壓縮機(jī)開(kāi)題報(bào)告范例

1.1選題背景在過(guò)去的2009年里，下半年經(jīng)濟(jì)增速已經(jīng)逐季回升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在中國(guó)壓縮機(jī)械制造行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)近四百余家。對(duì)于2009年行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，各企業(yè)都做出了進(jìn)一步調(diào)整，壓縮機(jī)產(chǎn)量逐月上漲。金融危機(jī)讓部分企業(yè)原有產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)逐步喪失，而科技創(chuàng)新才是企業(yè)發(fā)展的必由之路，這必將開(kāi)啟壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展的新篇章。從各方面數(shù)據(jù)分析來(lái)看，行業(yè)恢復(fù)了平穩(wěn)的發(fā)展并正在加快發(fā)展步伐，以期達(dá)到或趕超往年同期水平的目標(biāo)。觀察過(guò)去一年的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，各壓縮機(jī)企業(yè)變化較大，無(wú)論是從銷(xiāo)售渠道還是企業(yè)內(nèi)部管理都進(jìn)行了改革，這也是各壓縮機(jī)企業(yè)迅速恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要原因［1］。由于人民生水平的提高和電力供應(yīng)能力的加大，國(guó)內(nèi)空調(diào)市場(chǎng)的需求量迅速增加，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)房間空調(diào)器的出貨量，2001年為1480萬(wàn)套2002年為1592萬(wàn)套，2003年為1980萬(wàn)套。而出口量也在飛速增長(zhǎng)，2003年達(dá)到1500萬(wàn)套?？照{(diào)品種和數(shù)量的增加，必然要求相配套的空調(diào)用壓縮機(jī)的品種和產(chǎn)量的增加，現(xiàn)在，各空調(diào)用壓縮機(jī)廠都在不斷增加產(chǎn)量。同時(shí)，壓縮機(jī)的進(jìn)出口也呈上漲趨勢(shì)。2003年出口49455臺(tái)壓縮機(jī)及配件，創(chuàng)匯21773萬(wàn)元人民幣。而2004年上半年就創(chuàng)匯41941萬(wàn)元人民幣，同比增長(zhǎng)了3倍，與此同時(shí)，進(jìn)口壓縮機(jī)還是集中在技術(shù)含量高，單價(jià)昂貴的一些大型壓縮機(jī)及其零部件上。如此大的市場(chǎng)需求使我國(guó)壓縮機(jī)的發(fā)展前途十分光明。1.2研究意義半封閉活塞式壓縮機(jī)具有很多其它壓縮機(jī)所不具備的優(yōu)點(diǎn)：1、 轉(zhuǎn)數(shù)高、體積小、重量輕、效率高、占地面積小。2、 零部件互換性強(qiáng)，維護(hù)修理方便。3、 設(shè)有能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于調(diào)節(jié)冷量，且啟動(dòng)方便，可無(wú)負(fù)荷啟動(dòng)，節(jié)省電力。4、 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，震動(dòng)力小，適于安靜的場(chǎng)所。5、 裝有裝放油三通閥，可在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中加油。目前壓縮機(jī)在各行各業(yè)都有較廣泛的應(yīng)用，而且各種高性能的機(jī)種在很多行業(yè)的需求都在增加。同時(shí)，壓縮機(jī)的節(jié)能功效，在惡劣條件下的工作狀況，以及適應(yīng)新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題都是迫在眉睫，急待解決。通過(guò)對(duì)以上方面的研究，可以對(duì)整個(gè)工業(yè)行業(yè)的發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。以下是具體行業(yè)中壓縮機(jī)的可發(fā)展的潛在方向：就制冷行業(yè)而言：據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，中央空調(diào)系統(tǒng)的全年能耗占整個(gè)建筑物總能耗的40%至60%，因此空調(diào)節(jié)能是空調(diào)行業(yè)永恒的課題;而家庭使用的電冰箱更是CFCs工質(zhì)替代首先沖擊的目標(biāo)。如何提高制冷機(jī)的能源效益是制冷界最緊迫的課題之一。眾所周知，要提高家用制冷機(jī)的能源效益不僅要改善制冷工質(zhì)的熱力特性及適用性能,還可以通過(guò)改善壓縮機(jī)性能來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閴嚎s機(jī)的性能優(yōu)劣是制冷機(jī)整機(jī)性能優(yōu)劣的決定因素，而壓縮機(jī)的性能試驗(yàn)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制中起著關(guān)鍵性作用。制冷壓縮機(jī)在汽車(chē)行業(yè)中同樣具有巨大的市場(chǎng)潛力：隨著國(guó)人生活水平的提高和我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的飛速發(fā)展，與汽車(chē)相配套的制冷壓縮機(jī)也將有快速擴(kuò)展的市場(chǎng)。而對(duì)半封閉壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工況的研究將有助于優(yōu)化壓縮機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為相關(guān)往復(fù)式壓縮機(jī)的研究提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在核能產(chǎn)業(yè)方面：許多重大規(guī)劃項(xiàng)目如“十一?五”期間要加快核電的發(fā)展，這無(wú)疑也給壓縮機(jī)行業(yè)提供了巨大的商機(jī)。在石化，冶金等行業(yè)對(duì)壓縮機(jī)的需要也成幾何上升趨勢(shì)。對(duì)壓縮機(jī)的研究必然也將引起制冷劑的問(wèn)題，目前制冷行業(yè)所遇到的有三個(gè)主要問(wèn)題。首當(dāng)其沖的是如何實(shí)現(xiàn)CFCs和HCFCs的替代，以免大氣臭氧層繼續(xù)遭受破壞。可以這樣說(shuō)，這個(gè)替代問(wèn)題是近幾十年來(lái)比以往任何時(shí)候?qū)χ评淇照{(diào)工業(yè)產(chǎn)生最大影響和變化的大事。第二個(gè)十分重要的挑戰(zhàn)是要求進(jìn)一步提高設(shè)備和系統(tǒng)的效率以減少能源消耗。這個(gè)需要在1970年石油危機(jī)時(shí)首次變得尖銳起來(lái)，而今進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)這個(gè)迫切需要是由于對(duì)全球氣候變暖現(xiàn)象的關(guān)注所導(dǎo)致。同時(shí)電冰箱的節(jié)能問(wèn)題也越來(lái)越成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，單位制冷量的能耗已經(jīng)成為衡量制冷裝置性能的一個(gè)重要指標(biāo)，其中壓縮機(jī)的功效和能耗將直接影響到制冷系統(tǒng)的能量損耗問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行研究并改進(jìn)可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。可以看到，研究壓縮機(jī)的意義是重大的，前景更是極其喜人⑵。1.2.1發(fā)展形勢(shì)及技術(shù)展望制冷技術(shù)自19世紀(jì)中后期發(fā)展以來(lái)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展起始于20世紀(jì)50年代，從最初消化吸收生產(chǎn)的活塞式壓縮機(jī)到60年代自行設(shè)計(jì)制造多種類(lèi)型和規(guī)格的制冷產(chǎn)品，使我國(guó)的制冷技術(shù)前進(jìn)了一大步。近年來(lái)，國(guó)外大公司紛紛進(jìn)入中國(guó)，或與中國(guó)企業(yè)合資，或獨(dú)資，使得中國(guó)制冷行業(yè)出現(xiàn)空前的繁榮，同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，自1999年至2001年連續(xù)三年，中國(guó)的制冷產(chǎn)品的產(chǎn)銷(xiāo)量不斷攀升，各生產(chǎn)企業(yè)各盡其能，使現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備發(fā)揮到極佳狀態(tài)無(wú)論是面對(duì)用戶(hù)的終端產(chǎn)品，還是與之配套的中間產(chǎn)品，各生產(chǎn)企業(yè)都深感今天的形勢(shì)不是永恒的，要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，立足之本在于技術(shù)的不斷進(jìn)步。由于制冷行業(yè)的技術(shù)不涉及國(guó)家安全和尖端的技術(shù)，因此，發(fā)達(dá)國(guó)家的大公司在技術(shù)上沒(méi)有任何必要來(lái)封鎖中國(guó)，它們都拿出自己最先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)參與競(jìng)爭(zhēng)，搶占市場(chǎng)，從而大大促進(jìn)了制冷技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)品水平的提高，使得中國(guó)制冷產(chǎn)品與國(guó)際同步發(fā)展。國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)也借此大好時(shí)機(jī)，在消化吸收的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立自己的品牌，建立自己的研究開(kāi)發(fā)中心，為企業(yè)的后續(xù)發(fā)展提供先進(jìn)的技術(shù)，如國(guó)內(nèi)的海爾、春蘭、慶安等均建立了自己的設(shè)計(jì)研究院。在各種類(lèi)型的壓縮機(jī)中，活塞壓縮機(jī)是問(wèn)世最早、至今還為世界各國(guó)廣為應(yīng)用的一種機(jī)型?，F(xiàn)已發(fā)展到相當(dāng)完善的程度。我國(guó)活塞式壓縮機(jī)也有數(shù)十年的發(fā)展史。從世界范圍看，活塞式壓縮機(jī)發(fā)展歷史悠久，具有豐富的設(shè)計(jì)、研究、制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，至今在各個(gè)領(lǐng)域中依然被廣泛應(yīng)用、發(fā)展著。同時(shí)，制冷壓縮機(jī)的持續(xù)進(jìn)步還反映在其種類(lèi)的多樣化：離心式、螺桿式、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式、渦旋式等都在被卓有成效地開(kāi)發(fā)。但是，在中小冷量范圍內(nèi)，仍以活塞式壓縮機(jī)為主（據(jù)統(tǒng)計(jì)，在100瓦一7.5千瓦的小型封閉式壓縮機(jī)中，活塞式占75%）；而且，隨著壓縮機(jī)本身可靠性和耐久性不斷提高和壓縮機(jī)緊湊輕量化的追求，高速活塞式壓縮機(jī)的發(fā)展是很自然的。使用直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的新一代制冷壓縮機(jī)不存在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及格電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊本€(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、效率高、壽命長(zhǎng)、可以輕松實(shí)現(xiàn)高速驅(qū)動(dòng)⑵。2010年，是壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展的新起點(diǎn)，預(yù)計(jì)行業(yè)未來(lái)呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢(shì)。首先是結(jié)構(gòu)調(diào)整將有重大突破。當(dāng)前我國(guó)壓縮機(jī)行業(yè)存在一系列深層次的結(jié)構(gòu)性矛盾，包括總體產(chǎn)能過(guò)剩，低水平產(chǎn)能比重過(guò)大；企業(yè)規(guī)模小而且分散，產(chǎn)業(yè)集中度低；生產(chǎn)力布局不合理現(xiàn)象依然存在；企業(yè)節(jié)能減排的任務(wù)重；科技創(chuàng)新能力不強(qiáng)；資源控制力不強(qiáng)，保障體系建設(shè)滯后等。這些深層次的結(jié)構(gòu)性矛盾，決定了2010年壓縮機(jī)行業(yè)必須下大力量，突出抓好結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，認(rèn)真解決影響壓縮機(jī)行業(yè)發(fā)展的重大問(wèn)題。第二，行業(yè)內(nèi)要大力推動(dòng)共性技術(shù)研究開(kāi)發(fā)，掌握核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。當(dāng)前，壓縮機(jī)行業(yè)共性技術(shù)的科研經(jīng)費(fèi)投入不足，研究開(kāi)發(fā)力量薄弱。2010年，各企業(yè)應(yīng)加大在我國(guó)重點(diǎn)培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備研發(fā)力量?？梢杂杏?jì)劃、有步驟地加強(qiáng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究中心、行業(yè)科研院所等共性技術(shù)研究開(kāi)發(fā)平臺(tái)的建設(shè)，重點(diǎn)支持原創(chuàng)性技術(shù)、共性技術(shù)及戰(zhàn)略性關(guān)鍵技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，并培養(yǎng)一支既精通基礎(chǔ)技術(shù)又熟悉行業(yè)技術(shù)的高科技人才隊(duì)伍，努力掌握核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和重要產(chǎn)品的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。第三，進(jìn)入加快發(fā)展制造服務(wù)業(yè)階段。當(dāng)前，壓縮機(jī)行業(yè)存在一些不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的缺陷，如缺少高端技術(shù)，企業(yè)規(guī)模偏小等。面臨這些問(wèn)題和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，壓縮機(jī)企業(yè)極需提高自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力，轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式。在制造過(guò)程中重視服務(wù)，從市場(chǎng)調(diào)研、售后，直到產(chǎn)品報(bào)廢回收，努力為客戶(hù)提供以知識(shí)密集、附加值高為特征的服務(wù)項(xiàng)目，則是壓縮機(jī)企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容?，F(xiàn)代服務(wù)業(yè)大部分是以人力資本和知識(shí)資本作為其主要投入，這對(duì)壓縮機(jī)企業(yè)在解決發(fā)展、升級(jí)問(wèn)題的同時(shí)，提升競(jìng)爭(zhēng)力也具有重要支撐作用。1.3文獻(xiàn)綜述1.3.1制冷劑的選用聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署于1995年底作出決議，要求發(fā)達(dá)國(guó)家與2020年停止使用HCFC（含氟利昂非環(huán)保制冷劑），維修使用至2030年，發(fā)展中國(guó)家于2016年凍結(jié)2015年消費(fèi)量，2040年全部停止使用。因此，我國(guó)距離停止使用HCFC為期不遠(yuǎn)了，研究尋求合適的替代品已是刻不容緩。目前普遍認(rèn)為用于家用空調(diào)器比較接近R22性能的有R407C、R410A和R404A。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新型制冷劑的研發(fā)速度也是大大加快，R417A、R420A、R421A等繼R407C、R410A之后的第三代環(huán)保制冷劑也已經(jīng)問(wèn)世，相繼會(huì)在一些廠家的高端產(chǎn)品上得到使用。但是，新型制冷劑生產(chǎn)工藝核心專(zhuān)利還是掌握在霍尼韋爾、杜邦等跨國(guó)化學(xué)巨頭的手中。雖然第三代環(huán)保制冷劑已經(jīng)面世，但家用空調(diào)器在替代使用上，綜合各種因素還是普遍選擇R134a，氟利昂134A是一種新型制冷劑，屬于氫氟烴類(lèi)（簡(jiǎn)稱(chēng)HFC）。它的熱工性能接近R12（CFC12），破壞臭氧層潛能值ODP為0，但溫室效應(yīng)潛WGP1300，現(xiàn)被用于冰箱、冰柜和汽車(chē)空調(diào)等系統(tǒng)，以代替R12。它比R12的優(yōu)越性在于以下幾個(gè)方面：1、 R134a不含氯原子，對(duì)大氣臭氧層不起破壞作用；2、 R134a具有良好的安全性能（不易燃，不爆炸，無(wú)毒，無(wú)剌激性無(wú)腐性）；3、 R134a的傳熱性能比較接近，所以制冷系統(tǒng)的改型比較容易；4、 R134a的傳熱性能比R12好，因此制冷劑的用量可大大減少。1.3.2潤(rùn)滑油、效率①潤(rùn)滑油對(duì)制冷壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑油是最重要的要素之一。雖然潤(rùn)滑油對(duì)壓縮機(jī)磨損件的潤(rùn)滑有重要的作用，但它的性能與制冷劑有密不可分的關(guān)系。若潤(rùn)滑油與制冷劑不互溶，則需裝油分離器，例如對(duì)于氨系統(tǒng)：如果可溶，則從排氣管排出的油與制冷劑經(jīng)過(guò)循環(huán)后必須返回壓縮機(jī)。不同于CFC與HCFC，HFC不與礦物質(zhì)潤(rùn)滑油互溶。許多制冷與空調(diào)制造商以及潤(rùn)滑油制造商，一直都在研究理想潤(rùn)滑油或加入其它成分的潤(rùn)滑油。②能源效率這是一個(gè)制冷與空調(diào)制造商必須長(zhǎng)久對(duì)付的課題。如今對(duì)小型家用空調(diào)器及家用冰箱，影響壓縮機(jī)效率最大的是電動(dòng)整流式(ECMS)電動(dòng)機(jī)。在變頻技術(shù)出現(xiàn)時(shí)，交流感應(yīng)電機(jī)是主流。近年來(lái)為了確保高效，直流無(wú)刷式電機(jī)被普遍采用，通過(guò)熱發(fā)電不僅可以減少熱負(fù)荷，而且還可以減少輸入功率。提高了壓縮機(jī)的效率并不是唯一的提高整機(jī)效率的方法，制冷與空調(diào)設(shè)備的效率很大程度還受熱交換器效率高低的影響，也與制冷劑充灌的種類(lèi)與數(shù)量有關(guān)［3］。1.3.3氣閥氣閥是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)中的重要部件，也是易損壞的部件之一。它的好壞直接影響壓縮機(jī)的排氣量、功率消耗及運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，目前壓縮機(jī)正向高速方向發(fā)展,而限制轉(zhuǎn)速提高的關(guān)鍵問(wèn)題之一就是氣閥。從氣閥工作原理來(lái)看，氣閥工作性能將直接影響壓縮機(jī)氣缸的工作，因此，對(duì)氣閥有如下要求：阻力損失小。氣閥阻力損失大小與氣流的閥隙速度及彈簧力大小有關(guān)。氣速越高，能量損失越大;彈簧力過(guò)大，阻力損失也大,其大小按氣閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律的合理性準(zhǔn)則設(shè)計(jì)確定。氣閥關(guān)閉及時(shí)、迅速，關(guān)閉時(shí)不漏氣,以提高機(jī)器的效率,延長(zhǎng)使用期。壽命長(zhǎng)、工作可靠。限制氣閥壽命的主要因素是閥片及彈簧質(zhì)量,一般對(duì)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)，希望壽命達(dá)8000小時(shí)以上;對(duì)移動(dòng)式、短期或間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)，要求可稍低些。形成的余隙容積要小。(5)噪聲小。此外，還要求氣閥裝配、安裝、維修方便,加工容易等。根據(jù)某些關(guān)于氣閥的研究文獻(xiàn)可以看出，閥片對(duì)升程限制器或閥座的沖擊力的大小與以下諸因素有關(guān)：閥片質(zhì)量大時(shí)，沖擊力大。故閥片質(zhì)量輕對(duì)減小沖擊力是有好處的。也可以看出用增加閥片厚度的辦法來(lái)減少閥片中的應(yīng)力并不一定能得到預(yù)期效果。目前壓縮機(jī)中的氣閥多采用多環(huán)窄通道氣閥，閥片質(zhì)量較輕,沖擊力將減少,這是有利的。轉(zhuǎn)速n增加時(shí)沖擊力增大，且沖擊頻率也增加，閥片壽命將縮短。氣閥的彈簧過(guò)軟或者由于膠著等原因，使氣閥延遲關(guān)閉,沖擊力特別大，氣閥易損壞。為了提高壽命需要加大彈簧力，但彈簧力過(guò)大也不太合適，因?yàn)榇藭r(shí)不但會(huì)加大氣流通過(guò)氣閥的阻力損失，而且還因氣閥兩邊的壓力差不足以克服彈簧力，使閥片不能一直貼合在升程限制器上而產(chǎn)生振蕩造成總的阻力損失增加。因此為克服這一矛盾的影響，選用變剛性彈簧是比較理想的，即彈簧力在氣閥剛開(kāi)啟階段較軟，以后迅速變硬,以減少氣閥對(duì)升程限制器的沖擊;關(guān)閉時(shí)，開(kāi)始很迅速，后來(lái)彈簧力迅速變小，可以減少對(duì)閥座的沖擊。升程h大時(shí)，沖擊力大。因此升程不宜取得過(guò)高。但升程過(guò)小，氣閥阻力會(huì)增加。因此，在兼顧不致使氣閥阻力過(guò)大的情況下，力求升程值小些。從氣閥運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)圖中可以看出,閥片對(duì)升程限制器的沖擊速度大于對(duì)閥座的沖擊速度,但前者支承面積較大，而后者的支承面積僅僅是閥片與閥座的狹窄的密封周邊，故對(duì)閥座的沖擊應(yīng)力仍然較大，這也是它易于損壞的主要原因之一。此外,從壓縮工作循環(huán)過(guò)程來(lái)看，由于膨脹過(guò)程中壓力下降比壓縮時(shí)壓力上升來(lái)得快,因此,排出閥關(guān)閉不及時(shí)所造成的影響將會(huì)更嚴(yán)重一些。為此，排出閥上配備的彈簧剛性應(yīng)比吸入閥的彈簧剛性大些。氣閥彈簧的失效形式：我們從壓縮機(jī)使用過(guò)的閥簧中可以得到，大多數(shù)的閥彈簧端圈已經(jīng)磨得發(fā)亮，其中不少閥端部磨平圈長(zhǎng)度已經(jīng)減少，許多彈簧外圍已經(jīng)磨出了光亮的棱。松弛變形，有些彈簧的節(jié)距已經(jīng)不等，尤其在靠近端圈的幾圈，節(jié)距明顯變大，剛度下降，自由高度恢復(fù)不到原來(lái)的高度。閥彈簧碎斷。氣閥彈簧對(duì)閥片壽命的影響：彈簧失效是導(dǎo)致閥片斷裂的主要原因之一。根據(jù)壓縮機(jī)氣閥失效的調(diào)查統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)在有閥片斷裂的氣閥中，幾乎都存在失效的彈簧,彈簧有斷裂,也有松弛變形,檢修過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)有些閥片未損壞而彈簧有幾個(gè)已經(jīng)碎斷。至于閥片損壞而彈簧未損壞的卻極少見(jiàn)。由此可見(jiàn)，彈簧往往先于閥片失效，由于彈簧本身的質(zhì)量或某些工藝用壓縮機(jī)，由于工藝條件的限制，在個(gè)別級(jí)的壓力比較高，造成排氣溫度過(guò)高,彈簧在較高溫度下長(zhǎng)期工作，在交變載荷作用下,彈簧由彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形,使強(qiáng)度降低或產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象，使彈簧斷裂、長(zhǎng)度減少、彈力下降。由于彈簧的失效，閥片受力不均勻、產(chǎn)生附加彎矩，運(yùn)動(dòng)規(guī)律受到嚴(yán)重的影響，閥片的開(kāi)啟和關(guān)閉不靈活,加大了對(duì)升程限制器、閥座的撞擊力，彈簧的斷裂還會(huì)使閥片帶來(lái)刻痕，加速閥片失效,最后導(dǎo)致閥片斷裂。壓縮介質(zhì)的腐蝕對(duì)閥片壽命的影響：壓縮機(jī)的工作介質(zhì)一般都具有腐蝕性，如含h2o、co2等使閥片的材料疲勞極限顯著降低。同時(shí)氣流以較高的速度沖刷閥片容易造成閥片表面組織破壞，產(chǎn)生腐蝕，出現(xiàn)麻點(diǎn)或凹坑。另外，由于壓縮機(jī)的壓縮介質(zhì)都有一定的濕度，特別是油水分離器效果下降時(shí)，分離不凈的潤(rùn)滑油和壓縮氣體經(jīng)冷卻器后析出的水分混合在氣體中，當(dāng)隨氣體流過(guò)氣閥時(shí),有一部分貼附在閥座密封口、閥片和升程限制器等零件表面形成液膜，液膜所產(chǎn)生的附著力阻礙閥片的運(yùn)動(dòng),引起閥片滯后開(kāi)啟、關(guān)閉、增大氣流頂推力，當(dāng)油水含量越多,附著力越大,對(duì)閥片的運(yùn)動(dòng)規(guī)律影響也越大，嚴(yán)重影響氣閥閥片的使用壽命。當(dāng)氣體凈化效果不好時(shí),更容易造成閥片頻繁損壞，嚴(yán)重時(shí)壽命只有200h。改進(jìn)措施：在實(shí)際工況下，氣閥彈簧力不適當(dāng)，使閥片顫振或延遲關(guān)閉，造成閥片在工作時(shí)撞擊過(guò)于嚴(yán)重是閥片損壞的主要原因之一。按實(shí)際工況重新對(duì)閥彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)彈簧剛度、彈簧力都進(jìn)行了調(diào)整,使改進(jìn)后閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律趨于合理。加強(qiáng)閥片、彈簧的質(zhì)量。經(jīng)拆檢和對(duì)新閥片、彈簧性能檢查。一般情況下，彈簧硬度普遍過(guò)大、閥片翹曲度超標(biāo)。對(duì)此嚴(yán)格按技術(shù)要求予以糾正。并對(duì)彈簧提出表面強(qiáng)化和松弛處理，提高彈簧、閥片的疲勞壽命。同負(fù)荷下的運(yùn)行考驗(yàn),工作狀態(tài)理想，在閥前壓力不足120kPa的情況下均能滿(mǎn)足工藝要求的流通量。依據(jù)氣閥的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及設(shè)備的實(shí)際狀況，選擇更科學(xué)的氣閥結(jié)構(gòu)，盡量提高氣閥的使用壽命。加強(qiáng)工藝管理,嚴(yán)格控制溫度、壓力指標(biāo)，穩(wěn)定工況，防止帶油帶水。從以上分析可看出，在實(shí)際工況中，壓縮機(jī)氣閥的主要易損部件是閥片和閥簧。當(dāng)壓縮機(jī)的容積流量下降幅度較大時(shí)，主要原因很可能是壓縮機(jī)氣閥總的有效流通面積過(guò)小以及氣閥彈簧力嚴(yán)重不匹配。因此，在壓縮機(jī)氣閥設(shè)計(jì)或改造時(shí),我們必須選用合適的材料，并應(yīng)保證氣閥有足夠的總的有效流通面積及合適的彈簧力囹。1.3.4活塞式壓縮機(jī)運(yùn)行性能的改進(jìn)制冷壓縮機(jī)是制冷機(jī)的心臟，對(duì)制冷壓縮機(jī)性能的提高和改善，將顯著提高制冷機(jī)整機(jī)的能效比。因此，如何根據(jù)各種制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)和實(shí)際運(yùn)行條件，完善的設(shè)計(jì)和合理的使用制冷壓縮機(jī)，已成為設(shè)計(jì)人員和用戶(hù)考慮的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度，應(yīng)從結(jié)構(gòu)上減少各方面的損失，以提高壓縮機(jī)的效率；從產(chǎn)品使用角度，應(yīng)選擇最合理的工況條件，以保證壓縮機(jī)能在效率最高的設(shè)計(jì)點(diǎn)運(yùn)行。此外，還應(yīng)該選擇最合適的能量調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)最佳匹配和節(jié)能。（一） 活塞式壓縮機(jī)的節(jié)能活塞式壓縮機(jī)具有適應(yīng)較寬的能量范圍、熱效率高和造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多、對(duì)濕行程敏感、振動(dòng)大和運(yùn)行平穩(wěn)性較差。分析其節(jié)能方法，可以從一下幾方面進(jìn)行：（1） 減少消耗與壓縮氣體能量的途徑：增大氣閥流通面積；選擇最佳的氣閥彈簧；減小相對(duì)余隙容積；增大吸排氣腔容積以減少氣流脈動(dòng)。（2） 減少消耗與克服運(yùn)動(dòng)零件摩擦功率的途徑：活塞及活塞環(huán)之間為往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦，所占摩擦功率比例較大。因此，減少這些零件之間的摩擦，具有明顯的節(jié)能效果。首先應(yīng)該確定最佳的活塞環(huán)數(shù)，活塞環(huán)數(shù)越多摩擦功率越大，但有利于減少氣體的泄露，所以需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，找出最佳結(jié)果；其次是合理設(shè)計(jì)活塞環(huán)的斷面形狀、活塞環(huán)額高度和寬度的比值以及倒角的形狀；第三是配合尺寸、表面光潔度以及潤(rùn)滑的確定。減少消耗與克服電動(dòng)機(jī)各種損失［5］。（二） 往復(fù)式壓縮機(jī)脈沖的影響往復(fù)式壓縮機(jī)的工作特點(diǎn)是活塞在汽缸中進(jìn)行周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致吸排氣呈間歇性和周期性，管內(nèi)氣體呈脈動(dòng)狀態(tài)。劇烈振動(dòng)可能導(dǎo)致管道破壞。引起管道發(fā)生劇烈振動(dòng)的主要原因有兩方面：一是氣體壓力脈動(dòng)過(guò)大，導(dǎo)致激振力過(guò)大；另一個(gè)原因則是管道發(fā)生結(jié)構(gòu)（機(jī)構(gòu)）共振。減振措施：（1） 設(shè)置緩沖器由于壓縮機(jī)的工作過(guò)程具有周期性和間歇性。就拿排氣管為例來(lái)說(shuō)：壓縮機(jī)大約在1/4曲柄轉(zhuǎn)角內(nèi)，向排氣管排氣一次。在這過(guò)程中，一股動(dòng)能很大的氣體就注入管道。如果我們?cè)谂艢饪诟浇O(shè)置一容積足夠大的緩沖器，則緩沖器就會(huì)吸收一部分動(dòng)能，儲(chǔ)藏于自身，形成勢(shì)能。然后，在其余3/4轉(zhuǎn)內(nèi)，再?gòu)娜萜靼阉鶅?chǔ)的能量釋放出來(lái)。通過(guò)能量的這一轉(zhuǎn)換，緩沖器就起到了緩沖作用，把壓力脈動(dòng)的峰值削平了許多。（2） 管道布置對(duì)于住復(fù)式壓縮機(jī)的管道，在進(jìn)行管道布置的應(yīng)盡量沿地面鋪設(shè)。這樣有利于管道支撐一旦在機(jī)器運(yùn)行時(shí)發(fā)生管道振動(dòng)問(wèn)題，也比較容易進(jìn)一步設(shè)置支架和采取減振措施。在進(jìn)行管道布置時(shí)還應(yīng)盡量減少?gòu)濐^的數(shù)量，以減小激振力的作用。（3） 支架住復(fù)式壓縮機(jī)的支架應(yīng)采用防振管卡或固定支架，不能采用簡(jiǎn)單支托，更不能采用吊架。為了增大管卡與管道之間的接觸面積，并且在管卡與管道之間應(yīng)襯以石棉橡膠墊。如果采用帶有管托的防振管卡，則管托應(yīng)與其生根部位焊接，不能簡(jiǎn)單放置。防振支架宜設(shè)獨(dú)立基礎(chǔ)，盡量避免生根在壓縮機(jī)基礎(chǔ)和廠房的梁柱上；防振支架的結(jié)構(gòu)和支架的生根部分應(yīng)具有足夠的剛度；防振支架的間距和位置應(yīng)經(jīng)過(guò)管系固有頻率分析后確定。管系固有頻率分析為防止管道產(chǎn)生機(jī)械共振，設(shè)計(jì)管路時(shí)，須進(jìn)行管系固有頻率的計(jì)算，通過(guò)調(diào)整管道系統(tǒng)的固有頻率使其避開(kāi)機(jī)器的激振頻率，從而避開(kāi)共振。一般宜將管系的固有頻率控制在機(jī)器激振頻率的1.2倍以上。固有頻率與系統(tǒng)的剛度有直接關(guān)系，剛度越大固有頻率越高，因此管系固有頻率的調(diào)整主要通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)剛度來(lái)完成。減少?gòu)濐^個(gè)數(shù)、增大管徑和壁厚、增設(shè)支架，都將使管系剛度增大。活塞式壓縮機(jī)管道的振動(dòng)通常有兩種情況:一種是由于機(jī)器的動(dòng)力平衡性能不好或基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不良所引起的;另一種是由氣流脈動(dòng)所引起的。前者的振動(dòng)只發(fā)生在機(jī)器附近的管道，而后者則可以傳至很遠(yuǎn)。實(shí)踐證明，壓縮機(jī)管路的振動(dòng)主要是由于氣流脈動(dòng)引起的。對(duì)于活塞式壓縮機(jī)管道通常把管道結(jié)構(gòu)本身和管道內(nèi)部氣流看成獨(dú)立的兩個(gè)系統(tǒng)，它們均有各自的固有頻率。當(dāng)它們的固有頻率與壓縮機(jī)的激發(fā)頻率相等或相近時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)［6］。控制和降低壓縮機(jī)噪聲的措施在壓縮機(jī)進(jìn)、排氣口設(shè)置進(jìn)、排氣消聲器，可以降低氣流產(chǎn)生的噪聲。安裝和檢修壓縮機(jī)時(shí)，對(duì)于軸承間隙以及連桿、十字頭及活塞環(huán)間隙，都應(yīng)控制在正確范圍內(nèi)，這樣可降低壓縮機(jī)的機(jī)械噪聲。長(zhǎng)時(shí)間不檢修的壓縮機(jī)噪聲比較大，因此要定時(shí)更換和檢查機(jī)械摩擦零件。在條件允許的情況下，設(shè)置控制室，將主要控制儀表引至控制室。除了定時(shí)巡回檢查外，操作人員可在控制室操作，以便降低操作環(huán)境的噪聲，改善操作條件。1.3.5半封閉制冷壓縮機(jī)常見(jiàn)的故障分析下面對(duì)半封閉制冷壓縮機(jī)的一些常見(jiàn)故障進(jìn)行了研究。詳細(xì)分析了故障產(chǎn)生的原因，并且根據(jù)不同的故障類(lèi)型提出了不同的解決方法，有利于設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量避免此類(lèi)問(wèn)題對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)的負(fù)面影響。(1)液擊液擊是指壓縮機(jī)瞬間壓縮液體時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)力對(duì)壓縮機(jī)部件造成損壞的現(xiàn)象。在壓縮機(jī)剛啟動(dòng)或系統(tǒng)運(yùn)行工況改變時(shí)，如果瞬間返回壓縮機(jī)氣缸的是大量液態(tài)制冷劑或潤(rùn)滑油或二者的混合物而不是過(guò)熱蒸氣，液擊現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。壓縮機(jī)壓縮液態(tài)制冷劑或潤(rùn)滑油時(shí)會(huì)在氣缸內(nèi)產(chǎn)生大約7MPa的壓強(qiáng)，對(duì)壓縮機(jī)造成損壞，如：活塞頂部被擊穿、排氣閥片彎曲斷裂以及曲軸連桿斷開(kāi)。發(fā)生液擊時(shí)壓縮機(jī)發(fā)出壓縮液體的聲音，由此可以判斷液擊的發(fā)生。發(fā)生液擊后若壓縮機(jī)仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，那么有問(wèn)題的壓縮機(jī)的氣缸蓋溫度會(huì)比正常的氣缸蓋溫度高要些，為避免產(chǎn)生液擊，可使用單向抽空控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，液管上安裝了一個(gè)由溫控器控制的電磁閥,以防止停機(jī)后制冷劑流入蒸發(fā)器；同時(shí)，選配合適的小尺寸膨脹閥，因?yàn)榇蟪叽绲呐蛎涢y工作很不穩(wěn)定，負(fù)荷較小時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)瞬間回液；另外,當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)有機(jī)械故障時(shí)，一定要檢查電動(dòng)機(jī)，因?yàn)閴嚎s機(jī)損壞時(shí)產(chǎn)生碎片會(huì)附著在定子上或定子與轉(zhuǎn)子之間,最終導(dǎo)致電機(jī)故障。（3） 滿(mǎn)液?jiǎn)?dòng)曲軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑油吸收過(guò)多的制冷劑后啟動(dòng)壓縮機(jī)會(huì)造成壓縮機(jī)部件的損壞。幾乎在任何狀況下潤(rùn)滑油都能吸收制冷劑，其吸收量只取決于油溫及曲軸箱內(nèi)的壓力。溫度越低、壓力越高，吸收量越多。在某些情況下，曲軸箱內(nèi)的制冷劑和油的混合物會(huì)分層，制冷劑相對(duì)多的混合物出現(xiàn)在底部油泵吸入端附近，并被油泵送至各個(gè)潤(rùn)滑表面，造成壓縮機(jī)潤(rùn)滑的不充分，最終損壞壓縮機(jī)。滿(mǎn)液?jiǎn)?dòng)引起的破壞可能是立即體現(xiàn)出來(lái)的，如閥片、墊圈或活塞的損壞及磨損；但也可能是逐漸發(fā)生的，如軸承表面過(guò)熱或劃傷。由于油在油路中流動(dòng)時(shí)質(zhì)量是變化的，所以軸承的劃傷也是不均勻的，最靠近供油端的表面損傷最嚴(yán)重。潤(rùn)滑油一制冷劑混合物流經(jīng)曲軸箱時(shí)，制冷劑會(huì)不斷蒸發(fā)，這樣，在潤(rùn)滑循環(huán)系統(tǒng)末端，油中幾乎不含制冷劑了。保持適當(dāng)?shù)闹评鋭┏渥⒘考斑m當(dāng)?shù)挠土浚軠p少滿(mǎn)液現(xiàn)象的發(fā)生。（4） 曲軸箱內(nèi)潤(rùn)滑油不足在壓縮機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，一些油隨著制冷劑以一定速率被壓出曲軸箱，這時(shí)應(yīng)有相同數(shù)量的油以相同的速率返回壓縮機(jī)，才能保證壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的潤(rùn)滑油量。潤(rùn)滑不充分會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱及整個(gè)壓縮機(jī)表面劃傷。油以相對(duì)過(guò)多的比例排出壓縮機(jī)的原因有滿(mǎn)液、油注入量過(guò)多或油的標(biāo)號(hào)不對(duì)。而回油量少的原因有制冷劑流速低、短路循環(huán)及管路設(shè)計(jì)安裝存在問(wèn)題。（5） 過(guò)熱過(guò)熱是指壓縮機(jī)溫度異常升高從而對(duì)壓縮機(jī)部件產(chǎn)生損壞的現(xiàn)象。壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量主要來(lái)源于電動(dòng)機(jī)繞組的熱力損失及運(yùn)轉(zhuǎn)軸承表面磨擦產(chǎn)生的熱量。大部分壓縮機(jī)排氣管能承受的最高溫度為135°C，相應(yīng)地排氣閥能承受的溫度在150?163C之間,如果溫度過(guò)高，制冷劑和油就開(kāi)始分解,故障也快發(fā)生了。隨著排氣溫度的繼續(xù)增加，制冷劑和水分、酸和氧、酸和油、制冷劑和油在系統(tǒng)中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的程度會(huì)以幾何速度增加，這會(huì)使壓縮機(jī)很快損壞。酸不僅對(duì)壓縮機(jī)有影響，而且對(duì)整個(gè)系統(tǒng)都有影響［7］。1.4研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題首先，對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行熱力性能計(jì)算。然后，對(duì)壓縮機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算和運(yùn)動(dòng)特性分析，為進(jìn)行零件的強(qiáng)度、剛度和磨損計(jì)算以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供了一定的依據(jù)。運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算包括以下內(nèi)容：各運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)及受力分析；壓縮機(jī)阻力矩的分析與計(jì)算；壓縮機(jī)慣性力和慣性力矩的平衡。1.5研究步驟、方法計(jì)算部分（1） 查閱相關(guān)資料，了解壓縮機(jī)的相關(guān)知識(shí)（2） 熱力計(jì)算：建立氣體過(guò)程數(shù)學(xué)模型，編制氣體力計(jì)算程