往复运动，在往复运动中压缩机运动部件会因摩擦时间长了而损坏；此外外部因素导致的压缩机发生故障和出现事故也屡见不鲜，主要针对往复式压缩机中的活塞式制冷压缩机最容易发生的故障之一液击进行详细的分析，液击现象出现后应该咋样判断，对液击形成的原因进行了说明，液击发生后应该咋样处理，防范和减少往复式压缩机出现的故障，对往复式压缩机长期的稳定的运行有所借鉴。
关键词：
压缩机；制冷；液击；故障原因分析；排除措施
一.概述
往复式压缩机是把一定量的气体压缩后吸入和排出的一种容积式压缩机。
它主要由机体、传动机构、压缩机构、润滑机构、冷却系统以及操作控制系统等构成。
机体是往复式压缩机的基础部分，主要由机身、中体和曲轴构成；传动机构由离合器、联轴器或带轮以及连杆、曲轴等运动部件组成；压缩机构由气缸、活塞、进气阀门和出气阀门构成；润滑机构由油泵、油过滤器、油冷却器等构成；冷却系统主要有风冷和水冷两种，风冷由散热风扇和中间冷却器组成；水冷由冷凝器、管道阀门等组成；操作控制系统包括各种调节装置。
仪器仪表、安全法以及各种保护装置。
经过几十年的发展，往复式压缩机制造工艺已经很成熟、制造成本也越来越低，因此在冰箱、空调、冷库等还大量使用各种规格型号的往复式压缩机。
因为其制造工艺比较成熟，结构相比螺杆、离心压缩机简单，而且对加工材料和压缩机的加工工艺要求比较低，费用节省，在各个领域得到广泛应用，能适应的压力范围和制冷量比较广，维修方便。
但是，往复式压缩机在设备的使用过程中也存在着各种各样问题，如压缩机电机烧毁、压缩机的不正常震动和噪音、发生液击现象使零部件损坏、压缩机排气温度过高、压缩机密封故障导致的漏气、连杆活塞不正常的磨损等故障。
这当中液击现象是往复式压缩机中最大的一种故障之一，严重时压缩机可能会受到伤害而损坏。
二．液击过程分析
在压缩机制冷系统中要是冷冻机油或制冷剂添加过多，系统蒸发器的热负荷就会不稳定，膨胀阀的调节的不合理，压缩机的吸气阀如果较快开启，制冷系统在设计的时候及设备安装调试的时候不合理等，都有可能会使压缩机产生液击现象。
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压缩过程中制冷剂应该以气体的状态被吸入压缩机的吸气腔，如果以液体或气液混合状态被吸入压缩机的吸气腔，将极易导致压缩机液击现象的发生，压缩机的吸排气阀片最容易被液体撞击损坏，断裂，虽然轻微的、短时间的液击可能并不会马上损坏阀片，时间长了阀片也会因为疲劳而破裂，有时碎片会进入压缩机腔体到达电动机线圈处就可能会直接损坏压缩机。
另外补充制冷剂过快、以液体的形式冲入也可能会造成液击现象。
简单的说就是制冷剂不是以气体的形式进入而是以液体的形式进入压缩机汽缸，冲击压缩机零部件而引起压缩机零部件部分永久性的损坏。
液击发生时，压缩机中的运转零部件在很短时间内就可以被液体撞击而损坏，这是造成往复式压缩机发生故障的原因之一。
避免制冷剂由气态转变为液态，以液体或气液混合的形式进入压缩机的气缸就可以有效防止液击发生，因此液击故障采取一定的措施是可以避免的，由此可见防止制冷剂以液体的形式进入气缸是避免液击现象的有效手段之一。
三.液击的判断方法
要准确无误的确定液击是否发生，就必须要首先知道往复式压缩机的正常工作状态。
那就要压缩机操作工和维修保养人员对往复式压缩机的正常运行状态有一目了然，并且在平时的使用中对制冷系统的运行状态做到及时了解、心中有数。
压缩机在正常运转时发出的只有轻微的振动声，阀片发出的声音是清晰均匀的嗒嗒嗒的声，而且压缩机的其它零部件不应该有敲击声和异常的杂音;而且油压表上显示的油压数值应该保持在正常范围内;又因为压缩机制冷时环境温度一般比压缩机的吸气温度低，因此压缩机表面会出现冷凝现象，可以看到压缩机上有时会有“结露结霜”现象。
操作工可以通过仔细观察制冷压缩机在运转时的状态和各个仪器仪表显示的压缩机实时数据对产生异常情况具体分析，确认是否发生液击。
1.通过声音进行辨别
在压缩机运行时可以通过声音来辨别，如不大确定也可以用把螺丝刀一头发在机体上，一头紧贴耳朵来听，要是在压缩机运行中，发现压缩机传出的沉闷声音，吸气阀片排气阀片发出的起落声音不是均匀的，气缸发出比较轻的敲击声，说明压缩机已经出现液击现象的苗头，如果出现异常的敲击声，即是压缩机液击声，说明在气缸中有液态制冷剂或冷冻机油进入，此时在压缩机传出的异常敲击或撞击声外，压缩机会有摇摆振动，说明可能发生液击了。
2.通过观察进行判断
在运行过程中，通过肉眼观察若发现：
（1）吸气排气温度下降比正常时下降快；
（2）冷冻机油的油位过高；（3）冷冻机油呈泡沫状态；（4）压缩机内部有敲击声传出来而且伴随着振动发生;（5）压缩机的外表面结霜严重，甚至连高压缸盖也出现结霜现象。
如果出现以上现象，那就意味着系统中气态制冷剂已经是气液混合了，已经进入了气缸，极有可能造成液击现象，要及时停机处理。
四.液击故障的现象
1.吸气阀片断裂
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往复式压缩机正常运行时，气体流动时产生的冲击力是均匀的打击在排气阀片上的。
液体的密度比气体大得多，因而液体产生的打击力也比气体大得多，能量也大，在吸气阀片上产生的冲击力不仅大而且冲击次数也多，强大的冲击力使吸气阀片迅速断裂，其破坏性是不言而喻的。
液击的特征之一是往复式压缩机中吸排气阀片的断裂。
2.连杆断裂
压缩机活塞在气缸内的行程时间非常短，而排气的过程会几倍的短暂。
压缩机气缸中制冷剂气体和液体的混合物要在非常短的时间内从排气阀处排出，产生的冲击力是很大的。
排气阀片和吸气阀片受到的冲击力是相同的，但是它们的结构不一样，排气阀片上因为有限位板和弹簧片支撑，受到冲击后不容易断裂。
这是和吸气阀片不相同的地方，但是如果受冲击严重时，阀片上的限位板也会因此出现变形翘起。
而一旦液体没有被活塞及时排出气缸，在活塞上方就会压缩液体，气体是可以被压缩的，但液体是不容易被压缩的，压缩时就像在直接撞击，所以有金属敲击声从压缩机缸盖中传出。
压缩机液击瞬间产生的压力具有非常大的破环性，除了一般比较常见的的连杆曲轴弯曲变形甚至断裂外，其他的主要压缩受力件也会有变形甚至损坏破裂。
但在检修压缩机时往往不被重视，弯曲或断裂的连杆在压缩机打开时很容易被发现，其它主要压缩受力件需要仔细查看才能发现是否有变形或损坏，如果不能发现将会为故障的再次发生埋下隐患。
3.电机烧毁
由于液击使阀片断裂，如果不严重，压缩机还是能带病运行的，由于声音不易听出，初期可能不太容易发现。
对于半封闭压缩机，断裂阀片的碎片可能会随在系统中随着冷冻机油和制冷剂流动，经过电机线圈时由于磁性作用聚集在绕组中，发生短路只是一个时间问题。
在往复式压缩机中的双级压缩机，一般在回气中带有冷冻机油，使压缩机的压缩过程如履薄冰，回液要还有，那就更加雪上加霜了，低压气缸内的吸排气阀片就很容易受冲击而破裂。
破碎的阀片在经过绕组时，由于绕组通电时有电磁感应产生磁性，很容易被电动机绕组吸住。
因此，在制冷活塞压缩机中双级压缩机比单级压缩机更容易出现电机短路而引起烧毁，而且电机烧毁后难以找到烧毁的真正原因。
五.液击的原因分析
1.回液
回液现象的出现是造成往复式压缩机出现液击现象的原因之一，回液是指往复式压缩机在运行中压缩机输出到蒸发器中的液态制冷剂不能完全蒸发变成气态制冷剂，然后通过吸气管回到压缩机内部的过程。
而对于小型制冷系统而言，如果制冷剂充注量过多，在运行时蒸发器蒸发又不充分，将会引起回液；在设计选型的时候膨胀阀型号和系统蒸发器蒸发量匹配不当；膨胀阀出现故障也有可能造成回液的发生。
回液如果进入压缩机气缸和冷冻机油混合将使冷冻机油粘性下降，必将加速活塞的磨损。
冷冻机油中如果有大量制冷剂将会使冷冻机油粘度下降，在磨擦面不能形成正常的油膜，致使运动零部件磨损。
显然，回液不但是会引起液
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击，还会因为冷冻机油粘度下降造成运转部件接触面的磨损。
将会使电机的额定负载和额定电流加大，时间久了将引起电机故障。
压缩机在刚开机和正常运转阶段，由于温度的不同，蒸发器与冷凝器的工况也不同，需要的制冷剂也不同，当蒸发器需要的制冷剂比较少时，多余的液态制冷剂将会储存在冷凝器及气液分离器中；在压缩机运转过程中，由于实际运行工况的不同也会导致压缩机的回液故障。
2.带液启动
压缩机停机后气态制冷剂一般聚集在系统温度最低的地方，然后冷凝变为液态制冷剂，压缩机的曲轴箱可能是温度最低处，制冷剂也就沉入冷冻机油底部。
在系统长时间不开机运行，压缩机又没有经过预热，在压缩机刚启动时，由于低压侧的吸气压力突然降低，液态制冷剂在冷冻机油中由于压力下降速度很快，使制冷剂和冷冻机油产生沸腾现象，产生泡沫，再被吸入压缩机吸气腔，就会造成液体压缩，由于液体不容易被压缩，液击就发生了，这时压缩机就会有异常的声音和振动等现象发生。
带液启动主要是有大量的制冷剂存在于冷冻机油当中，因为压缩机刚启动时吸气侧的压力突然降低，产生压力降从而使这些溶解在冷冻机油中的制冷剂突然产生沸腾现象，表现为冷冻机油中产生泡沫。
决定起泡时间的长短是由制冷剂在冷冻机油中的溶解量来决定的，当起泡现象发生时间过长时，就会在曲轴箱中充满大量的泡沫，此时在油位视镜中可以观察到。
泡沫一旦被吸入气缸，受到压缩后形成液滴就非常容易引起液击现象，由此可知这种情况下的液击只是发生在开机启动前没有经过预热的过程中。
通过以上分析可知，带液启动和回液不能混为一谈，它们两者具有很明显的差别。
回液是发生在压缩机运行当中，而压缩机冷启动时则容易发生带液启动，带液启动是由于压缩机在长时间停止运行后，再次开机前没有有没预热使曲轴箱中的液态制冷剂蒸发，具体表现为停机前蒸发器中的制冷剂以气体的形式进入压缩机内并被冷冻机油所吸收沉于冷冻机油内。
3.冷冻机油太多
往复式压缩机通常都在曲轴箱位置都配有视液镜，可以观察油位的高低，如果通过肉眼观察发现油位高于视镜的范围，就表示油量过多，将会使油位超过警戒线接触到运动部件，运动部件就可能快速多次的撞击油面，引起冷冻机油被吸入压缩机吸气管路，带入气缸，就可能引起液击的发生，也就是油击。
4.设计时参数选择不当或使用不当
有时候经常压缩机发生液击现象可能是因为设计阶段就设计失误，压缩机的制冷量与蒸发器蒸发面积不匹配，也是引起液击的原因之一。
另外在压缩机刚启动运行时，节流阀开度过大，压缩机的吸气阀门开得过快，也会引起液击。
5.制冷剂充注方式方法不正确
在压缩机运行中补充制冷剂时，应当从从指定的充入口充入制冷剂。
运转中补充制冷剂如果从压缩机低压处加入，制冷剂一定要以气态的形式加入；如果在低压吸气口以液态加入会大大加大液击的可能性。
制冷剂充入时应按额定充注量、按照压缩机及制冷系统的实际运行状况来判断制冷剂是否缺少，制冷剂充入量过多，会造成冷冻机油的稀释，引起液击问题，从而造成压缩机一系列的故障。
六.预防与处理对策
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液击现象的发生，说明了整个制冷系统在设计阶段、安装调试阶段和平时的使用过程中存在着一些问题没有被发现并及时解决，需要操作人员和维修保养人员了解系统的实际情况并经常在平时仔细观察压缩机仪器仪表显示的实际参数，做到有的放矢，找出引起液击发生的真正原因，并及时修理，才能避免同一液击现象的发生。
1.改善压缩机冷冻机油的回油途径
通过技术改造，改变压缩机回油路径，可以减缓冷冻机油的起泡程度。
通过在压缩机曲轴箱和电机腔之间的通道上增加回油泵的方法，压缩机在停机后，回油泵可以阻断冷冻机油的通路，使制冷剂无法回到曲轴腔。
2.增加设备，使制冷剂气体和液体分离
在压缩机吸气侧的回气管路上安装匹配的气液分离器，并保证其有效容积能够容纳制冷剂总充注量的60%以上，这样可以使制冷剂气液混合在进入低压吸气口使分离出来，保证进入压缩机的是气态制冷剂。
3.设计合理的过度
在设计时就选用合理的过热度，让制冷量和蒸发器相匹配，使制冷剂可以在蒸发器内完全蒸发，使制冷剂气液混合在进入低压吸气口使分离出来，保证进入压缩机的是气态制冷剂。
4.安装曲轴箱加热器
停机时间已经很长的压缩机，冷冻机油中的制冷剂没有完全蒸发出来前最好不要直接开机启动，启动前需要提前用电加热器对冷冻机油进行加热，使沉在冷冻机油底部的制冷剂蒸发出来，减少液态制冷剂的形成，从而消除或减少带液启动现象。
使用曲轴箱电加热器可以有效防止带液启动。
如果短时间停机，维持电加热器通电，可以持续给冷冻机油加热，温度略高于系统其它部位，制冷剂不会溶于冷冻机油或沉入冷冻机油底部。
长时间停机不用后，开机前需要通电电加热，加热冷冻油，可以使大部分制冷剂受热从冷冻机油中蒸发掉，这样可以大大减小带液启动时发生液击的可能性。
5.抽空停机
对于比较大型的制冷系统，开机前使用电机热预热如果时间上有问题，可以在停机前使用压缩机来抽空蒸发器中液态制冷剂，保持于冷凝器或储液器中，再次使用前放出冷凝器或储液器中的制冷剂即可，这是避免液击的有效措施之一。
对于操作工操作不当而形成的液击现象，根据不同的压缩机类型情况，查明原因具体情况具体处理。
。
6.在制冷系统使用过程中，特别要解决回油不好或油分离器的问题，注意化霜后冷冻机油突然大量返回压缩机可能造成的液击现象，在维护压缩机时不能盲目的补充冷冻机油和制冷剂，应当全面的分析故障，是哪种原因引起液击，再进行维护。
七.结束语
液击现象是往复式压缩机在正常运转中非常容易发生的压缩机故障之一，说明制冷系统在操作的过程中存在一定的问题，需要引起我们操作工于设备维修保养人员的重视，要根据现场实际情况，有针对的加以解决，才能能够减少
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压缩机的故障与事故，继而提高设备完好率，减低设备的故障率，为提高生产率和生产效益提供可靠的保障。
感谢词
从开始写作至论文最终定稿，总共花费了我三个月以来所有的业余时间，虽说在繁忙的工作之余要完成这样一篇论文的确不是一件很轻松的事情，但我内心深处却满含深深的感激之情。
感谢江南大学网络教育学院为我们提供的这次学习机会，感谢我的指导老师卢学玉教授，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。
感谢机械制造与自动化专业所有的任课老师，是你们让我能够静静地坐下来，在知识的海洋里吸取更多的营养，从而能够为自己进一步的加油充电。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入选择课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!
最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!
通过论文的撰写，使我能够等系统、全面的学习有关机械制造与自动化专业的前沿理论知识，并得以借鉴众多专家学者的宝贵经验，这对于我今后的工作和我为之服务的企业，无疑是不可多得的宝贵财富。
由于本理论水平比较有限，论文中的有些观点以及对企业实力的归纳和阐述难免有疏漏和不足的地方，欢迎老师和专家们指正。
参考文献
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《大型制冷系统中“液击”现象浅析》，《中国制冷学会第十七次团体会员大会暨第五届全国食品冷藏链大会论文集》，2004年第133-138页。
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屈明辉，喻俊等.《一例制冷压缩机液击故障分析》，
《压缩机技术》，2006年第5期第43-45页。
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《美国谷轮公司压缩机应用技术讲座第十四讲压缩机常见故障分析
（2）——液击》，《制冷技术》，2004年第3期第43-45页。
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