旋转式压缩机曲轴耐磨耗涂层处理技术

1、专题论述58家电科技(2005年12月号HTTP:/WWW.STHEA.COM技术研究 R E S E A R C H & D E V E L O P M E N T5结论从以上试验结果可以看出:弧形限位器可以避免上述两个问题;弧形限位器对冷量的影响比输入功率的影响要大,导致C O P 降低;弧形限位器可以降低噪声。参考文献1郁永章.活塞式压缩机.机械工业出版出版社.19872郁永章.容积式压缩机技术手册.机械工业出版出版社.20003FastlHandZwickerE,“Psychoacoustic,factsandmodels”,Springer Verlag,1999.4Soun

2、dQualityWorkshop,Brüel&Kyaer,Norcross,1999.表新老限位器性能对比序号制冷量输入功率C.O.P电流噪声启动振动(w(w(A(dB(v(m/s1163.7121.31.350.6640.151520.542177.6128.31.380.6639.31560.513179.6131.71.360.7141.021570.744169.3126.31.340.6640.51560.685177.9128.81.380.6938.111530.58弧形限位器平均值173.6127.31.360.6839.821550.61旧限位器平均值181

3、.01311.380.8141.791560.704实验下表是采用弧形限位器用在GVT66AT (5台的结果。旋转式压缩机曲轴耐磨耗涂层处理技术摘要:旋转式压缩机的曲轴传递电机扭矩与其上下轴承间的接触压力,摩擦阻力影响到压缩机的起动性能与可靠性,本文通过理论分析、实验数据充分阐述了这一有效降低摩擦阻力与磨耗的技术并通过在旋转式压缩机上的运用效果,说明其对压缩机使用性能与可靠性的重要作用。关键词:旋转式压缩机磷酸锰膜耐磨性Abstract:Crankshaftinrotarycompressortransmitsthetorqueof motor,itscontactingpressureand

4、frictionalresistancewiththeupper andlowerbearinginfluencethestartingperformanceandliabilityof compressor.Thisarticleexpatiatesontheabovetechnologywhichwill effectivelydecreasethefrictionalresistanceandabrasionwearthrough theoreticalanalysisandexperimentaldata,andshowsthepractical effectonrotaryair-c

5、onditionercompressortoexplainitsimportance tocompressorsworkingperformanceandliability.Keywords:Rotarycompressor,ManganesePhosphatemembrane,Wear-resistant旋转式压缩机(含高温空调与低温冷柜的曲轴传递电机扭矩,通过活塞压缩制冷剂蒸气,而蒸气的反作用力则会将曲轴推向上下轴承形成很大的接触压力,为隔离金属间的直接接触避免运行中的咬死与烧伤,同时也为降低摩擦减小磨耗提高压缩机的起动性能与可靠性。国内外旋转式压缩机的制造商均对曲轴进行锰盐磷化处理,有的

6、制造商为进一步提高涂层应用效果,还在锰盐磷化涂层抛光后增加一道mos 2浸渍工序。下面就磷酸锰膜涂层的作用原理、工艺以及在旋转式压缩机上的实际运用效果等做具体的阐述与分析。周德馨De-xin Zhou , 陈曾辉Zeng-hui ChenThe Processing Technology of Crankshaft Wear-resistant Coatfor Rotary Compressor1磷酸锰膜的特性与形成机理1.1特性在合格材料与合理工艺下形成的磷酸锰盐涂层其化学性质安定,为一种非导电性而又具有防锈性的覆膜。本身为微细结晶体组成,对各种润滑油均具甚强的吸附性,从而形成为金属间抗摩擦

7、与耐磨耗用的助层。由于这层覆膜的存在还隔离开曲轴与轴承间金属表面的直接接触,防止高压力下的咬合,强力摩擦下的烧伤,另外也因为这层覆膜的存在、消除了曲轴精加工后尚存的表面磨痕从而提高了与轴承间的初期磨合性,使压缩机的起动性能大为改善。增加mos 2浸渍工序可进一步降低摩擦系数增进抗磨耗效果。1.2形成机理Fe+2H 3PO 4Fe(H 2PO 4+H 2(1H 2O(2FePO 4+H 3PO 4+1/2H 2O(33Mn(H 2PO 4Mn(PO 42.4H 2O+4H 3PO 4(4Fe+2Mn(H 2PO 42Mn 2Fe(PO 42.4H 2O+2H 3PO 4(5曲轴(钢铁表面与化学处

8、理液相接触,发生溶解,表面附近化学液中的H +离子减少,P H 值上升。其结果引起(4、(5式的化学反应,不溶性的磷酸锰的结晶在曲轴(钢铁表面析出形成覆膜M N 2(P O 424H 2O 。被处理物曲轴游离酸O (氧化剂O (氧化剂覆膜覆膜H 2OH 2OO59技术研究 RESEARCH & DEVELOPMENT专题论述SCIENCE TECHNOLOGY编辑:韩彬(bjb 2磷酸锰覆膜的性能2.1摩擦系数在专用的摩擦试验机上对经过磷酸锰膜处理的珠光体铸铁回转部件进行试验,测试其动摩擦系数,结果如表1。测试结果表明:摩擦条件:加载20kg 摩擦速度0.33m/s。试验表明:磷酸锰膜

9、可大幅降低动摩擦系数值,当固定部与转动部均进行了磷酸锰膜处理时,摩擦系数反而增大,这是因磷酸锰膜的多孔性引起覆膜间相互咬合的缘故。2.2耐磨性在耐磨耗试验机上进行耐磨试验结果如表2。表1测试结果表2试验结果固定部未处理未处理磷酸锰转动部磷酸锰动摩擦系数0.950.220.35摩擦距离为1.875km 时的磨耗量(mg摩擦速度(m/s0.300.84处理压力(kg固定部转动部未处理1.01820磷酸锰2.54.05.0磷酸锰2.23.08.23.07.816.5369369试验表明:当静止部未处理,转动部进行了处理时,压力愈高,速度愈快的场合,效果愈显著。当静

10、止部与转动部都进行了处理时其在高负荷下摩擦较显著。未经处理的部件中,其低负荷的磨耗最小,是因为转动部表面生成的氧化物产生了保护效果。3磷酸锰膜处理工艺3.1典型工艺流程材质(曲轴脱脂处理(50-60水洗(室温表面调整(室温化成(96±3水洗(室温热水洗(60-80抛光+二硫化钼浸渍。脱脂:去除零件表面油污,形成适合于处理的活性状态。脱脂剂一般采用弱碱性不含磷无腐蚀性的清洗剂,这样可以取得较为细密的覆膜。当曲轴油污较重必须使用强碱性清洗剂时,将有产生粗糙疏松覆膜的风险。表调:经表调处理的曲轴,表面生成许多结晶核以便磷酸盐围绕晶核均匀长大,获得细而致密的覆膜。化成:经化成槽处理、曲轴表面

11、将生成磷酸锰覆膜。抛光:用细不锈钢丝轮去除表面疏松的处理膜,留下25m 厚的致密层。3.2槽液调整为确保磷酸锰覆膜处理质量,糟液需按工艺要求定期调整,特别是化成槽必须经常保证其全酸度,游离酸度,酸比、铁分均在工艺规定的范围内。槽液可按表3规定的范围管理。全酸度(TA、游离酸度(FA、铁分(Fe的测定:全酸度(TA:取10mL 化成液加10滴酚酞指示剂用0.1N.NaOH 滴定至溶液从无色变为粉红颜色为止。耗用试液(0.1N.NaOH的mL 数即为全酸度的点数。游离酸度(FA:取10mL 化成液加10滴溴酚兰指示剂用试液0.1N.NaOH 滴定到溶液从黄颜色变为兰绿色(白光下或兰紫色,耗用试液0

12、.1N.NaOH 的m L 数即为游离酸度的点数。铁分:取10mL 化成液放入5mL 指示剂(50%H 2SO 4然后用0.08浓度的高锰酸钾滴定,溶液变为粉红色,耗用试液(0.08高锰酸钾1mL 相当于铁分1g/L。4压缩机上的实际运用效果以下是某公司三台压缩机的实际试验效果(平均值:在10kg 平衡压力下(压差小于0.5kg 时RH231型(1.5HP 机压缩机在135138V 时即可顺利起动。在RH145定速压缩机(1HP 机上经2000小时重负荷试验(冷凝温度68蒸发温度12,吸入温度22壳体温度120,此时由于压缩机阻力矩大整机负荷重,曲轴受力与摩擦均大后:制冷能力、效率(cop均未

13、下降反而略有升高。其制冷能力平均上升了0.57%,效率(cop平均上升了0.72%。在RHV207单缸变频压缩机上经34Hz(速度慢上油少润滑不充分,130Hz(速度高摩擦大易磨损各二台经2000小时重负荷可靠性试验后复测性能:制冷量、能效比亦不仅没有降低反而略有提高。参见表4。试验后解体检测四台压缩机长轴颈局部最大摩损均在2m 以内,短轴颈局部最大摩损在1.52m 之间。在双缸变频压缩机SH130上的试验结果显示试验后解体分析(二台压缩机的平均值:曲轴长轴局部最大摩损在3.5m以内,曲轴短轴局部最大摩损在2.5m 以内。参见表5。4结论以上数据说明,经磷酸锰处理的压缩机曲轴其跑合性、耐磨性均

14、好。由于减小了摩擦降低了损耗,压缩机的起动性能显著改善,可靠性大幅提高。参考文献1朱利斌周德馨,“新型表面处理技术在空调压缩机中的应用”,制冷技术1997.8。试验内容试前数据(60Hz/122V试后数据(60Hz/122V备注能力(w入力(wcop(w/w能力(w入力(wcop(w/w重负荷4310.751386.13.1134Hz4288.851394.13.076(+5.1%(-5.7%(+0.034%重负荷4272130Hz4267.91376.13.101(+1%1376.13.104二台压缩机的平均值表4参数值试验内容试前数据(60Hz试后数据(60Hz备注能力(w入力(wcop(w/w能力(w入力(wcop