水冷式冷水螺杆制冷机组故障与维修设计

1、 水冷式冷水螺杆制冷机组故障与维修摘要：摘要：制冷压缩机是制冷系统的核心和心脏,它需要依靠依靠消耗外功或外界供给其能量将其低温热源（低于环境温度的热源）中的热量转移到高温热源（环境温度或更高温度热源）中去的一种机器。随着制冷技术的发展，相继出现了活塞式，螺杆式等压缩机。压缩机在运转过程中，难免会出现一些故障，甚至事故。故障是指压缩机在运行中出现的不正常情况，一经排除压缩机就能恢复正常工作，而事故则是指出现了破坏情况。两者往往是关联的，若碰到故障不及时排除便会造成重大事故。要使制冷压缩机能够正常工作，维修就显得尤为重要。关键词：关键词：压缩机 螺杆压缩机 冷水机组 故障与维修 WATER-COO

2、LED SCREW CHILLERS COLD WATER FAILURE AND REPAIRAbstract：Refrigeration compressor is the heart of the refrigeration system and the heart, it needs to rely on the consumption of the energy supply of the external work or outside of its low-temperature heat source (below the ambient temperature of the

3、heat source) heat transfer in high-temperature heat source (ambient temperature or higher temperature heat source) and going to a machine. With the development of refrigeration technology, have appeared in the piston, screw, etc. Compressor during operation, there will be some failures, and even acc

4、idents. Failure in the operation of the compressor is not normally occur, once excluded from the compressor can resume normal work, and refers to the emergence of the accident is destruction. Both are often associated, and remove the event of failure will not cause a major accident. For refrigeratio

5、n compressor to work, maintenance is particularly important.Keywords: compressors screw compressors chillers fault maintenance 目 录0 绪论11 水冷式冷水螺杆机组的分类及构成1.1 双螺杆制冷压缩机21.2 单螺杆制冷压缩机32 30HXY 制冷螺杆机组工作参数2.1 开利 30HXY 螺杆式冷水机组型号及性能43 30HXY 制冷螺杆机组常见故障3.1 30HXY 制冷机组机械装置的故障73.2 30HXY 制冷机组电气控制故障74 30HXY 制冷螺杆机组常见故

6、障分析4.1 30HXY 制冷机组机械装置的故障分析84.2 30HXY 制冷机组电气控制故障分析125 30HXY 制冷螺杆机组常见故障维修5.1 30HXY 制冷机组机械装置的故障维修195.2 30HXY 制冷机组电气控制故障维修21结束语23致谢24参考文献25附录 1 控制器结构示意图26黄冈职业技术学院毕业设计(论文)10 绪论螺杆式压缩机可分为无油式和喷油式两种。无油螺杆压缩机本世纪 30 年代问世时主要用于压缩空气，50 年代才用于制冷装置中。60 年代出现了气缸内喷油的螺杆式制冷压缩机，性能得到提高。近年来，随着齿形和其他结构的不断改进，性能又有了很大提高。再加上螺杆式压缩机

7、无余隙容积，效率高，无吸、排气阀装置等易损件。因此，目前螺杆式制冷压缩机已成为一种先进的制冷压缩机，特别是喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一，得到了广泛的应用。随着制冷技术的发展，水冷式螺杆制冷机组在中央空调领域与冷库方面的应用越来越广。螺杆式压缩机利用一个主动转子和两个星轮的啮合产生压缩。工业压缩机的吸气、压缩机的压缩、压缩机排气三个连续过程是靠转子、星轮旋转时产生周期性的容积变化来实现的。转子齿数为六，星轮为十一齿。压缩机主要部件为一个转子、两个星轮、机体、主轴承、能量调节装置。螺杆式压缩机容量可以从 10%-100%无级调节。 螺杆压缩机与活塞压缩机的往复容积式不同，螺杆式压缩

8、机是一种回转容积式压缩机。与活塞压缩机相比，螺杆式制冷压缩机有以下优点： a.体积小重量轻，结构简单，零部件少，只相当于活塞压缩机的 1/31/2； b.转速高，单机制冷量大；c.易损件少，使用维护方便；d.运转平稳，振动小；e.单级压比大，可以在较低蒸发温度下使用；f.排气温度低，可以在高压比下工作；g.对湿行程不敏感；h.制冷量可以在 10%100%之间无级调节；i.操作方便，便于实现自动控制；j.体积小，便于实现机组化。在本次设计中重点探讨水冷式螺杆制冷压缩机在实际生产中所遇到的故障与维修，通过我们从厂家得到客户的反应是，该制冷机组制冷效果差，为了更好的去维修该制冷机组，因此我们首先要了

9、解螺杆压缩机的结构与工作原理，在此基础上我们去研究螺杆制冷机组的常见故障与维修，并总结了在常见的故障现象的分析与维修办法。黄冈职业技术学院毕业设计(论文)2 1 水冷式冷水螺杆机组的分类及构成根据其所用的螺杆式制冷压缩机不同分类。螺杆式制冷压缩机分为双螺杆和单螺杆两种。双螺杆制冷压缩机具有一对互相啃合、相反旋向的螺旋形齿的转子。单螺杆制冷压缩机有一个外圆柱面上加工了 6 个螺旋槽的转子螺杆，并在螺 杆的左右两侧垂直地安装着完全相同的有 11 个齿条的行星齿轮。下图 11 为螺杆结构与分类。图 1-1 螺杆结构及分类根据压缩机的密封结构形式分为开启式、半封闭式和全封闭式。根据空调功能分为单冷型和

10、热泵型。根据采用制冷剂不同分为 R134a 和 R22 两种。根据蒸发器的结构不同分为普通型和满液型。1.1 双螺杆制冷压缩机1.1.1 双螺杆制冷压缩机的组成双螺杆制冷压缩机是一种能量可调式喷油压缩机。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠机体内的一对相互啮合的阴阳转子旋转时产生周期性的容积变化来实现。一般阳转子为主动转子，阴转子为从动转子。 主要部件：双转子、机体、主轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置。 1.1.2 双螺杆压缩机的工作原理螺杆压缩机工作时，依靠气缸中阳转子与阴转子相互啮合旋转，是转子齿间与机体（气缸内壁） 、两端封盖所构成的空间容积即齿间基元容积，做周期性变化，从而使吸入的气

11、体沿转子轴向压缩后排出。吸气过程：气体经吸气口分别进入阴阳转子的齿间容积。 压缩过程：转子旋转时，阴阳转子齿间容积连通（V 型空间） ，由于齿的 互相啮合，容积逐步缩小，气体得到压缩。 排气过程：压缩气体移到排气口，完成一个工作循环。 下图 1-2 为双螺杆压缩机的实物图。黄冈职业技术学院毕业设计(论文)3 图 1-2 双螺杆压缩机结构实物图1.2 单螺杆制冷压缩机1.2.1 单螺杆压缩机的组成利用一个主动转子和两个星轮的啮合产生压缩。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠转子、星轮旋转时产生周期性的容积变化来实现的。 转子齿数为六，星轮为十一齿。主要部件为一个转子、两个星轮、机体、主轴承、能量

12、调节装置。容量可以从25%-100%无级调节。 1.2.2 单螺杆压缩机的工作原理吸气过程：气体通过吸气口进入转子齿槽。随着转子的旋转，星轮依次进入与转子齿槽啮合的状态，气体进入压缩腔（转子齿槽曲面、机壳内腔和星轮齿面所形成的密闭空间）。 压缩过程：随着转子旋转，压缩腔容积不断减小，气体随压缩直至压缩腔前沿转至排气口。 排气过程：压缩腔前沿转至排气口后开始排气，便完成一个工作循环。由于星轮对称布置，循环在每旋转一周时便发生两次压缩，排气量相应是上述一周循环排气量的两倍。 螺杆压缩机一般制冷机组形式的出现在生产领域，根据冷凝器结构的不同可分为水冷式螺杆制冷机组与风冷式螺杆制冷机组；根据采用的压缩

13、机台数的多少可分为单机头机组与多机头机组。水冷式螺杆制冷机组又螺杆压缩机、水冷式冷凝器、油分离器、控制柜、启动柜等主要部件组成。 在此次设计中我们调查并查阅了上海大众空调有限公司采用的开利水冷式螺杆制冷机组来作参考。下图 1-3 为该类型空调的实物图。图 1-3 水冷式螺杆制冷机组黄冈职业技术学院毕业设计(论文)4 2 30HXY 制冷螺杆机组工作参数上海大众空调有限公司某些空调主机选用为开利 30HXY 螺杆制冷机组在给客户安装使用一年后，出现了不制冷问题。首先我们从这台制冷机组的运行设计参数开始研究。下图为开利 30HXY 螺杆制冷机组实物图。 图 2-1 开利 30HXY 螺杆式冷水机组

14、2.1 开利 30HXY 螺杆式冷水机组型号及性能型号： 30HXY 制冷量： 335 1392 (kW) 制冷剂： R134a 2.1.1 主要性能 采用 HFC-134a 制冷工质，完全无氯 新结构的半封闭螺杆压缩机，可靠耐用 强化传热管的满液体式换热器，传热效率高 冷凝器内置二级分油器，分油效果佳 电子膨胀阀控制灵敏，部分负荷效率高 30HXY 采用双回路设计，运行维护方便可靠 PRO-DIALOG 控制功能强大，操作方便 机组结构紧凑，可方便通过标准门框通道 最新噪声装置静音箱，有效降低运行噪声 更有高效型机组可供选择。开利 30HXY110A-400A(R134a) 制冷量 335-

15、1392KW 采用 HFC-134a 制冷工质，符合环保要求 ；最新结构的半封闭螺杆压缩机，可靠耐用。强化传热管的满液式换热器，传热效率高。冷凝器内置二级分油器，分油效果佳。电子膨胀阀控制灵敏，部分负荷效黄冈职业技术学院毕业设计(论文)5 率高。30HXY 采用双向路设计，运行维护方便可靠。 PRO-DIALOG 控制功能强大，操作方便。机组结构紧凑，可方便通过标准门框通道。最新降噪声置静音箱，有效降低运行噪声。该类机组分两种类型为标准型与高效型。 标准 型的工况见下表。表 2-1 标准型高效性的制冷机组工况见表 2-2 。表 2-2 高效性压缩机只有在标准工况下运行才能满足客户所需的制冷量，

16、而随着环境的改变。由于恶劣环境不断对制冷机组的冲击，因此在生产中不免会发生一些故障。机组外型尺寸重量制冷量长宽高机组重量运行重量机组型号kw104kcal/hTonmmmmmmkgkg30HXY110A33530100279495019301950211030HXC130A46440130327898018162474261730HXC165A58050165327898018162547271230HXC200A69660200327898019412983317930HXC250A870752503912101520604296465630HXC300A104490300391210152

17、0604416477630HXC350A12181053504521101521125090555330HXC400A139212040045211015211252585721机组外型尺寸重量制冷量长宽高机组重量运行重量机组型号kw104kcal/hTonmmmmmmkgkg30HXY050A1761550219495018751300150030HXY065A2412065219495018751750190030HXY080A2932580279495018751840200030HXY110A33530100279495019301950211030HXC130A46440130327

18、898018162474261730HXC165A58050165327898018162547271230HXC200A69660200327898019412983317930HXC250A870752503912101520604296465630HXC300A1044903003912101520604416477630HXC350A12181053504521101521125090555330HXC400A139212040045211015211252585721黄冈职业技术学院毕业设计(论文)6 2.1.2 常用配件开利 30HXY 螺杆式冷水机组常用配件 见表 2-3。表 2

19、-3 30HXC 常用配件表编号配件型号编号配件配件1干燥过滤器芯30HX407222E1510HX503002EE2干燥过滤器芯KH29EZ0501610HX503012EE330GX417132EE1710HX503022EE430GX417133EE1810HX503032EE5外置式油过滤器06NA66008819蒸发器水室垫片10HX503042EE6冷冻润滑机油PP23ZB10400520油温开关HR12BA01179HX503192EE21高压传感器OP12DA039EE809HX503022EE22低压传感器OP12DA040EE909HX501932EE23水温传感器HH79

20、NZ04710冷凝器水室垫片09HX501942EE24排气温度传感器HH79NZ05911GTC-211-7/825压力开关WB12KN014EE12冷凝器清洗刷KC21AH10526螺杆机油泵30HX41033213电子流量开关HR12AA00927电磁阀线圈XM12ZM01714靶式流量计LKB01-Bb28脉冲阀线圈XM12ZM018 黄冈职业技术学院毕业设计(论文)7 3 30HXY 制冷螺杆机组常见故障我们从大众空调有限公司了解到，有客户反映购买该公司的水冷式螺杆制冷机组在使用一年后，发现主机制冷效果不好，经过调查与研究， 空调机组的风机一切都正常，因此我们判断制冷主机出现了故障。

21、 压缩机在运行的过程中， 输气量过低，或者排气量过低，最终的原因 一般由机械装置与电气控制装置等的故障引起的，在该章节我们只探讨机械装置对制冷机组的影响。3.1 30HXY 制冷机组机械装置的故障随着近年来螺杆制冷机组的发展，机组的故障率和先前相比大大减少。同时，机组控制系统也日趋完善。在现代厂家制造的机组的控制系统都带有自动检测故障的功能。机组一旦出现故障，但是空调机组运行正常，便于维修人员能在短时间内能完成维修，使制冷机组运行正常。因此通过客户反映，以及搜集的参考文献，将常见的机械故障归纳如下：1.滑阀的位置不合适 6.喷油量不足，密封能力弱；2.吸气过滤器堵塞； 7.排气压力过高3.机器

22、磨损严重，造成间隙过大； 8.机械磨损严重，造成间隙过大4.压缩机因高压保护而停机 5.压缩机因主电动机温度保护而停机； 3.2 30HXY 制冷机组电气控制故障制冷空调系统的运行管理良好与否，关系到制冷空调装置工作的可靠性、安全性和经济性。除了制冷机械装置的正常工作外，必须得保证制冷空调的电器控制方面的完好，只有在这两方面的相互配合下，才能使机组正常进行制冷。而随着制冷空调测控技术的不断更新， PLC 控制越来越广泛，它可以将顺序控制和过程控制结合在一起。实现对生产过程的测控。之所以被广泛应用，它具有以下优点：可靠性高（有较强的抗干扰能力，便于工业现场使用，一旦出现故障，具有停电保护、自我诊

23、断等功能）；采用功能模块结构，可根据要求，进行组合和扩充、具有独立的编程器；编程简单、易于掌握；价格低廉。这样就使得制冷机组在运行的过程中不会因为一点小小的故障导致整个压缩机产生故障，致使使用客户造成更大的经济损失。即使这样作为一个维修人员，也要掌握常见的电器控制故障的维修知识。经过深入研究，常见的电气故障如下： 1.温度传感器故障2.控制故障3.交流截止器故障 4.超载保护器故障黄冈职业技术学院毕业设计(论文)8 4 30HXY 制冷螺杆机组常见故障分析4.1 30HXY 制冷机组机械装置的故障分析4.1.1 滑阀的位置不合适螺杆式制冷压缩机的能量调节主要的方法有吸入节流调节、转停调节、变频

24、调节、滑阀调节，柱塞调节等，但是目前主要使用的是滑阀能量调节。 下图 4-1 为滑阀结构示意图。4-1 滑阀结构示意图现在普遍流行的容量调节方法是采用滑阀调节。 滑阀式能量调节机构，调节滑阀置于压缩机两螺杆啮合部位的下面（排气侧），与两螺杆外圆柱面紧贴。滑阀靠近排气口的一端称为滑阀前缘，另一端为背部，滑阀前缘部位开有径向排气孔口。通过手动、液动或电动等方式，使滑阀沿着机体轴线方向往复滑动。 此滑阀在机体中处于不同的位置时，转子被密封的长度也相应不同，从而在旋转一周的过程中被送入压缩腔的气体的量也不同。在密封段外的吸入气体则通过机体下方的旁通口回流至吸气端。通过这种方法就可以达到调节和改变压缩机

25、输气量的目的。为了达到在压缩机满负荷运转时，不改变输气量的大小而调节压缩机中内压缩比以与外压力比相同或接近，避免使压缩机在面对不同工况时产生欠压或者是过压缩现象，从而提高压缩机的运行效率，在压缩机中通常都需要设置内容积比调节机构。内容积比调节机构的目的就是通过改变容量调节滑阀上的径向排气口的位置来改变内容积比，以适应压缩机的不同的运行工况，节省能耗，提高压缩机的COP（性能系数）值。在螺杆压缩机发展的早期阶段，生产制造厂所采取的策略是根据不同的用户的使用要求，在制造压缩机时就选择好与工况适应的容量调节滑阀。由于滑阀不能够随意更换，所以在装配完成后此台压缩机就只能够适应固定的使用工况，一旦用户的

26、使用条件发生变化，压缩机的效率将急剧降低，也即是相当于压缩机中没有内容积比调节机构。后来则将容量调节滑阀一分为二，设有径向排气口的前端为一部分，后面的整圆弧部分为一个单独的部件，此部件即演变为现在通行的内容积比调节滑阀。但是此时内容积比调节滑阀在压缩机中的位置是通过连在滑阀后端的一个丝杆机构来调节的。制造厂在出厂时调定好内容积比调节滑阀位置后用螺母加以固定。在用户处则需要打开压缩机才能够重新调节，因此也不能够灵活适应工况的变化。同时滑阀能量调节机构主要有三部分组成：第一部分包括滑阀、滑阀顶杆、油活塞、油缸、压缩弹簧及 压缩机端座；第二部分为能量调节指示器；第三部分为油路及能量调节控制阀。经检查

27、发现，导致滑阀位置不合适的原因是因为在长期的使用中，导致弹簧的弹性性能发生不可能恢复的变化，导致华发能量调节失效，为了使压缩机能正常工作，必须更换压缩弹簧。黄冈职业技术学院毕业设计(论文)9 4.1.2 吸气过滤器堵塞吸气过滤器是输送介质管道上不可缺少的一种装置 ,通常安装在压缩机的吸气腔或吸气管路上以防止机械杂质进入压缩机对螺杆的损害。式压缩机能正常工作。它外壳用无缝钢管制作，内有滤网。在外壳的下部有拆卸的端盖，壳体撒谎能够有进、出口气管接头。滤网的滤筒后，其杂质被阻挡，而清洁的滤液则由过滤器出口排出，当需要清洗时，只要将可拆卸的滤筒取出，处理后重新装入即可，因此，使用维护极为方便。下图 4

28、-2 为吸气过滤器实物图。4-2 吸气过滤器实物图吸气过滤器堵塞则会使气体阻力增加，引起压缩机吸入压力降低。 若是排气压力不变时，从而使使压缩机压比增加。根据压缩机的性能曲线，当 压缩机压比增加时，排气量会减少； 因此制冷效果不好，为了制冷机组能正常工作，必须更换吸气过滤器或者拆卸下来先经过清洗 ，再安装进行使用。4.1.3 机械磨损严重，造成间隙过大磨损状态是机件故障、失效的又一种常见形式。由于机器在正常传动和运行中，需要传递转速、扭矩和功率，这就会在零部件间相互结合、传递和接触的部位产生不可避免的磨损，这种磨损造成的故障在机械设备中所占比重较大，同时事故带来的经济损失也较严重，所以开展磨损

29、监测技术是非常必要的。用润滑油劣化分析技术进行磨损监测是简便可行的有效方法，其原理是：根据对油中所含金属微粒的成分、形态及大小的分析，可以得到油液循环着的那些部件的劣化信息。分析金属磨损微粒、测量金属微粒的分布和鉴定金属成分可测定出是哪个部位发生了磨损及磨损程度。润滑油取样分析的检测方法主要有以下几种：油样光谱分析法、油样贴谱分析法、磁塞检查法。磨损失效的基本类型： 1.粘着磨损 2.磨料磨损 3.犁削磨损 4.表面疲劳磨损 5.冲刷磨损 6.腐蚀磨损 在制冷机组运行的过程中，螺杆与螺杆之间，螺杆与机壳之间不免会发生摩擦，在讨论这方面的影响，我们从以下几方面进行分析：使表面具有良好的机械特性：

30、一般来说，在机械性能中，最重要的是硬度，大多数情况下，表面硬度高，耐磨性好。设法形成具有非金属性质的摩擦面： 非金属性质的摩擦面是通过物理或化学的作用来减少磨损的。如对钢材渗 s，氮化、热喷涂层加 MoS2、物理气相沉积、化学气相沉积及离子注入等 ，使材料表面形成氮化物、氧化物、硫化物、碳化物以及它们的复合化合物的表面层，这些表面层可以抑制摩擦过程中摩擦副两个零件之间的粘附，熔附以及由此引起的金属转移现象，从而提高耐磨性。许多表面强化方法往往兼有上述两种特性，因而都可以明显提高材料的耐磨性。黄冈职业技术学院毕业设计(论文)10 如螺杆压缩机的阳阴转子，轴封等，长期使用会使机械精度降低，不利于压

31、缩机工作，造成压缩机的制冷量下降。4.1.4 压缩机因高压保护而停机由于在此次设计中我们探讨的水冷式螺杆制冷机组，可能导致压缩机因高压保护而停机 可能的原因是排气压力过高导致压力控制器控制使压缩机停机，其原因主要如下：1）通过冷凝器的水量不足，因为冷凝器中的水量不足，而由压缩机排出的高温高压的制冷剂气体无法冷却、冷凝到达到要求的常温高压的制冷剂液体，此刻高压控制器动作导致压缩机停机无法进行制冷；2）冷凝器的铜管堵塞，导致整个系统不能正常运转，高压气体被堵在冷凝器中，随着气体的不断积累，同时气体的压力也在逐渐升高，超过了高压控制器的压力设定值，从而压力控制器动作导致压缩机停机，制冷效果不好；3）

32、制冷剂充注量过量；4）高压保护设定值不正确。4.1.5 压缩机因主电动机温度保护而停机整个主机不能正常工作，不能制冷，因此整个空调系统制冷效果不好。因此，可能的原因有以下几个方面：1）电压过高或过低；2）排气温度过高；3）冷水回水温度过高；4）温度保护器件故障；5）制冷剂充注量不足；因为制冷剂充注量不足，导致从制冷对象中吸取的热量的达不到设计的冷量，导致制冷对象中的温度传感器动作使压缩机一直运转，从而使主电动机的温度升高保护而停机。6）冷凝器气体入口阀关闭。4.1.6 喷油量不足，密封能力弱首先我们看看螺杆压缩机润滑油的作用 。经过查资料我们得到润滑油有以下几个作用：（1）密封作用：在螺杆压缩

33、机内部有多条泄漏通道，这些泄漏通道都是一些狭长的间隙，油的存在极大地强化了密封效果，使得通过它们的泄漏量大为减少。（2）降噪作用：喷入的油是粘性流体，对声能和声波有吸收和阻尼作用，一般喷油后噪声可降低 1020 分贝。（3）冷却作用：喷入的油呈微滴状，与被压缩的气体混合，极大的换热表面迅速吸收气体的压缩热，冷却了压缩介质，大大降低了排气温度。 （4）压缩机配件润滑作用：在干式螺杆压缩机中，两转子相互不接触，依靠高精度的同步齿轮保持间隙。而在喷油压缩机中，由于有大量的油存在，并且阴转子只吸收压缩总耗功的一小部分，从而可以把同步齿轮省掉，使阳转子直接驱动阴转子。另外，由于喷入的油同轴承所用的专用润

34、滑油完全一样，所以不再需要用一套复杂的密封装置把气体同润滑油隔开，这使得转子支撑轴承之间的距离可以更小，显著提高了转子的刚度，减小了变形。螺杆压缩机的机械密封是压缩机机组中最重要的零部件之一，机械密封的失效将导致整个机组的失效，严重的将给安全生产造成重大影响。相比较而言，螺杆压缩机径向空间尺寸较小，改造机械密封时往往受径向尺寸的限制 。该机械密封在使用不到 一年的时间发生泄漏，润滑油油箱液位升高，拆下发现，机械密封静环防 止转销切断，补偿座辅助密封圈有磨损，由静环防 止转销切断引起机械密封失效。 经分析后发现，原机械密封的前置氮气因压力不稳定（压力增大后）造成机械密封失效，引起润滑油油箱液位升

35、高。主要原因有以下两个方面： 1.原机械密封静环防转销切断是由于机加工时成分度不均和压缩机启动时剪切力较大引起的；2.原机械密封的静环 O 形圈过盈量较大。 该机械密封结构采用静止式结构，补偿环选用石墨环，非补偿环选用金属件喷涂陶瓷，补偿环密封圈采用 O 形圈。 黄冈职业技术学院毕业设计(论文)11 以下是机械密封的主要参数。载荷系数 K：密封流体压力作用在补偿环上，使之对非补偿环趋于闭合的有效作用面积 Ae 与密封环带面积 A 之比。公式为 K=Ae/A。载荷系数的大小关系到介质压力作用到密封端面上的程度。端面压力Pc：密封端面单位面积上所受的力。双端面机械密封的端面压力为Pc=Ps+Pf(

36、K-)Pt。式中 Ps 为弹簧压力；Pf 为封液压力；Pt 为由于摩擦力引起端面增加或减少的压力。4.1.7 排气压力过高首先我们从压缩机的结构以及压缩机的吸排气量分析开始来探讨其原因。4.1.7.1 压缩机的输气量螺杆压缩机的输气量计算公式如 式（4-1）vnmVnmVth22211160式中 、 _阳螺杆与阴螺杆的齿间容积（一个齿槽的容积）（ m ）V1V23、_阳螺杆和阴螺杆的齿数m1m2、 -阳螺杆与阴螺杆的转速（ r/min）n1n2压缩机两螺杆的啮合旋转，相当 于齿数的啮合传动,因此 = 式（4-2）m1n2n1m2又= V1LLAVA01201将以上三个公式带入上式，压缩机的理论

37、输气量为 式（43）AAnmVLth02011160式中 L螺杆的旋转部分长度（ m）阳螺杆和阴螺杆的端面齿间面积（端平面上的齿槽面积）（ ）AA0201令 =CnDAAn2102011)(则理论输气量可写成 式（44）DnCVLnth1160式中阳螺杆的公称直径（ m）D1螺杆面积利用系数，是由螺杆齿形和齿数所决定的常数，一般为Cn0.5150.641。压缩机的有效理论输气量 V （齿间可能充气的最大容积）与其理论输气量 Vth的g比值，称为螺杆德的扭角系数。即Cj= 式（45）VVthg式中 通常，扭角系数 Cj在 0.961 的范围。于是螺杆压缩机的有效理论输气量为 Vg=60 Cj C

38、nn1L D21由于考虑泄漏、气体受热等，螺杆式制冷压缩机的实际输气量，低于它的有效理论输气量。当考虑到压缩机的输气系数，理论输气量Vg为V=Vg 式(46)4.1.7.2 影响输气的主要因素黄冈职业技术学院毕业设计(论文)12 1）泄漏损失。由于压缩机的结构特点及制作工艺等原因，螺杆之间及螺杆与机壳之间总是存在着间隙，从而产生泄漏。气体通过间隙的泄漏，可分为外泄漏和内泄漏两种。前者是指压力升高的气体通过间隙向吸气管道及正在吸气的齿间容积的泄漏；而内泄漏是指具有较高压力的气体，通过间隙向压力较低的工作容积的泄漏，如排气管中的气体向正在压缩的工作容积泄漏。外泄漏影响压缩机的输气系数，内泄漏仅影响

39、压缩机的耗能。2）吸气压力。损失气体通过压缩机吸气管道和吸气孔口时，产生气体流动损失，吸气压力降低，比容增大，相应地减少了压缩机的吸气量，降低了压缩机的输气系数。3）预热损失。转子与机壳因受到压缩机气体的加热而温度升高。在吸气过程中，气体受到吸气管道、转子和机壳的加热而膨胀，相应地减少了气体地吸入量，降低了压缩机的输气系数。4.1.8 机械磨损严重，造成间隙过大磨损状态是机件故障、失效的又一种常见形式。由于机器在正常传动和运行中，需要传递转速、扭矩和功率，这就会在零部件间相互结合、传递和接触的部位产生不可避免的磨损，这种磨损造成的故障在机械设备中所占比重较大，同时事故带来的经济损失也较严重，所

40、以开展磨损监测技术是非常必要的。用润滑油劣化分析技术进行磨损监测是简便可行的有效方法，其原理是：根据对油中所含金属微粒的成分、形态及大小的分析，可以得到油液循环着的那些部件的劣化信息。分析金属磨损微粒、测量金属微粒的分布和鉴定金属成分可测定出是哪个部位发生了磨损及磨损程度。润滑油取样分析的检测方法主要有以下几种：油样光谱分析法、油样贴谱分析法、磁塞检查法。磨损失效的基本类型： 1. 粘着磨损 2. 磨料磨损 3.犁削磨损 4. 表面疲劳磨损 5. 冲刷磨损 6. 腐蚀磨损 在制冷机组运行的过程中，螺杆与螺杆之间，螺杆与机壳之间不免会发生摩擦，在讨论这方面的影响，我们从以下几方面进行分析：1）使

41、表面具有良好的机械特性：一般来说，在机械性能中，最重要的是硬度，大多数情况下，表面硬度高，耐磨性好。2）设法形成具有非金属性质的摩擦面： 非金属性质的摩擦面是通过物理或化学的作用来减少磨损的。如对钢材渗 s，氮化、热喷涂层加 MoS2、物理气相沉积、化学气相沉积及离子注入等 ，使材料表面形成氮化物、氧化物、硫化物、碳化物以及它们的复合化合物的表面层，这些表面层可以抑制摩擦过程中摩擦副两个零件之间的粘附，熔附以及由此引起的金属转移现象，从而提高耐磨性。许多表面强化方法往往兼有上述两种特性，因而都可以明显提高材料的耐磨性。如螺杆压缩机的阳阴转子，轴封等，长期使用会使机械精度降低，不利于压缩机工作，

42、造成压缩机的制冷量下降。4.2 30HXY 制冷机组电气控制故障分析4.2.1 温度传感器故障空调温度传感器为负温度系数热敏电阻，简称 NTC，其阻值随温度升高而降低，随温度降低而增大。 25时的阻值为标称值。 NTC 常见的故障为阻值变大、开路、受潮霉变阻值变化、短路、插头及 插座接触不好或漏电等，引起空调 CPU 检测端子电压异常引起空调故障。 空调常用的 NTC 有室内环温 NTC、室内盘管 NTC、室外盘管 NTC等三个，较高档的空调还应用外环温 NTC、压缩机吸气、排气 NTC 等。NTC 在电路中黄冈职业技术学院毕业设计(论文)13 主要有如图一所示两种用法，温度变化使 NTC 阻

43、值变化，CPU 端子的电压也随之变化，CPU 根据电压的变化来决定空调的工作状态。 NTC 负温度系数、的部分专业术语 ：零功率电阻值 RT（）RT 指在规定温度 T 时，采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。零功率电阻值 RT（）RT指在规定温度 T 时，采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。电阻值和温度变化的关系式为：RT = RN expB(1/T 1/TN) 式（47）式中 RT 在温度 T （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值。RN 在额定温度 TN （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值。T 规定温度（ K

44、）。B NTC 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。exp以自然数 e 为底的指数（ e = 2.71828 ）。该关系式是经验公式，只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度，因为材料常数 B 本身也是温度 T 的函数。额定零功率电阻值 R25 （）。根据国标规定，额定零功率电阻值是 NTC 热敏电阻在基准温度 25 时测得的电阻值 R25，这个电阻值就是 NTC 热敏电阻的标称电阻值。通常所说 NTC 热敏电阻多少阻值，亦指该值。材料常数（热敏指数） B 值（ K ）：B 值被定义为： 式（48）RRTTTTTTB21ln2121式中 RT1 ：温度 T1 （

45、K ）时的零功率电阻值。RT2 ：温度 T2 （ K ）时的零功率电阻值。T1，T2 ：两个被指定的温度（ K ）。对于常用的 NTC 热敏电阻， B 值范围一般在 2000K 6000K 之间。零功率电阻温度系数（ T ）在规定温度下， NTC 热敏电阻零动功率电阻值的相对变化与引起该变化的温度变化值之比值。 式（49）TRBdTdRtT21式中 T ：温度 T （ K ）时的零功率电阻温度系数。RT 温度 T （ K ）时的零功率电阻值。T 温度（ T ）。B 材料常数耗散系数（）：在规定环境温度下， NTC 热敏电阻耗散系数是电阻中耗散的功率变化与电阻体相应的温度变化之比值。 式（410

46、）TP式中 NTC 热敏电阻耗散系数，（ mW/ K ）。 P NTC 热敏电阻消耗的功率（ mW ）。 T NTC 热敏电阻消耗功率 P 时，电阻体相应的温度变化（ K ）。黄冈职业技术学院毕业设计(论文)14 热时间常数()：在零功率条件下，当温度突变时，热敏电阻的温度变化了始未两个温度差的 63.2% 时所需的时间，热时间常数与 NTC 热敏电阻的热容量成正比，与其耗散系数成反比。 式（411）C式中 热时间常数（ S ）。CNTC 热敏电阻的热容量。NTC 热敏电阻的耗散系数。额定功率 Pn：在规定的技术条件下，热敏 电阻器长期连续工作所允许消耗的功率。在此功率下，电阻体自身温度不超过

47、其最高工作温度。最高工作温度 Tmax：在规定的技术条件下，热敏电阻器能长期连续工作所允许的最高温度。即: 式（412）PTTn0max式中 T0-环境温度。测量功率 Pm：热敏电阻在规定的环境温度下， 阻体受测量电流加热引起的阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计时所消耗的功率。一般要求阻值变化大于0.1%，则这时的测量功率 Pm 为： 式（413）aPm1000电阻温度特性 NTC 热敏电阻的温度特性可用下式近似表示： eRTBTA式中 RT温度 T 时，零功率电阻值。A与热敏电阻器材料物理特性及几何尺寸有关的系数。BB 值。T温度（k）。更精确的表达式为： 式（414）)exp(32

48、TTRDCTBAT式中：RT热敏电阻器在温度 T 时的零功率电阻值。T为绝对温度值，K；A、B、C、D为特定的常数。该温度传感器的故障现象为不产生调节、控制作用，经过分析研究主要原因有以下两点：1.电接点水银温度计水银液体断裂； 2.压力式温度控制感温包或毛细管泄漏。4.2.2 控制部分故障一种截止型交流故障电流限制器其实质上为一电流调整装置，包括有：一正阻抗元件，所述正阻抗元件串联设于供电输入系统与负载输出系统之间，用以提供正阻抗；一导通回路系与正阻抗元件并联，所述导通回路由一开关器及一断电元件串联组成，可提供旁路效果。在正常供电过程中不需通过正阻抗元件。且可在短路时通过产生短路大电流熔断断

49、电元件截止所述导通回路的旁路效果，让故障电流经正阻抗元件输出并提供正阻抗值，使供电输入系统的等效内阻抗增加，达到限制故障电流的目的，让电源系统路装置得以顺利隔离短路故障，避免短路事故的区域扩大 。控制器的结构示意图见附录 1。 黄冈职业技术学院毕业设计(论文)15 4.2.2.1 接触器的用途与分类 接触器是一种应用广泛的开关电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流主电路和大容量的控制电路，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制及各种定量控制和缺相及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。 接触器按被

50、控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。 这里主要介绍常用的交流接触器。4.2.2.2 电磁式交流接触器的结构和工作原理 接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。 (1)电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁心，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。 (2)触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。 (3)灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封

51、式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。(4)其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。 工作原理： 当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压 (一般为额定电压 )时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁 芯，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。 交流接触器的选用原则 主回路触点的额定电流应大于或等于被控设备的额定电流，控制电动机的接触器。还应考虑电动机的起动电流。为了防止频繁操作的接触器主触点烧蚀，频繁动作的接触器额定电流可降低使用。 接触器的电磁线圈额定电压有 36、110、220、380等，电磁线圈允许在

52、额定电压的 80%105%范围内使用。 4.2.3 微电脑控制故障 温度控制器广泛应用于暖通空调、食品冷链、医用低温、宠物水族灯行业。应用范围：冷藏柜、展示柜、蛋糕柜、厨房冰箱的生产企业；工业冷水机、海鲜机、热泵式热水器的生产企业；水族箱、水族箱底柜、水族用冷水机的生产企业；制冰机、奶罐、冰淇淋机、车载冰箱的生产企业；工业机床冷却设备、电气柜冷却设备的生产企业；温室大棚设备、医疗设备、孵化设备的企业；酒柜、风幕柜、保鲜柜的生产企业；冷藏汽车、速冻隧道、冷库工程设备的生产企业；茶叶、烟草、低温食品、蔬菜保鲜设备的生产企业；遗体储存箱、细菌培植箱、药品储存箱的生产企业；血液冷藏箱、疫苗及器官储存箱

53、的生产企业；烤箱、烘焙箱、发酵箱的生产企业。 主要功能及特点：制冷、时间和温度双重控制化霜 用户参数与管理者参数分别设置，用户设定参数值上下限限制功能 多种化霜、风机管理方式 化霜滴水时间可设置 具备拷贝卡功能方便批量生产和售后服务时快速设置参数，节省工时和减少售后服务支出 黄冈职业技术学院毕业设计(论文)16 主要技术参数1、测温范围：4040 控温范围：4040 2、电源电压：220VAC10% 50HZ/60HZ 3、整机功耗：5W 4、环境温度：060 5、相对湿度：20%85% 不可结露 6、测温精度：1 显示分辨率：0.1 7、压缩机继电器容量： 8A/220VAC 8、风机、化霜

54、继电器容量： 8A/220VAC 9、数码显示：三位数码管 +负号位+状态指示灯设置灯；制冷灯；化霜灯；风机灯 4.2.3.1 化霜故障I、电热化霜状态下，风机延时设置为正： 启动条件：当满足条件 a)、b)或者满足 a)、c)时，压缩机继电器吸合 a)压缩机延时超过设定的延时时间 b)库温高于设定温度，强制制冷开始 c)非化霜状态下，库温高于设定温度 +回差设定值 （当风机延时为负值时，在满足其他启动条件且压机已经运行完延时数值的绝对值后压缩机继电器吸合） 关闭条件： 满足以下条件之一，压缩机继电器断开 库温低于设定温度 化霜开始时 强制制冷结束 II、热气化霜状态下： 启动条件：当满足条件

55、 a)、b)或者满足条件 a)、c)或者 a)、d)时，压缩机继电器吸合。 a）压缩机延时超过设定的延时时间b)非化霜状态下，库温高于设定温度 +回差设定值 c）库温高于设定温度强制制冷开始 d)化霜时 （当风机延时为负值时，在满足其他启动条件且压机已经运行完设定的延时数值的绝对值后压缩机继电器吸合） 关闭条件：当满足下列条件之一，压缩机继电器断开： 库温低于设定温度 化霜结束时 强制制冷结束 a.化霜 当满足以下条件时，化霜继电器吸合： 化霜延时满足设定的化霜延时时间； 化霜温度低于化霜停止温度；化霜周期到时或者强制化霜开始时，当满足以下任一条件时，化霜继电器断开 化霜运行时间结束 ,化霜温

56、度高于化霜停止温度。III 化霜工作方式及工作原理： 温差化霜温差方式 1: 首先压机正在工作，当蒸发器传感器温度低于 -5，同时蒸发器温度比库温温度低 5，并且这个温差持续 5Min 时，系统判断蒸发器已经结霜并且自动进入化霜模式。退出化霜同上。此模式若使用得当，是最节能、合理的化霜方式。 温差方式 2: 压缩机累积运行达到 Fxx（单位十分钟）并且温差达到设定温差（原C06、C07 参数不变），进入除霜；此温差方式适应于库内受外货物影响湿度变化大，而库温度设定后就不改变的低温冷库； 黄冈职业技术学院毕业设计(论文)17 温差方式 3: 温差达到设定温差（原 C06、C07 参数不变）进入除

57、霜工作，或压缩机累积运行达到 Fxx（单位小时）进入除霜工作；此温差方式适应于高温库应用时，如果配置的冷风机足够大，由于管温传感在蒸发器的末端，会出现管温达不到-5蒸发器结霜严重的现象。 4.2.3.2 风机功能 当风机启动延时为负值，需要压缩机启动时，风机先行启动并运行完设定的延时时间后，压缩机才能够启动。压缩机停止时，风机随之停止。 当风机启动延时为非负值且风机在受控模式下运行时，化霜温度低于风机启动温度，风机启动；当化霜温度高于风机停止温度时，风机停止。 当风机启动延时为非负值且工作在 “持续运转化霜时关闭 ”模式下，在非化霜状态时开启，在化霜开始时停止。 当风机启动延时为非负值且工作在

58、 “与压机同启同停，化霜时关闭 ”模式下，在压机启动（非化霜状态）持续风机延时后，风机启动，在压缩机停止或化霜时，风机停止。 c.报警功能 当库温超过温度上限报警或低于温度下限报警值并运行完报警延时后，数码管闪烁，蜂鸣器报警。 当温度超过量程上限或者探头短路，闪烁显示 “HHH”，蜂鸣器报警；当库温低于量程下限或传感器断路，闪烁显示 “LLL”，蜂鸣器报警。 按任意键可消除报警音 ，但不改变显示状态 d.COPYKEY 使用方法 当需要将参数上传到 COPYKEY 保存时，在控制器运行状态下。插上 COPYKEY，按键，显示“UPL”，此时按 SET 键，参数即上传至 COPYKEY，上传结束

59、显示 “END”。此时可关闭控制器电源，取下 COPYKEY。如该过程出现错误会闪烁显示 “err”。当需要将 COPYKEY 的参数下载到温控器时，在关闭电源的情况下，插上COPYKEY 开机，温控器自动检测到 COPYKEY 并将参数下载，同时显示 “DOL”，下载完成后正常运行，此时可关闭温控器，取下 COPYKEY 重新开机运行。若参数错误或者温控器型号错误，将闪烁显示“err”。 e.键盘锁功能：在正常模式下，同时按 、键 10 秒后，可以开关按键锁，并显示开关的按键状态，松开按键后，显示正常温度。按键锁定状态下，参数可以查看，但不能更改。 f.部分更改参数从调整后的下一周期执行。如

60、需当前执行，应断电后重新上电。 g.当显示模式设置为化霜开始温度开始化霜时，化霜结束后，化霜开始温度仍然持续显示 10 分钟。 h.当库温超量程或探头故障时，压缩机按照每停止45 分钟，运行 15 分钟的方式交替运行。在压缩机安装是、时一定要注意接线的准确避免发生安全事故。4.2.4 过载保护器故障过载保护器通常被称为 : 力矩保持器，过力保护器，扭力离合器，扭矩离合器，限力器，轴向载荷过载保护器，扭力限制器，安全离合器，安全联轴器，限力离合器，离合器限力器，滚珠离合器，摩擦离合器。过载保护器的作用 :常用于安装在动力传动的主、被动侧之间，当发生过载故障时（扭矩超过设定值），扭矩限制器便会产生