3.2. Смазка поршневого компрессора

В техническом паспорте каждого компрессора указываются рекомендуемые для применения марки масел.

    Нарушение режима смазки быстро выводит компрессор из строя, недостаточная смазка способствует быстрому износу и заклиниванию пар трения; излишняя смазка компрессора ведет к уносу масла в систему.

    Наблюдение за смазкой компрессора производится по смотровому стеклу картера и разности давлений в сальнике и картере. Уровень масла должен быть не менее половины высоты смотрового стекла (обычно его поддерживают на уровне 2/3 его высоты). Разность давлений в сальнике и картере регулируют редукционным клапаном, который может быть установлен непосредственно на масляном насосе, фильтре тонкой очистки масла или на сальнике. Корректировку разности давлений масла производят после наблюдения за компрессором, работающим в заданном режиме, когда масло достаточно прогреется. Разность давлений масла следует устанавливать в пределах, рекомендуемых технической документацией на компрессор.

    С целью уменьшения уноса масла в систему иногда поддерживают его уровень на нижнем допустимом пределе. Это не влияет на работу масляного насоса, но шатуны и противовесы во время вращения оказываются над уровнем масла и смазка трущихся частей компрессора разбрызгиванием нарушается.

3.2.1. Замена масла

    В начальный период работы компрессора масло заменяют не реже чем через 500 ч работы с промывкой картера керосином. Это вызвано тем, что происходит притирка трущихся деталей и масло загрязняется продуктами их износа. Кроме того, формовочная земля может быть не полностью удалена перед сборкой, и при работе компрессора она попадает в масло.
В ходе эксплуатации масло обычно заменяют при каждом текущем ремонте компрессора — в среднем через каждые 2000 ч. При этом продувают маслопроводы сжатым воздухом, промывают фильтры и картер.

Способы заполнения картера маслом. Пополнение картера маслом может быть выполнено различными способами.
    При вакуумировании компрессора его переводят на ручной режим работы или накоротко соединяют контакты прессостата (реле низкого давления); соединяют резиновым шлангом вентиль для заправки маслом картера компрессора с емкостью, заполненной маслом, и, приоткрывая вентиль, вытесняют воздух из шланга маслом или паром хладагента из картера; закрывают всасывающий вентиль компрессора. В картере при этом создается вакуум, и масло через шланг поступает в компрессор. Этот метод достаточно прост, но имеет ряд недостатков: в емкость с маслом могут попасть загрязнения, абразивные частицы, вода; масло может быть пролито на пол.
    При заполнении маслом картера компрессора способом избыточного давления (рис. 20) емкость 5 вместимостью 200—400 дм³ закрывают герметично и через вентиль 4 от нагнетательной магистрали системы создают давление, превышающее давление в картере компрессора. Через вентили 6 и 7 масло подается в компрессор. Заполнение картера контролируют по смотровому стеклу.

заполнение маслом картера компрессора способом избыточного давления

Когда масло в емкости 5 закончится, давление в ней понижают путем отсасывания до давления кипения. Затем заполняют емкость свежим маслом.

    Наиболее эффективным является способ использования автономного насоса (рис.21).

способ использования автономного насоса

Цистерна чистого масла заполняется из бочек путем открытия запорных вентилей 7, 6, 15, 14, 9. В картер компрессора масло поступает через вентили 9, 8, 6, 2, 16. Отработанное масло из картера удаляется через вентили 16, 5, 15, 11.
    Для этого способа можно использовать любой шестереночный насос (например, гидравлический, устанавливаемый на тракторах). Не следует забывать, что в аммиачных установках насос будет перекачивать масло, содержащее аммиак, поэтому бронзовые детали в насосе нужно заменить на устойчивые к аммиаку (детали из фосфористой бронзы).

3.2.2. Масла для холодильных машин и их характеристики

    Правильный выбор масла способствует долговременной и надежной работе компрессора, и, наоборот, применение несоответствующих марок масел вызывает повышенный износ, выход из строя деталей, а иногда и его аварию.
    Характеристики каждого выпускаемого масла регламентируются ГОСТами или ТУ, где указываются основное назначение смазочного масла и его физико-химические свойства (табл. 18).

Выбирая масло, необходимо учитывать:

    холодильный агент, на котором работает данная установка;

    температурный режим работы установки с тем, чтобы температура вспышки масла была выше максимальной температуры нагнетания хладагента, а для хладоновых установок — температура застывания масла ниже рабочей температуры кипения хладагента; при высоких температурах масло начинает терять свои свойства, разлагается, пригорает на деталях; при низких — теряет текучесть, в системе могут образовываться масляные пробки;

    тип компрессора — поршневой, винтовой, ротационный;

    вязкость масла должна соответствовать режиму работы, частоте вращения коленчатого вала, нагруженности компрессора и требованиям завода-изготовителя данного компрессора.

    Неудовлетворительной считается как слишком высокая вязкость (густое масло), так и слишком низкая вязкость (жидкое масло), так как в первом случае увеличиваются потери на трение, а во втором случае между трущимися деталями возможны разрыв масляной пленки, Соприкосновение трущихся поверхностей и увеличение их износа. Поэтому при выборе марки масла необходимо учитывать факторы, влияющие на вязкость в процессе работы машины; у минеральных масел обратная зависимость вязкости от понижения температуры, например для масла ХА:

обратная зависимость вязкости от температуры

Синтетические масла сравнительно мало изменяют свою вязкость с изменением температуры, поэтому они рекомендуются для низкотемпературных установок (ниже — 40 °С). Синтетические масла, как правило, имеют лучшие смазывающие качества, более высокую термическую стабильность и стабильность свойств в смеси с холодильными агентами, более низкие температуры застывания. Недостатком синтетических масел по сравнению с минеральными является их относительно высокая стоимость. В быстроходных и многоцилиндровых машинах нагрев сопрягаемых деталей от трения более высокий, чем в машинах с меньшими частотой вращения и количеством цилиндров. Так как вязкость масла при нагреве уменьшается, то для быстроходных и многоцилиндровых машин необходимо применять масла с большей вязкостью. Иногда на требуемую вязкость масла влияют конструктивные особенности машины, поэтому в паспорте машины завод-изготовитель указывает рекомендуемые марки масел.

    Если в машину добавляется масло иной марки, чем то, что уже было заправлено, необходимо проверить масла на совместимость. Так, например, недопустимо использование в одной машине минерального масла ХФ22-24 и синтетического масла ХФ22с-1б, что приводит к свертыванию смеси масел, образованию сгустков и невозможности работы компрессора.

    Среди различных марок аммиачных масел, приведенных в табл. 18, наиболее предпочтительными являются ХА23, ХАЗО, ХМ35. Они рекомендуются для отечественных и импортных поршневых и винтовых быстроходных компрессоров. Масло марок ХА применимо для компрессоров с небольшой частотой вращения (до 16 с‾¹).

    Масла «Веретенное-2» и «Индустриальное-50» не рекомендуются для применения в компрессорах серии П, так как масло «Веретенное-2» обладает слишком низкой вязкостью, а «Индустриальное-50» — высокой вязкостью при относительно высокой температуре застывания, но могут быть использованы как добавки при получении смеси масел.

    Иногда при эксплуатации требуется масло с определенными физико-химическими свойствами, которого в данный момент на предприятии нет. В этом случае возможно получение масла с определенной вязкостью из масел с известными вязкостями. На рис. 22 приведена номограмма для определения вязкости смеси масел.

номограмма для определения вязкости смеси масел

Пример. Требуется получить масло с кинематической вязкостью 22∙10–6 м2/с при t = 50°С смешением масел:
«Веретенного-2» (компонент А) и «Индустриального-50» (компонент Б). Из табл. 18 известно, что средняя вязкость масла А 12∙10–6 м2/с, масла Б — 50 ∙10–6 м2/с. На номограмме (рис. 22) на вертикальных осях отметим точками кинематическую вязкость масел А и Б и соединим эти точки прямой. Из точки пересечения этой прямой с горизонталью 22∙10–6 м2/с опустим вертикаль вниз и на горизонтальной оси прочтем состав смеси в процентах: 55 % масла А («Веретенного-2») и 45 % масла Б («Индустриального-50»).

    При смешении масла необходимо нагревать до t = 50… …60 °С и тщательно перемешивать.

    Наиболее предпочтительными являются следующие смеси масел:

    40 % «Индустриального-50», 60 % «Веретенного-2»,
смесь имеет вязкость 24∙10–6 м2/с, t вспышки 185 °С, t застывания — 35 °С;

    55 % авиационного масла МС-14, 45 % ХА, смесь имеет вязкость 33 ∙10–6 м2/с, t вспышки 190 °С, t застывания —35 °С;
    40 % «Индустриального-50», 60 % ХА, смесь имеет вязкость 25∙10–6 м2/с, t вспышки 190 °С, t застывания —30 °С.
    Две последние смеси близки по свойствам к маслам ХАЗО и ХА23.

    При выборе масел для хладоновых установок большое значение имеет растворимость масла в хладоне, так как это связано с обеспечением возврата масла из испарителя в компрессор.

    Минеральные масла ХМ35, ХМ50, ХФ12-18 неограниченно растворяются в /?-12 в области температур до —42 °С.
    Допустимо применение масел ХА23, ХАЗО с R-12 в области температур до —30 °С.

    Синтетическое масло ХФ22с-16 неограниченно растворимо в R-22 и R-502 в области температур до —70 °С, поэтому оно рекомендуется как смазка компрессора для применения в низкотемпературных установках.

    Растворимость минеральных масел ХАЗО, ХМ35, ХМ50, ХФ22-24 в R-22 ограничена. Растворимость в R-12 масел ХС40, ХС50, ХАЗО ограничена во всем рабочем диапазоне его температур кипения и конденсации. Для винтовых компрессоров, работающих на хладонах, наиболее предпочтительны масла ХС40, ХС50, ХСН40.

    Для низкотемпературных каскадных установок, работающих на хладонах R-22, R-502 рекомендуется масло ПФГОС-4, а на R-13 — масло ФМ-5.6АП с низкими температурами застывания.

    В табл. 19 приведены физико-химические свойства некоторых зарубежных марок масел, поступающих на холодильные установки вместе с импортным оборудованием и отдельно от него.

физико-химические свойства некоторых зарубежных марок масел

Следует отметить, что масла «Shell clavus Oil-33» (Англия), «Wisura Barens-32» (ФРГ) и «Leyna 51/Ш-ЗЗ» (ГДР) близки по свойствам к отечественному маслу ХАЗО.