Ремонт герметичных компрессоров и техническая экспертиза их неисправностей

В 1995 году в нашей фирме начались работы по технической экспертизе и ремонту герметичных компрессоров. За время работы на основании накопленного опыта была составлена статистика и проведен анализ причин выхода из строя герметичных компрессоров.

Основная причина поломок герметичных компрессоров - некачественный монтаж, неправильная эксплуатация. Представленные ниже описания основных неисправностей герметичных компрессоров являются общими для фирм производителей по группам и делятся по конструктивным особенностям той или иной модели.
Практика ремонта герметичных компрессоров показала, что они обладают сравнительно низкой ремонтопригодностью. Наиболее распространенной причиной выхода компрессора из строя является износ и повреждение поверхностей трущихся деталей. Вследствие износа увеличиваются зазоры между деталями, нарушается правильность их взаимного расположения, возникают дополнительные динамические нагрузки. Это приводит к ухудшению эксплуатационных свойств компрессора, а в отдельных случаях и к полному выходу его из строя. Так износ деталей узла трения цилиндр-поршень уменьшает хладопроизводительность холодильного агрегата, узла трения коленвал-плунжер масленого насоса нарушает нормальный режим смазки, узла трения палец-поршень вызывает появление шума. Подобные неисправности встречаются в компрессорах L'unite Hermetique (серий AEZ/CAEZ, АE/CAE и AJ/CAJ/TAJ).

Заедание поверхностей трущихся деталей. Этот дефект, возникающий при попадании посторонних частиц в зазор между поверхностями деталей, также приводит к выходу компрессора из строя. Сопротивление переме щению одной детали относительно другой может быть настолько велико, что превысит рабочее усилие. По вреждение поверхностей при этом часто отсутствует. Такие явления наблюдаются в компрессорах фирмы Danfoss (серии FR, работающих на R134A). После промывки детали вновь становятся пригодными к дальнейшей эксплуатации.

Дефекты цилиндра. Эффективность работы компрес сора в большой степени зависит от состояния цилиндра. Износ рабочей поверхности характеризуется увеличени ем диаметра и искажением формы цилиндра. Даже при незначительном износе его зеркальная поверхность мо жет оказаться матовой и на ней появятся риски, цара пины, задиры. При значительном износе изменяется форма цилиндра: вместо цилиндрической она становится овальной, конической. Это происходит вследствие то го, что поршень оказывает наибольшее давление в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца. Поршень плохо прижимается к стенкам изношенного ци линдра и частично пропускает пары холодильного аген та из одной полости в другую, в результате понижается производительность компрессора и возникает повышен ный шум. У изношенного цилиндра в верхней части на рушается нормальная смазка из-за стекания масла, поэтому диаметральный износ цилиндра по высоте ока зывается наибольшим в верхней его части.

Дефекты поршня. В процессе эксплуатации поршня отверстие в бобышках для поршневого пальца увеличи вается и искажается их форма. Рабочая поверхность поршня изнашивается неравномерно больше в плоскости, перпендикулярной оси вала, причем наибольший износ происходит в момент действия силы в конце хода поршня при сжатии холодильного агента. В результате увеличения размера отверстия под поршневой палец появляется стук в компрессоре.

Дефекты поршневого пальца. Палец изнашивается в местах сопряжения с бобышками поршня. Распределе ние износа по поверхности поршневого пальца опреде ляется давлением на него со стороны поршня и харак тером движения шатуна. Давление поршня на палец наибольшее при его нахождении в верхней мертвой точке. Палец, закрепленный в шатуне, будет иметь нерав номерную выработку по окружности, связанную с возвратно-качательным движением шатуна и риски на по верхности. С увеличением зазора условия для смазки пары поршневой палец поршень ухудшаются, и износ сопряжения начинает прогрессировать. В компрессоре появляется стук.

Дефекты коленчатого вала. В процессе работы холодильного агрегата происходит неравномерный износ шеек вала, который зависит от характера нагрузки на вал. Наибольшая нагрузка имеет место в конце хода поршня при сжатии хладагента. Из-за неравномерного износа шейки вала в сечении становятся овальными. Возникающее при этом биение вала не только нарушает работу компрессора, но и приводит к быстрой разработке подшипника, сопровождаемой стуком.
При овальности шатунной шейки вала будет проис ходить неравномерный износ головок шатуна. При совершении одного оборота вал прижимается к верхней головке во время прямого хода поршня и крышке ниж ней головки шатуна во время обратного хода. Поэтому зазор и ось шейки вала изменяют свое положение относительно центра нижней головки: они будут находиться соответственно выше или ниже центра. Овальность шатунной шейки вала увеличивает его биение. Это приводит к ускорению выработки как головок шатуна, так и шатунной шейки.
Шатунная шейка может быть перекошенной относи тельно оси вала.
В таком случае возникают следующие дефекты: быстрая разработка верхней головки шатуна, местный износ рабочей поверхности цилиндра в верхней и нижней частях.
Некачественная смазка или ее отсутствие приводят к задирам и схватыванию.

Дефекты подшипников скольжения. Из-за разработки подшипников скольжения зазор между статором и ротором электродвигателя может исчезнуть, и тогда они будут представлять собой трущуюся пару. Такое явление может привести к заклиниванию двигателя при его пуске в компрессорах L'unite Hermetique (серий AEZ/CAEZ и АE/CAE).

Дефекты шатуна. Шатун при работе изнашивается неравномерно вследствие неодинаковой нагрузки на вал в течение одного оборота. Характер износа шатуна определяется износом шатунной шейки коленчатого вала. Изменение условий смазки предопределяет возник новение задиров и схватываний у компрессоров Aspera (серии T). Износ рабочей поверхности шатуна приводит к исчезновению смазочной канавки.

Дефекты клапанов. Имеют место в компрессорах фирмы Danfoss (серии NL, работающих на R134A). От качественной работы клапанов в значительной степени зависит производительность компрессора. Клапаны изготовляются из высококачественных материалов, однако они довольно быстро изнашиваются. Их основные дефекты: износ пластинки (коробление, выкрашивание) или рабочего пояса нагнетательного клапана. Вследствие этих дефектов ухудшается уплотняющая способность клапана, снижается хладопроизводительность компрессора и повышается температура нагнетания.

Влажный ход, гидравлический удар - одна из самых распространенных причин выхода из строя КМ. Несжимаемый жидкий хладагент, попадая в полость сжатия КМ, разрушает клапаны, клапанные доски. Металлические осколки, в свою очередь, попадая в полость между поршнем и клапанной доской, разрушают дно поршня, иногда заходят в зазор между поршнем и цилиндром, вызывая значительные задиры. Возможны разрушение шатуна и даже поломка коленчатого вала. Разрушение клапана является одной из самых распространенных поломкой компрессоров фирмы Maneurop (серии MT/MTZ), хотя компрессора этой фирм имеют большой внутренний объем и поэтому могут содержать достаточно большое количество жидкого хладагента без серьезных последствий. Однако, на практике необходимо строго контролировать количество заправляемого в систему хладагента. Гидравлический удар может быть вызван попаданием жидкости, как со стороны всасывания, так и со стороны нагнетания. К примеру, жидкий хладагент, сконденсировавшийся во время остановки КМ, может разрушить отражательную пластину в глушителе на линии нагнетания при пуске КМ и разорвать глушитель. Попавший в картер и растворенный в масле хладагент нарушает условия смазки подшипников скольжения, вызывает задиры и, как правило, последующее заклинивание.

Следующая распространенная причина - недостаток масла.
Недостаток масла приводит к нару шению режима смазки пар трения подшипников скольжения, происхо дит "сухое" трение. В результате появ ляются следы побежалости, задиры на поверхностях подшипников, пос ледующее их разрушение или закли нивание. Такие неисправности чаще всего встречаются в компрессорах фирмы L'unite Hermetique (серий AEZ/CAEZ и АE/CAE).

Перегрев компрессора, как правило, связан с его эксплуатацией за пределами допустимой области применения. Перегрев приводит к появлению нагара на клапанах и на клапанной доске, разложению масла. Такое явление часто наблюдается при вскрытии компрессоров Electrolux (серии R404A/R507-LBP) и Aspera (серии E). Медь, смываемая с трубопроводов образовавшейся кислотой, впоследствии оседает на парах трения, изменяя диаметры подшипников и повышая трение. Фактически все неисправности и дефекты перечисленные выше встречаются в герметичных компрессоров фирмы Electrolux и Electrolux производства ОАО "Холодмаш".

В процессе работы по ремонту герметичных компрессоров выяснилось, что ремонт не всех типов компрессоров экономически целесообразен, но статистика и анализ поломок герметичных компрессоров помогает уменьшить риск возникновения неприятных ситуаций, и ошибок при монтаже и эксплуатации герметичных компрессоров.