Работа № 7 Анализ конструкций герметичных компрессов

Оборудование и приспособления: герметичные компрессоры типа ФГ-0,100 и ФГ-О,14, плакаты.

Компрессоры малых холодильных машин, в том числе при­меняемых в торговом холодильном оборудовании, классифицируют по конструктивному признаку на герметичные, сальниковые, бессальниковые (полугерметичные), по принципу работы на поршневые и ротационные.

Герметичные компрессоры выпускают поршневые с электродвигателями трехфазного и однофазного переменного то­ка, ротационные с электродвигателями однофазного переменного тока, сальниковые - поршневые, бессальниковые - поршневые со встроенными электродвигателями трехфазного переменного тока.

Различают три типа герметичных компрессоров: фреоновые поршневые ФГ, фреоновые поршневые экранированные ФГэ, фреоновые ротационные ФГр. По режиму работы компрессоры бы­вают трех исполнении: С - среднетемпературные с номинальной температурой кипения хладагента - -15°С; В - высокотемпера­турные - +5⁰С, H -низкотемпературные - -35⁰С. Компрессоры среднетемпературные .обозначают ФТС, ФГрС и ФГэС; низкотемпе­ратурные - ФГН, высокотемпературные - ФТВ, ФГрВ. Компрессоры ФГС, ФГрС и ФГэС предназначены для среднетемпературного, ФГН-для низкотемпературного торгового холодильного оборудова­ния; ФГВ и ФГрВ - для автоматов газированной воды, охладителей напитков, осушителей воздуха и кондиционеров.

Среднетемпературные компрессоры работают на хладагенте R12. В технически обоснованных случаях можно использовать также хладагентR22. Низкотемпературные компрессоры работают на хладагентеR22 иR502, высокотемпературные - наR12 иR22.

Герметичный компрессор имеет встроенный электродвига­тель. Статор последнего отделен от ротора экраном из нержа­веющей стали, приваренным к кожуху компрессора.

Преимущества герметичных компрессоров .по сравнению с сальниковыми и бессальниковыми заключаются в следующем: они надежнее в работе, обладают меньшей массой и габаритами. Од­нако сальниковые и бессальниковые компрессоры характеризуют­ся более высокой ремонтопригодностью даже в условиях эксплу­атации.

По частоте вращения компрессора разделяют на имеющие синхронную частоту 25 и 50 с^-1(притоке частотой 50Гц), 30 и 60с^-1(при 60Гц), 50 и 66,7с^-1при 400Гц). В настоящее время изготавливают модели с частотой 50 и 60с^-1.

Классификация герметичных компрессоров

По числу цилиндров компрессоры могут быть с 1, 2, 3, 4 и более цилиндрами.

Герметичные компрессоры могут иметь в кожухе давление всасывания или давление нагнетания (поршневые компрессоры, как правило, имеют в кожухе давление всасывания, ротационные - давление нагнетания).

По производительности компрессоры с объемом, описан­ным поршнями до 3,5 дм³/с(около 12,5м³/ч) относят к малым, а с объемом более 3,5дм³/с- к крупным.

К поршневым герметичным относят также экранированные компрессоры, ротор двигателя которых отделен от статора тон­костенным экраном, приваренным к кожуху (ротор омывается холодильным агентом, статор - воздухом). Экранированные компрессоры характеризуется повышенной ремонтопригодностью, но энергетически они менее эффективны, чем герметичные и имеют худшие виброакустические характерис­тики.

Малые герметичные поршневые компрессоры используют в бытовых холодильниках и в торговом оборудовании малой емкос­ти (прилавки, витрины, охладители напитков, льдогенераторы и др.) преимущественно полностью монтируемом на заводе из­готовителе.

Крупными герметичными компрессорами комплектуют машины для охлаждения воды и других жидких теплоносителей, торговое холодильное оборудование большой емкости, специализи­рованные машины для с.-х., автономные кондиционеры, термока­меры и др. Окончательная сборка таких машин, как правило, производится на месте эксплуатации.

Компрессоры с кривошипно-кулисным механизмом получили наибольшее распространение в домашних холодильниках. Боле крупные компрессоры изготавливают преимущественно с кривошипно-шатунным механизмом. Аксиальные компрессоры с косой шайбой применяют главным образом в автомобильных кондиционе­рах.

Ротационными компрессорами комплектуют среднетемпературные холодильные шкафы, наприлавочные витрины, автоматы газированной воды, водоохладители, льдогенераторы, наи­большее применение они находят в бытовых кондиционерах.

Экранированные поршневые компрессоры имеют ограничен­ное применение (в основном в торговом оборудовании).

Поршневые герметичные компрессоры изготавливают Харьковский завод холодильных машин (ХЗХМ), московский за­вод «Искра» и др. Ротационные герметичные компрессоры изго­тавливают рижский завод «Компрессор» ( РЗК ), бакинский за­вод «Кондиционер» и др.; экранированные поршневые компрессоры - Ярославский завод холодильных машин (ЯЗУМ). Произ­водством герметичных компрессоров для бытовых холодильников занят ряд заводов, крупнейший среди которых - Мажейкяйский завод компрессоров.

Первые поршневые герметичные компрессоры для бытовых холодильников в СССР, изготовлявшиеся Харьковским тракторным заводом, работали на сернистом ангедриде.

В начале 50-х годов завод им. Лихачева (ЗИЛ) начал производство фреоновых герметичных компрессоров бытовых хо­лодильников. Компрессор КХ-1005 (рис.1) одноцилиндровый, холодопроизводительностью 130 Вт(около 110ккал/ч), с синхронной частотой вращения 25с^-1(1500об/мин). Ротор электродвигателя 3 консольно укреплен на горизонтальном коленчатом валу 2. Клапаны упругие. Кожух компрессора сварной. В одной из стальных крышек кожуха впаяны проходные контакты 4 встроенного электродвигателя. Компрессор установлен на на­ружных пружинных виброизоляторах 1. Смазка принудительная с помощью ротационного насоса. Диаметр цилиндра 27мм, ход поршня 16мм. Коленвал 1 горизонтальный, шатун с разъемной нижней головкой. Противовес 10 прикреплен к ротору 9. Плас­тина 4 всасывающего клапана прижата крышкой8 к цилиндру, пластина 6 нагнетательного клапана расположена между крышкой 8 и плитой 5, соединенных заклепкой7.Смазка принуди­тельная, ротационным насосом, ротором которого служит часть коленвала с эксцентриковой выточкой. Масло подается к под­шипнику 13 и через сверление в валу к подшипнику 14, редук­ционному клапану 15 и в цилиндр компрессора. Глушители шума всасывания состоят из двух, а нагнетания из четырех штампо­ванных камер с отверстиями в перегородках. Виброизоляторы пружинные внешние, от двух до четырех в зависимости от ис­полнения компрессора. Кожух из стальной оребренной трубы, к которой приварены две крышки. В кожух запрессованы статор электродвигателя и фланец корпуса компрессора.

Электродвигатель однофазный с -расщепленной фазой но­минальной мощностью 90 Вт, напряжение 220 В(модель КХ-1010) или 127В(модель КХ-1005). Масса компрессора 14кг.

Рис. 1. Герметичный компрессор бытового холодильника КХ-1005

Это - основная модель, применявшаяся в отечествен­ных бытовых холодильниках до освоения компрессора ФГ-0,100.

Через несколько лет ХЗХМ начал серийно изготовлять герметичные компрессоры для торгового холодильного оборудо­вания.

В 50-х годах ХЗХМ, а после и Мелитопольский завод хо­лодильных машин (МВЖ) начали изготавливать бессальниковые компрессоры.

С 1966 года Рижский завод холодильных машин (РЗХМ) начал выпуск герметичных ротационных компрессо­ров ФГр 0,35-1 номинальной холодопроизводительностью 405 Вт(350ккал/ч), с частотой вращения 25с^-1(1500об/мин). В нас­тоящее время ХЗХМ и РЗХМ производят герметичные компрессоры с синхронной частотой вращения 50с^-1(3000об/мин).

В зависимости от холодопроизводительности герметичные компрессоры можно разделить на две основные группы. Компрес­соры холодопроизводительностъю до 1800 Вт(около 1500ккал/ч) применяют преимущественно в бытовых холодильниках и торговом холодильном оборудовании. Холодильный агент - фреонR12 (в низкотемпературных компрессорах также фреоныR22 иR502). Герметичные компрессоры холодопроизводительностью бо­лее 1800Втиспользуют в основном в кондиционерах. Холо­дильный агент - фреонR22.

Деление это условно; иногда одни и те же модели компрессоров применяют в обеих группах.

В бытовых холодильниках применяют одноцилиндровые герметичные компрессоры, работающие на фреоне R12. Современ­ные модели имеют синхронную частоту вращения 50с^-1(приf= 50Гц), вертикальный вал, кривошипно-кулисный или шатунно-кривошипный (с разъемным шатуном) механизм движения. Широко распространены также более ранние конструкции с частотой вращения 25с^-1, с горизонтальным валом и шатунно-кривошипный механизмом.

Компрессоры для бытовых холодильников в Росии изготав­ливают только герметичными.

Компрессор ФГ 0,100 с вертикальным валом и горизон­тальным цилиндром (рис. 2) в настоящее время является основной моделью компрессоров для бытовых холодильников отечественно­го производства. Частота вращения 50 с^-1(3000об/мин). Диа­метр цилиндра 22мм, ход поршня 12мм. Холодопроизводительностъ (приt₀= -20⁰С,t_к = 55⁰С) равна 116Вт(100ккал/ч). Механизм движения кривошипно-кулисный внутри кулисы 7 пере­мещается ползун 8 с помощью кривошипа 6. Поршень 5 припаян к кулисе 7. В качестве масляного насоса используется вал 11, в котором сделано вертикальное отверстие смещенное относительно оси. Масло, под действием центробежной силы подается в спиральные канавки на поверхности коренной и шатунной шеек вала. Клапаны упругие консольные. Всасывающий и нагнета­тельные глушители отлиты заодно с чугунным корпусом 3. Цилиндр 4 и статор 2 прикреплены к корпусу 3 болтами.

Виброизоляторы 13 внутренние пружинные, нагнета­тельная трубка 9 упругая, поэтому вибрации компрессора пере­даются на корпус ослабленными и шум меньше. Крышка 10 свар­ного кожуха 1 ограничивает перемещение корпуса вверх в местах установки штифтов 12 виброизоляторов.

Рис. 2. Герметичный компрессор ФГ-0,100: а - разрез, б - габаритные размеры: 1 - кожух, 2 - статор; 3 - корпус; 4 - цилиндр; 5 - поршень; 6 - кривошип; 7 - кулиса; 8 - пол­зун; 9 - трубчатый глушитель; 10 - крышка кожу­ха; 11 - вал; 12 - штифты виброизолятора; 13 -виброизолятор пружинный

Электродвигатель однофазный с расщепленной фазой. Ко­жух компрессора должен сохранять прочность и плотность при избыточном давлении 2 МПа. Уровень звука компрессора в установившемся режиме не более 43дБА; при пуске и остановке 50дБА. В меньшем масштабе выпускается компрессор ФГ-0,125.

Некоторые заводы продолжают выпуск компрессоров ФГ-0,14 (модели КХ-1005 и КХ-1010), которые имеют холодопроизводительность 165 Вт (140ккал/ч) при температурах кипения - 15⁰С, конденсации 30⁰С, всасывания 15⁰С, переохлаждения 55⁰С.

В результате повышения частота вращения вдвое, облег­чения конструкций, отказа от отдельного насоса значительно сократилась трудоемкость изготовления, масса компрессора уменьшилась в полтора раза.

Герметичные поршневые компрессоры применяют в агрега­тах торгового холодильного оборудования (ТХО), кондиционерах и других холодильных установках. Выпускают герметичные поршневые компрессоры в двух исполнениях, различающихся час­тотой вращения вала встроенного электродвигателя: 25 с^-1и 50с^-1.

Наиболее крупным производителем герметичных поршневых компрессоров за рубежом является фирма «Тесumseh» (СЖ) вместе с работающими по ее лицензиям фирмами Франции, Ита­лии, Испании и др. Холодильный агент фреонR12.

Градация компрессоров, используемых в торговом холо­дильном оборудовании, обусловлена ГОСТ 22502-83 «Агрегаты холодильные герметичные для торгового оборудования». В града­цию входят компрессоры со встроенными электродвигателями, частота вращения вала которых 25 и 50 с^-1, исполнения С, Н и В (табл.1).

Градации компрессоров позволяют подобрать к агрегатам холодильного оборудования, кондиционеров и др холодильных установок малой производительности.

1. Диапазон работы герметичных компрессоров

Исполнение	Температура, 0С
	кипения хладагента	конденсации хладогента	всасывания хладогента	окружающего воздуха
среднетемпературное	-25…-10	до +55	до+35	+5…+45
низкотемпературное	-40…-25	до+55	до+35	+5…+45
высокотемпературное	-10…+10	до+55	до+35	+5…+45

Электродвигатели обеспечивают пуск и нормальную работу компрессора при отклонении номинального значениянапряже­ния в сети от -15 до +10% и частоты тока +-5%. От перегрузки электродвигатели защищены тепловым реле, устанавливаемым на компрессор.

Компрессоры изготавливают с электродвигателями трех­фазного переменного тока на напряжение 220 или 380 В, часто­той 50Гци однофазного - 220В, частотой 50Гц. В марку компрессора с однофазным двигателем включено обозначение «1»,с трехфазным «3». С 1984 года все встроенные трехфазные электродвигатели герметичных компрессоров поставляются с тремя выводными концами, т.е. обмотка электродвигателя сое­динена для его подключения только на одно напряжение сети на 220 или на 380В.

Холодопроизводительностъ поршневых компрессоров с частотой вращения 25 и 50 сдля холодильных агрегатов по ГОСТ 22502-83 приведена в табл. 2 и 3.

Номинальная холодопроизводительностъ компрессора за­висит при одинаковой частоте вращения вала электродвигателя от диаметра и количества цилиндров, величины хода поршня, а также применяемого хладагента.

Параметрический ряд герметичных компрессоров установ­лен в соответствии с 10-м рядом предпочтительных чисел по ГОСТ 8032-56 номинальные холодопроизводительности образуют ряд (Q) = 1,25(Q) .