制冷压缩机零件损伤的原因及磨损规律

　　机械设备的工作性能随使用时间的延长而下降，当其工作性能指标超出了规定的范围即出现了故障或损伤。故障或损伤的表现形式多种多样，发生的原因也各不相同，除人为因素造成的故障外一般故障或损伤形式多为磨损、变形、断裂和腐蚀等，其中因磨损而出现的故障或损伤形式最为常见。对一台大修的制冷压缩机进行检测可以发现，凡有相对运动、相互摩擦的零件(如缸套、活塞、活塞环、曲轴、主轴承、连杆轴承等)都有不同程度的磨损。磨损的速度不仅直接影响设备的使用寿命，而且还造成能耗的大幅度增加。

　　零件磨损的原因：①磨料磨损，由于摩擦副的一个表面硬的凸起部分和另一表面接触，或者两摩擦面间存在着硬的质点，在发生相对运动时，两个表面中的一个表面或两个表面的材料发生转移的磨损现象称为磨料磨损。磨料与零件表面做相对运动时，作用在磨料上的力可以分解为垂直于表面的分力和平行于表面的分力。力的分配比例不同，磨损的形式也有所不同。②黏着磨损，构成摩擦副的两个摩擦面，在相对运动时，由于黏着作用，使一个表面上的材料转移到另一个表面上所引起的磨损称为黏着磨损。摩擦副在重载条件下工作，由于润滑不良、相对运动速度高、摩擦产生的热量来不及散掉，摩擦副表面产生极高的温度，材料表面强度降低，使承受高压的表面凸起部分相互黏着，继而在相对运动中被撕裂下来，使材料从强度低的表面上转移到材料强度高的表面上，造成摩擦副的灾难性破坏，如咬死或划伤③疲劳磨损，摩擦副材料表面上局部区域在循环接触应力作用下产生疲劳裂纹，由于裂纹扩展并分离出微片和颗粒的一种磨损形式称为疲劳磨损。根据摩擦副之间的接触和相对运动方式可将疲劳磨损分为滚动接触疲劳磨损和滑动接触疲劳磨损两种形式。滚动轴承、传动齿轮等有相对滚动摩擦副表面间出现的麻点和脱落现象都是由滚动接触疲劳磨损造成的。其特点是经过一定次数的循环接触应力的作用，麻点或脱落才会出现。实际上，纯滚动疲劳磨损是比较少见的，大多数情况下，滚动过程中总含有滑动成分。滑动引起的剪切应力与滚动时的法向正应力共同作用，使最大应力的大小和方向有很大的变化，引起疲劳裂纹的萌生和扩展方式也大不相同。④腐蚀磨损在腐蚀性环境中，摩擦表面上发生的比单纯机械摩擦损失与单纯腐蚀损失之和高得多的一种破坏形式称为腐蚀磨损。其主要特点是磨损过程中既有机械摩擦起作用，又有腐蚀破坏起作用，表现出极高的磨损速率。通常是摩擦为腐蚀发生提供了新鲜的金属表面，腐蚀改变了金属表面的性质，使摩擦造成的磨损速度加快。根据腐蚀介质的特性，通常将腐蚀磨损分为氧化磨损和特殊介质中的腐蚀磨损。

　　在摩擦过程中，摩擦表面在空气中氧或润滑剂中氧的作用下所生成的氧化膜很快被机械摩擦去除的磨损形式称为氧化磨损。工业中应用的金属绝大多数都会被氧化，在几秒钟内都会生成几十个分子厚度甚至更厚的表面膜，这些氧化膜的性质对磨损有重要的影响。若金属表面生成致密、完整与基体结合牢固的氧化膜，而且膜有很好的耐磨性能，则磨损轻微。若膜的耐磨性不好，当有摩擦存在时，磨损严重。在摩擦过程中，环境中的酸、碱等电解质作用于摩擦表面上所形成的腐蚀产物迅速被机械摩擦所除去的磨损形式称为特殊介质中的腐蚀磨损。这种磨损的机理与氧化磨损相似，但磨损速率较氧化磨损高得多。介质的性质、环境温度、构成摩擦副金属的电偶序关系、腐蚀产物的强度、附着力等都对磨损速率有重要影响。

　　零件磨损的规律，制冷压缩机零件磨损后的修复是一项很重要的工作。要做好磨损零件的修复工作，首先必须了解摩擦现象和磨损规律。相对运动物体间的接触表面存在着摩擦现象。由于零件在正常条件下受着摩擦力的长期作用，零件摩擦表面逐渐地出现磨损或损坏称为机械磨损。机械磨损可分为均匀磨损，不均匀磨损及刮纹和凹痕三种不同形式。在制冷压缩机的零件中，由于经常承受交变载荷及冲击载荷，不均匀磨损较为普遍。零件的磨损特性按磨损增长速度可分为三个阶段：①磨合阶段又称初磨损阶段。由于零件加工或修理后表面不十分平整或不光洁，磨合开始时零件的磨损非常迅速，随着零件两表面在全负荷的条件下磨损相接近时，磨合磨损稍为平缓，说明磨合阶段结束。②工作磨损阶段又称正常工作磨损阶段。其特性是磨损过程十分稳定，这个阶段的运转时间即表示零件修理前的工作期限。③强烈磨损阶段又称事故磨损，其特征是磨损十分迅速。这是由于零件配合间隙超过要求，几何形状改变，零件的润滑条件变坏，造成零件的工作条件恶化，并受着附加冲击负荷，因而容易发生事故。在零件磨损特性曲线上，c点是零件或配合件的最大间隙点。C点以后阶段，进入了机械事故多发阶段，因此必须及时修理或更换。磨损特性上的B点到c点，对可修复的配合件来说，就是修理间隔时间，对不可修理的零件就是零件的使用寿命。能否延长零件的正常工作时间，应正确确定配合间隙最大值和磨合最初值的差。最初值过小，润滑油供给不充分，不能形成完整的油膜，零件表面润滑不充分，磨损速度快；配合间隙超过s最大值时，端面上难以储存润滑油，而且易出现冲击载荷，磨损速度同样很快。因此，检修中应保证合适间隙。检测计划也应按零件从磨合开始到极限磨损这一阶段的工作时间进行编制。