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表1 为各种油润滑的气体压缩机选油的参考表。
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压缩机型式 |
排气压力/MPa |
压缩级数 |
润滑部位 |
润滑方式 |
合适粘度 / (mm2/s) (ffice:smarttags" />100℃) |
推荐油品 |
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往复活塞式 |
移动式 |
0.7-0.8
0.7-5 |
1-2
2-3 |
气缸及传动部件 |
飞溅式润滑 |
7-10
10-12 |
DAA100或DAB100空压机油与6% ACC-ET混合 |
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固定式 |
5-20
20-100
>100 |
3-5
5-7
多级 |
气缸及传动部件 |
压力强制润滑
及压力注油润滑 |
12-18
18
18-22 |
DAA或DAB100、150空压机油4502合成油与6% ACC-ET混合 |
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回转容积式 |
滑片式 |
干式 |
< 0.3
0.7 |
1
2 |
气缸轴承 |
无油润滑油环
或油脂润滑 |
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ACC-GR轴承润滑脂 |
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喷油式 |
0.7-0.8
0.7-2 |
1
2 |
气缸及轴承 |
喷油循环式 |
4-5 |
2DAG32,46,或100回转压缩机油与6% ACC-ET混合 |
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螺杆式 |
干式 |
0.3-0.5 |
1 |
轴承及同步齿轮 |
油环
或油脂润滑 |
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ACC-GR润滑脂 |
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喷油式 |
0.6-0.7
1.2-2.6 |
2
3-4 |
气缸及轴承 |
喷油循环式 |
5-7 |
DAG32-N68,或100回转压缩机油与6% ACC-ET混合 |
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涡轮式 |
离心式 |
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轴承及密封环 |
压力循环式、油环式或油脂润滑 |
5-8 |
L-TSA32、L-TSA46、L-TSA68抗氧汽轮机油与6% ACC-ET混合
或ACC-GR轴承润滑脂 |
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轴流式 |
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带"十字头"的压缩机的外部传动零件可用L-AN68、L-AN100全损耗系统用油，不带"十字头"的压缩机外部零件可用与气缸相同牌号的压缩机油。都可以与6% ACC-ET混合。
气体压缩机润滑系统的使用及维护
气体压缩机中最常见的故障是活塞与活塞环、转子部件、滑动支承处的异常磨损和咬合，十字头滑块的咬合，及异常发热等。这些故障都直接或间接地与润滑系统和润滑装置的使用维护不当有关。作为使用维护人员除了应学习掌握有关的润滑系统及其装置的组成原理、性能结构、使用要求等一般知识外，还应在实践中不断总结积累经验，加强日常使用维护工作，以保证压缩机及其润滑系统经常保持良好的运行状态。在日常点检和定期维修中应注意以下各点：
（1） 注意保持润滑油液的清洁 脏油或变质的润滑油会引起加速零件磨损的恶性循环，对强制循环式的润滑系统应注意及时更换和清洗发生堵塞的滤油器中的滤芯；应避免油箱或油池中的油液暴露在空气中，以防灰尘和污物等混入油中，对无压的油箱和油池一般可采用空气滤清器使其与大气沟通；中、大修时应从油中取样化验其成分，如达到或超过换油指标，应全部或部分更换和补充新油。通常每3个月至半年（或工作2000-4000h）可更换一次新油。使用ACC-GR轴承润滑脂和与6% ACC-ET混合使用，换油周期可以适当延长。延长的时间与使用ACC产品的时间长短有关和设备本身状态有关。可以在规定换油周期后，化验油的品质决定。
（2） 回转式压缩机油的换油指标如表2所示，可供参考。
表2 回转式压缩机油换油标准
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项目 |
换油标准 |
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运动粘度（40℃）
总酸值/[mg(KOH)/g]
水分（体积分数）/%
沉淀/（mg/100mL）
颜色 |
新油粘度的±10%
大于0.5
小于0.1
大于20
急剧变深 |
（2）应定期检查 应定期检查气缸、气阀及排气管道等处是否积聚有固体的炭粒和胶泥，一经发现应及时清除，否则可能引起气缸的燃烧爆炸、加大排气阻力，造成异常发热。
（3）应注意压缩机的工作状态 应注意观察压缩机的工作状态，定期检查气缸气阀的润滑磨损状况，适时调整润滑油量，防止出现润滑油量过大和润滑油量不足的情况。对强制循环系统，润滑压力指示过低或明显下降，往往使润滑油量不足，此时应及时停机维修，必要时应更换备品和备件。
（4）注意保持润滑系统中的油温 油箱或油池中油液的正常温度以40-50℃为宜，油温过高，油液的粘度降低，油易氧化变质，油温过低，粘度增高，流动性变差，两者都会引起润滑不足的状况。油温除可从温度表（计）得到直接的观测指示外，从气缸内冷循环水或油冷却器的冷却水温也可得到间接的反应，冷却水温过高和过低都将影响润滑油的工作温度及润滑油的粘度。
往复式压缩机油的换油
为了取得最佳效果，必须将润滑部位彻底清洗干净。清洗步骤包括放掉旧油，除掉沉积物。
一、 曲轴箱
1、 将压缩机停下，温度仍然接近运行温度时，按通常方式将油品放掉。
2、 放掉过滤机中的油并清洗干净，或另换过滤机。
3、 清理冲洗过滤机或另换过滤机。
4、 将合适粘度级别的新油加入压缩机曲轴箱。由于清洗过程中松下来的颗粒物和沉积物可能会降低过滤机的寿命，因此建议在运行期间定期监测过滤机。
5、 重新启动压缩机时，请遵照制造商的推荐。
二、 汽缸
1、 一旦可能，遵照制造商的推荐拆下进口阀和出口阀。清除阀门、可及的空气通道、内部冷凝器及分离器上的积碳和沉积物。但是管道中仍然有可能存在沉积物和积碳，这些会沉积物和积碳会逐步溶解。因此，新 油运行初期必须对压缩机沿线进行经常性的检查。
2、清理后，按照压缩机制造商的要求启动压缩机。 如果有必要先跑合，采用压缩机普通操作所需要的同粘度的油品。跑合150-250小时后，放掉跑合油。
压缩机的故障原因及对策
压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。从能量的观点来看，压缩机是属于将原动机的动力能转变为气体压力能的机器。随着科学技术的发展，压力能的应用日益广泛，使得压缩机在国民经济建设的许多部门中成为必不可少的关键设备之一。压缩机在运转过程中，难免会出现一些故障，甚至事故。故障是指压缩机在运行中出现的不正常情况，一经排除压缩机就能恢复正常工作，而事故则是指出现了破坏情况。两者往往是关联的，若碰到故障不及时排除便会造成重大事故。
常见故障及其原因和措施
排气量不足：
排气量不足是与压缩机的设计气量相比而言。主要可从下述几方面考虑：
1 进气滤清器的故障 ：积垢堵塞，使排气量减少；吸气管太长，管径太小，致使吸气阻力增大影响了气量，要定期清洗滤清器。
2 压缩机转速降低使排气量降低：空气压缩机使用不当，因空气压缩机的排气量是按一定的海拔高度、吸气温度、湿度设计的，当把它使用在超过上述标准的高原上时，吸气压力降低等，排气量必然降低。
3 气缸、活塞、活塞环磨损严重、超差、使有关间隙增大，泄漏量增大，影响到了排气量。属于正常磨时，需及时更换易损件，如活塞环等。属于安装不正确，间隙留得不合适时，应按图纸给予纠正，如无图纸时，可取经验资料，对于活塞与气缸之间沿圆周的间隙，如为铸铁活塞时，间隙值为气缸直径的0.06／100～0.09／100；对于铝合金活塞，间隙为气径直径的0.12／100～0.18／100；钢活塞可取铝合金活塞的较小值。
4 填料函不严产生漏气使气量降低。其原因首先是填料函本身制造时不合要求；其次可能是由于在安装时，活塞杆与填料函中心对中不好，产生磨损、拉伤等造成漏气；一般在填料函处加注润滑油，它起润滑、密封、冷却作用。
5 压缩机吸、排气阀的故障对排气量的影响。阀座与阀片间掉入金属碎片或其它杂物，关闭不严，形成漏气。这不仅影响排气量，而且还影响间级压力和温度的变化 ；阀座与阀片接触不严形成漏气而影响了排气量，一个是制造质量问题，如阀片翘曲等，第二是由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。
6 气阀弹簧力与气体力匹配的不好。弹力过强则使阀片开启迟缓，弹力太弱则阀片关闭不及时，这些不仅影响了气量，而且会影响到功率的增加，以及气阀阀片、弹簧的寿命。同时，也会影响到气体压力和温度的变化。
7 压紧气阀的压紧力不当。压紧力小，则要漏气，当然太紧也不行，会使阀罩变形、损坏，一般压紧力可用下式计算：p=kπ/4 D2P2，D为阀腔直径，P2为最大气体压力，K为大于1的值，一般取1.5～2.5，低压时K＝1.5～2.0，高压时K＝1.5～2.5。这样取K，实践证明是好的。气阀有了故障，阀盖必然发热，同时压力也不正常。
排气温度不正常
排气温度不正常是指其高于设计值。从理论上进，影响排气温度增高的因素有：进气温度、压力比、以及压缩指数（对于空气压缩指数K＝1.4）。实际情况影响到吸气温度高的因素如：中间冷却效率低，或者中冷器内水垢结多影响到换热，则后面级的吸气温度必然要高，排气温度也会高。气阀漏气，活塞环漏气，不仅影响到排气温度升高，而且也会使级间压力变化，只要压力比高于正常值就会使排气温度升高。此外，水冷式机器，缺水或水量不足均会使排气温度升高。
压力不正常以及排气压力降低
压缩机排出的气量在额定压力下不能满足使用者的流量要求，则排气压力必然要降低，所要排气压力降低是现象，其实质是排气量不能满足使用者的要求。此时，只好另换一台排气压力相同，而排气量大的机器。影响级间压力不正常的主要原因是气阀漏气或活塞环磨损后漏气，故应从这些方面去找原因和采取措施。
不正常的响声
压缩机若某些件发生故障时，将会发出异常的响声，一般来讲，操作人员是可以判别出异常的响声的。活塞与缸盖间隙过小，直接撞击；活塞杆与活塞连接螺帽松动或脱扣，活塞端面丝堵桧，活塞向上串动碰撞气缸盖，气缸中掉入金属碎片以及气缸中积聚水份等均可在气缸内发出敲击声。曲轴箱内曲轴瓦螺栓、螺帽、连杆螺栓、十字头螺栓松动、脱扣、折断等，轴径磨损严重间隙增大，十字头销与衬套配合间隙过大或磨损严重等等均可在曲轴箱内发出撞击声。排气阀片折断，阀弹簧松软或损坏，负荷调节器调得不当等等均可在阀腔内发出敲击声。由此去找故障和采取措施。
过热故障
在曲轴和轴承、十字头与滑板、填料与活塞杆等摩擦处，温度超过规定的数值称之为过热。过热所带来的后果：一个是加快磨擦副间的磨损，二是过热量的热不断积聚直致烧毁磨擦面以及烧抱而造成机器重大的事故。造成轴承过热的原因主要有：轴承与轴颈贴合不均匀或接触面积过小；轴承偏斜曲轴弯曲、扭；润滑油粘度太小，油路堵塞，油泵有故障造成断油等；安装时没有找平，没有找好间隙，主轴与电机轴没有找正，两轴有倾斜等。
压缩机的事故
断裂事故
曲轴断裂：其断裂大多在轴颈与曲臂的圆角过渡处，其原因大致有如下几种：过渡圆角太小，r<0.06d(d为曲轴颈) ；热处理时，圆角处未处理到，使交界处产生应力集中；圆角加工不规则，有局部断面突变；长期超负荷运转，以及有的用户为了提高产量，随便增加转速，使受力状况恶化；材质本身有缺陷，如铸件有砂眼、缩松等。此外在曲轴上的油孔处起裂而造成折断也是可以看到的。
连杆的断裂：有如下几种情况：连杆螺钉断裂，其原因有：连杆螺钉长期使用产生塑性变形；螺钉头或螺母与大头端面接触不良产生偏心负荷，此负荷可大到是螺栓受单纯轴向拉力的七倍之多，因此，不允许有任何微小的歪斜，接触应均匀分布，接触点断开的距离最大不得超过圆周的1/8即450 ；螺栓材质加工质量有问题。
活塞杆断裂：主要断裂的部位是与十字头连接的螺纹处以及紧固活塞的螺纹处，此两处是活塞杆的薄弱环节，如果由于设计上的疏忽，制造上的马虎以及运转上的原因，断裂较常发生。若在保证设计、加工、材质上都没有问题，则在安装时其预紧力不得过大，否则使最大作用力达到屈服极限时活塞杆会断裂。在长期运转后，由于气缸过渡磨损，对于卧式列中的活塞会下沉，从而使连接螺纹处产生附加载荷，再运转下去，有可能使活塞杆断裂，这一点在检修时应特别注意。此外，由于其它部位的损坏，使活塞杆受到了强烈的冲击时，都有可能使活塞杆断裂。
气缸、缸盖破裂：主要原因：对于水冷式机器，在冬天运转停车后，若忘掉将气缸、缸盖内的冷却水放尽，冷却水会结冰而撑破气缸以及缸盖，特别是在我国的北方地区，停车后必须放掉冷却水；由于在运转中断水而未及时发现，使气缸温度升高，而又突然放入冷却水，使缸被炸裂；由于死点间隙太小，活塞螺帽松动，以及掉入缸内金属物和活塞上的丝堵脱出等原因都会使活塞撞击缸盖，使其破裂。
燃烧和爆炸事故
有油润滑压缩机中往往产生积碳问题，这是我们所不希望的，因为积碳不仅会使活塞环卡在槽内，气阀工作不正常以及使气流信道面积减小增加阻力，而且在一定的条件下积碳会燃烧，导致压缩机发生爆炸事故。因此，气缸中的润滑油不能供给太多，不能让没有经过很好过滤，含有大量尘埃的气体吸入气缸，否则形成积碳与含有多量挥发物的气体接触导致爆炸。为要防止燃烧、爆炸发生，一定要计划检修，定期清洗储气罐和管道的油垢。
除此以外，引起压缩机燃烧和爆炸事故还有如下操作方面的原因：压缩机在用氢、氧、氮氢气负荷试车之前，没有用低压的氮气将空气驱除干净而引起爆炸。因缺乏操作知识，开车后没有打开压缩机到储气罐的阀门，致使排气压力急剧升高导致爆炸。因此，要防止这类事故发生，开车前必须熟悉操作规程，开车后，密切注意压力表数值。在一般中小型压缩机中，最好将压缩机到储气罐这段管路上的闸阀取消，只留下逆止阀即可。此外，对压缩机操作工应进行上岗前的培训。
由于压缩机高压级气阀不严密，使高压高温的气体返回气缸，在排气阀附近产生高温，当有积碳存在时，即会引起爆炸。为避免事故，此时必须检修排气阀、检查漏气部位，消除故障。
压缩机、冷冻机的润滑特点
一、压缩机的润滑特点
1、概述
气体压缩机是把机械能转换为气体压力能的一种动力装置，常用于风动工具提供气体动力，在石油化工、钻采、冶金等行业也常用于压送氧、氢、氨、天然气、焦炉煤气、惰性气体等介质。
按排气压力不同压缩机可分为低压压缩机—排气压力小于1.0MPa；中压压缩机—排气压力1.0-10MPa；高压压缩机—排气压力10-100MPa；超高压压缩机—排气压力大于100MPa等等。低压压缩机为单级式，中压、高压和超高压压缩机为多级式，最多机数可达8级，目前国外已制成压力达343MPa聚乙烯用的超高压压缩机。按压缩介质的不同，一般压缩机还可称之为：空气压缩机、氧气压缩机、氮气压缩机、氢气压缩机等等。
压缩机的结构工作原理大致可分类如下：
碳氢化合物气体中，石油裂解气和石油废气的主要成分为氢、甲烷、丁烷、乙烯、丙烯等；焦炉煤气和城市煤气的主要成分为氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳及氮等；天然气的主要成分为甲烷。碳氢化合物气体可以作为单一成分气体被制取和压送，也可作为混合成分的气体被制取和压送。在气体压缩机中，压缩介质的成分和性质将与所采用的润滑方式和润滑材料的选取密切相关。
2、气体压缩机的润滑方式及特点
在压缩机中润滑不仅可降低机器的摩擦和磨损，同时还可起到密封、冷却和降低运转噪声的作用，良好的润滑条件是压缩机长期可靠工作的重要保证。但对某些类型的压缩机如罗茨式压缩机，因转子相互间和转子与壳体间可经常保持一定间隙而无滑动接触，故可无油润滑；小型干式的螺杆式和滑片式压缩机也可在无润滑的条件下工作；在极低温度下（-20—-50度或更低）工作或压缩高纯度的气体的活塞式压缩机，为防止润滑介质冷凝或润滑液混入到压送气体中去也可采用无油润滑方式，但这时活塞和活塞杆或采用迷宫式的密封结构，或采用石墨或聚四氟乙烯等抗磨材料制造的活塞环或密封填料。本节将重点说明“油”润滑压缩机的润滑方式。
气体压缩机的润滑部位原则上可分为两类，其一为油与压缩气体直接接触的内部零件，如往复式压缩机的气缸、活塞、活塞环、活塞杆、排气阀、密封填料等；回转式压缩机的气腔、转子（旋转体）、排气阀等。其二为油不与压缩气体接触的外部传动机构，如往复式压缩机曲轴箱中零件、曲柄销、曲柄轴承、连杆滑块、滑道、十字头；回转式和速度式压缩机的轴承、增速齿轮等。无油型气体压缩机则要考虑当气体泄漏时对外部润滑系统的影响。
通常对大、中容量、多级、带十字头传动的中、高压压缩机，以上所说的内部零件和外部零件的润滑均为相互分开的独立系统，可分别采用各自所要求的润滑介质或润滑油。外部零件润滑为油泵压力供油强制循环式润滑系统。该系统不仅可单独调节和分配各润滑点的供油量，并因设有独立的油泵、油箱、冷却器和过滤器等，可使润滑油液得到充分冷却和过滤，从而可长时间保持油液的清洁和相对恒定的油温。内部零件的润滑则采用多头注油器将压力油强制注入到气缸及活塞杆的填料密封处。
注油器实际上是一个小型柱塞泵，通常它的吸（压）油柱塞是通过机械如压缩机曲轴上的凸轮带动，因此当压缩机停止工作时，注油器也将随之停止供油。注油器可直接从油池中吸油，并把油压向润滑点，它的供油量是间歇性的，通过调节柱塞的工作行程，可方便地调节注油器每次的供油量。注油器可以单独使用，也可将几个注油器组合在一起集中供油。
采用注油器强制给油时，应注意气缸上的给油接头的位置，它应置于活塞在死点位置靠近缸头的第一道活塞环和第二道活塞环之间，这样不仅在全行程上润滑比较充分，而且悦芊庥欣?BR>气缸内部润滑所需要的油量可大致按以下公式计算：
Q=120 kDLN
式中 Q——润滑油量（g/h）；
D——气缸直径(m);
L——气缸行程(m);
N——曲轴转速，(r/min);
k——单位润滑表面积的耗油量(克/平方米)，对卧式气缸，可取k=0.025，对立式气缸，可取k=0.02。
计算出的Q值仅为润滑油量的大致数值，实际油量可按压缩机的运行情况（如噪声大小，发热状况、磨损程度等）及采用润滑介质的类型、工作温度、冷凝液混入的多少等予以适当调正，并以停机检查气缸内部和气阀被湿润的程度适当为宜。
对多级活塞式压缩机，通常只需最初的一级或二级气缸施以润滑。如多级气缸每级都设有中间冷却器和油气分离器吸收气体中所含的油分时，则每级气缸都需单独润滑，但后级气缸所需的润滑油量要比初级气缸小得多。
3、润滑剂的选择
1）润滑剂类型的选择
在氧气压缩机里，氧气会使矿物性润滑油剧烈氧化而引起压缩机燃烧和爆炸，因此避免采用油润滑，或者采用无油润滑的方式，或者采用水型乳化液或蒸馏水添加质量分数6-8%的工业甘油进行润滑；在氯气压缩机里，烃基润滑油可与氯气化合生成氯化氢，对金属（铸铁和钢）具有强烈的腐蚀作用，因此一般均采用无油润滑或固体（石墨）润滑。对于压缩高纯气体的乙烯压缩机等为防止润滑油混入气体中去影响产品的质量和性能，通常也不采用矿物油润滑，而多用医用白油或液态石蜡润滑等等。只是在一般空气、惰性气体、烃类（碳氢化合物）气体、氮、氢等类气体压缩机中，大量广泛采用了矿物油润滑。
压缩机压送不同气体时润滑剂选用参考“油脂选用”的压缩机油选用部分。
2）润滑油粘度的选择
在多级的空气压缩机中，前一级气缸输出的压缩气体通常经冷却后恢复到略高于进气时的温度被送入下一级气缸，因气体已被压缩故相对湿度较高，当超过饱和点时，气体中的水分将可能凝结，该水分具有洗净作用，可使气缸表面失去润滑油；其次在烃类气体压缩机中，它不仅可溶解在润滑油中降低了油的粘度，而且凝结的液态烃也同水分一样对钢壁具有洗涤作用，因此对于多级、高压，排气温度较高的烃类气体压缩机和空气湿度较大的空气压缩机易选用粘度较高的油品，粘度较高的油品对金属的附着性好，并对密封有利。如中低压烃类气体和空气压缩机宜用L-DAA100的压缩机油，高压多级宜L-DAA150压缩机油。喷油回转式压缩机选用的粘度情况也与此类似，压力较低时选用100℃运动粘度为5mm2/s的N32回转式压缩机油，压力较高时选用100℃运动粘度为11-14mm2/s的N100回转式压缩机油。
其次为防止凝结的液态烃和空气中的水分对润滑油的洗净作用，可采用质量分数为3-5%的动物性油（如猪油或牛油）与矿物油相混合的润滑油，动物性油与金属的附着力强，容易抵抗“水洗”，阻止润滑油的流失。
3）油品的代用
在采用油润滑的往复式回转容积式压缩机中除用相应牌号的压缩机油外，还可采用防锈抗氧的汽轮机油、航空润滑油、汽缸油等作为代用油品，但这些代用油品的性能不应低于相应的压缩机油的质量指标，或应满足具体条件下的使用要求。当气体压缩机采用油润滑时，外部零件和内部零件的润滑可用同一牌号的润滑油，也可采用不同牌号的润滑油，但不论内部零件采用何种类型的润滑介质，而外部传动零件的润滑都应采用矿物性的润滑油。
4、气体压缩机润滑系统的使用及维护
气体压缩机中最常见的故障是活塞与活塞环、转子部件、滑动支承处的异常磨损和胶合，十字头滑块的咬合，及异常发热等。这些故障都直接或间接地与润滑系统和润滑装置的使用维护不当有关。作为使用维护人员除了应学习掌握有关的润滑系统及其装置的组成原理、性能结构、使用要求等一般知识外，还应在实践中不断总结积累经验，加强日常使用维护工作，以保证压缩机及其润滑系统经常保持良好的运行状态。在日常点检和定期维修中应注意以下各点：
（1）注意保持润滑油液的清洁：脏油或变质的润滑油会引起加速零件磨损的恶性循环，对强制循环式的润滑系统应注意及时更换和清洗发生堵塞的滤油器中的滤芯；应避免油箱或油池中的油液暴露在空气中，以防止灰尘和污物等混入油中，对无压的油箱和油池一般可采用空气滤清器使其与大气沟通；中、大修时应从油中取样化验其成分，如达到或超过换油指标，应全部或部分更换和补充新油。通常每3个月至半年（或工作2000-4000小时）可更换一次新油。
（2）应定期检查：应定期检查气缸、气阀、及排气管道等处是否积聚有固体的炭粒和胶泥，一经发现应及时清除，否则可能引起气缸的燃烧爆炸、加大排气阻力，造成异常发热。
（3）应注意压缩机的工作状态：应注意观察压缩机的工作状态，定期检查气缸气阀的润滑磨损状况，适时调整润滑油量，防止出现润滑油量过大和润滑油量不足的情况。对强制循环系统，润滑压力指示过低或明显下降，往往使润滑油量不足，此时应及时停机维修，必要时应更换备品和备件。
（4）应注意保持润滑系统中的油温：油箱或油池中的油液的正常温度以40-50℃为宜，油温过高，油液的粘度降低，油易氧化变质，油温过低，粘度增高，流动性差，两者都会引起润滑不足的状况。油温除可从温度表（计）得到直接地观测指标外，从气缸冷循环水或油冷却器的冷却水温也可得到间接的反应，冷却水温过高和过低都将影响润滑油的工作温度及润滑油的粘度。
二、冷冻机的润滑特点
1、概述
冷冻机系指压缩制冷方式所采用的压缩机，因其使用条件和压缩工作介质的不同，它有不同于一般的空气压缩机。按冷冻机结构和工作原理上的差别，它与空气压缩机类似，也可分为活塞式、螺杆式、离心式等几种不同形式。冷冻机是压缩制冷设备中最重要的组成部分之一。
冷冻机的工作介质即为制冷系统中担负着传递热量任务的制冷剂，常用的制冷剂有：氟里昂、氨、溴化锂、氯甲烷等，其中氟里昂按其气化温度及化学分子式的不同有氟11（R-11）、氟12（R-12）、氟13（R-13）、氟21（R-21）、氟22（R-22）、氟113（R-113）、氟114（R-114）、氟142（R-142）等多种。上述制冷剂可分别用于低压（冷凝压力小于0.3-0.3MPa）高温（蒸发温度大于0℃）、中压（冷凝压力1-2MPa）中温（蒸发温度0—-50℃）及高压（冷凝压力大于2MPa）低温（蒸发温度小于-50℃）的制冷系统里。
2、冷冻机润滑的特点
1）活塞式冷冻机
在活塞式冷冻机中，需要润滑的摩擦部位有：活塞与气缸的壁面；连杆大头轴瓦与曲柄销；连杆小头轴瓦与活塞销；活塞销与活塞销座；前后滑动轴承的轴瓦和主轴颈以及主轴轴封的静动摩擦密封面等。
在小型低速冷冻机中最简单的润滑方式是飞溅润滑，即在冷冻机的曲轴箱内，借助于曲轴的连杆大头的回转搅动油面，将润滑油甩到摩擦表面使之润滑，但对有些摩擦表面润滑油难以达到，润滑不充分，易造成大的摩擦和磨损，故这种润滑方式可靠性差，已很少单独采用。
在新、老系列的冷冻机中大多采用着强制性循环润滑，即利用油泵将油强制输送到各润滑点。活塞式冷冻机的润滑多为内传动系统，即润滑系统不单独设立油箱和油泵站，而是采用冷冻机的曲轴箱兼作润滑油箱，专门的润滑泵与曲轴的一端相连，润滑装置与冷冻机构成了一个整体。
油泵经孔为0.28-0.154mm的筛网式粗滤器从曲轴箱中吸油，而后经过滤精度为10-20μm的纸质或粉末冶金式的精细滤油器将冷冻机润滑油压出，一路润滑油被送到曲轴的前端，润滑轴封、前主轴承、曲柄销及连杆小头，另一路压力油进到曲轴的后端，润滑后主轴承、曲柄销及连杆小头，此外该压力油还同时被送到油分配阀，用于控制能量调节结构。润滑系统中还应带有压力表、调压阀等必备元件，调压阀用于调节润滑油的压力并可使多余的润滑油流回曲轴箱。在该系统中气缸面是利用连杆小头挤出的油和连杆大头甩出的油实现摩擦面的润滑。
冷冻机中所采用的润滑泵通常有外啮合齿轮式油泵、内啮合齿轮式油泵（俗称月牙泵）和摆线转子式油泵（俗称梅花泵）等3种。对于外啮合齿轮泵吸压油口的位置确定后，泵的旋转方向是一定的，不可逆转，对全封闭和半封闭式冷冻机，因冷冻机机壳与电动机机壳连成一体，从外部难以辨别泵的转向，容易造成齿轮泵转向的错误而使润滑失灵，故外啮合齿轮泵在冷冻机中较少应用。对内啮合齿轮泵而言，月牙体（分开吸、压油腔，保证内外齿轮顶密封的构件）可做成具有自动定位的结构，不论齿轮的旋转方向如何都不改变吸、压油口的位置，故对油泵的转向无限制，因此在新系列封闭和半封闭式冷冻机中广为应用。摆线转子泵与内啮合齿轮泵类似，也可做到对泵的旋转方向无限制，此外摆线转子泵齿形简单，加工容易，结构紧凑，在冷冻机中有着广阔的应用前景。
2）螺杆式冷冻机
螺杆式冷冻机的润滑部位有：凸凹螺杆（亦称阴阳转子）的转动啮合部；转动的螺杆与壳体的相对滑动表面；螺杆前后的滑动轴承；主动螺杆的平衡活塞及轴端的机械密封摩擦面。在上述润滑部位均开有与压力油相通的油口。在能量调节阀上或壳体上开设的大小不同、相隔一定距离的油孔可使润滑压力油直接喷射到转子上，即可冷却润滑转子和壳体，又可对运动部位的间隙进行密封，以减少被压缩气体的泄漏，并降低运转噪声。
由于调压阀调节的润滑油的压力通常比冷凝压力高0.2-0.3MPA，润滑油量可相当于冷冻机输气量的1%-2%。润滑泵可直接用转子本身驱动，也可做成外传动式的。通常都将油分离器作为润滑系统的油箱。目前应用较广的是离心—重力型和填料—重力型的油分离器。
此外在螺杆式冷冻机中也多采用二级油分离器，二级油分离器分离出的润滑油可利用吸、排气压差不经油泵直接被压送到吸气腔，对轴承、平衡活塞等处进行润滑。在该种润滑系统中普遍采用着列管式油冷却器，使油温保持在20-50℃，冷却介质可用水或冷冻机自身的制冷剂来蒸发冷却润滑油。润滑系统中的精过滤器的进出口压差不应超过0.1MPa，否则应清洗或更换滤芯。
3）离心式冷冻机
离心式冷冻机的主要润滑部位是增速齿轮、主轴承及轴端的机械密封。通常齿轮箱可兼做润滑油箱，其中装有电加热器可对润滑油进行预热，油泵用于将油抽送到专设的高位油箱，再由高位油箱把油引到所需的润滑部位，该种方式可防止油泵供油系统突然故障或冷冻机突然断电停机时，油泵无油供给而冷冻机仍保持运转或借惯性继续高速回转，因无润滑而造成设备摩擦部位的“烧伤”或“咬合”事故。
3、冷冻机润滑油的选用
鉴于冷冻机特殊的工作性质，对起润滑介质也提出了某些相应的具体要求，为此而研制了专用冷冻机润滑油。
在选用润滑油时，应根据冷冻机的型式、所用制冷剂的类型及其蒸发温度、以及冷冻机的具体工作条件（如速度高低、负荷大小、工作环境等）加以综合分析比较，以便确定冷冻机润滑油的具体规格或牌号。
对小型低速（平均线速度小于2m/s）双缸活塞式冷冻机可选用N15或N22号冷冻机油，对大、中型高速（平均速度大于3m/s）多缸活塞式冷冻机可选用N32或N46的冷冻机油，对排气温度高、负荷重，使用条件特别恶劣的活塞式冷冻机可选用N68的冷冻机油；对喷油润滑的螺杆式冷冻机可选用N32、或N46冷冻机油；对小型干式（非喷油润滑）螺杆式冷冻机和离心式冷冻机，因润滑油可不与制冷剂接触，可按齿轮箱和主轴承的负荷情况选用N32或N46的冷冻油，也可选用粘度等极相当于L-TSA32或L-TSA46的汽油机油。
4、冷冻机润滑系统的故障及维护
冷冻机润滑系统正常工作的主要标志是：
1）油压表指定稳定，指示压力对活塞或冷冻机应比吸气压力高0.05-0.3MPA，对螺杆式冷冻机应比冷凝压力高0.2-0.3MPa。
2）曲轴箱中的油温应保持在10-65℃之间，最适宜的工作温度为35-55℃。
3）曲轴箱中的油面应足够，并应长期稳定。
4）滤油器的滤芯不应堵塞，对带压差发讯的精细滤油器应具有堵塞的发讯指示。
润滑系统最常见的故障是：油泵无压、调压失灵及压力表指针剧烈摆动。其主要原因在于：
1）曲轴箱中油温过低，冷冻润滑油的粘度过大，泵进口滤油器滤网过密，滤芯被堵塞，以及油面太低，油泵吸油困难，造成吸空现象。
2）油泵长期工作，泵的磨损严重，内漏过大，容积效果明显降低。
3）调压阀芯被卡死在开启位置或调压阀的弹簧失效。
4）系统严重外漏。
冷冻机润滑部位的故障不属润滑系统自身的问题，但也会终将导致系统的故障。如气缸处活塞环结构选用、加工装配不当可造成大量跑油现象，以及轴封处异常渗漏将使曲轴箱中油面明显下降，进而导致油泵的吸空现象；再如连杆大小头轴瓦及前后主轴承装配间隙太小，润滑油太脏以及长期使用润滑油变质等都将加大运动部件的摩擦和磨损，或同时因气缸磨损严重出现高低压窜气，都将导致曲轴箱发热，油温升高，润滑油粘度降低，从而形成润滑条件的恶性循环和造成润滑系统的故障。因此对润滑系统的故障分析应是综合性的，即除润滑系统自身的问题外还应从冷冻机的运行状况予以检查、分析和判断，如有无异常的振动、声响、发热及渗漏等等。
润滑系统的维护应注意以下各点：
1）按冷冻润滑油规定的换油指标定期检查油质，更换或补充经过滤的新油。
2）定期更换或清洗滤芯、管路及曲轴箱。
3）日常点检中注意观察油面、油温、油压是否正常。
4）在中、大修时应注意检查和调整油泵的端面间隙，必要时应予换泵。泵的端面间隙视大小规格不同约为0.03-0.08mm，具体数值请参看有关泵的装配技术要求和出厂规定。
三、常用合成压缩机油
合成压缩机油种类很多,可根据实际需要，选择不同类型的合成压缩机油，满足不同型号的压缩机压缩不同介质的工艺要求。选择余地远比矿物型压缩机油大得多。所以说合成润滑油的发展拓宽了压缩机的应用范围。
1． 酯类压缩机油
酯类油的性能与其结构有密切关系，对结构进行精心设计，可获得预期的性能。一般而言，酯类油的粘温性能良好，加长酯分子的主链，粘度增大、粘度指数增高；主链长度相同时，带侧链的粘度较大，粘度指数较低；带芳基侧链的，粘度指数更低。带支链醇的双酯通常具有较低的凝点。同一类型的酯，随分子量的增加低温粘度增大。
酯类油的热稳定性比矿物油热稳定性高得多，但其氧化安定性与矿物油相似，加入适量的抗氧剂和金属钝化剂后能大大地改善其氧化安定性。
目前有15％的酯类油用作压缩机油。与矿物油相比，它们还具有高闪点、高燃点、低挥发性、低沉积倾向、良好的边界润滑性，并对添加剂和燃饶产物有良好的溶解性等。酯型压缩机油使用寿命长，可大大降低设备维修费用。此外，酯类油还具有良好的生物降解性、低毒性，其 CEC生物降解试验结果大多在80％以上，所以环境保护组织也极力推荐使用酯类油。由于具有较高的粘度指数，选用较低的粘度等级就能满足使用要求，从而可收到节能的效果。
酯型压缩机油通常用于动力压缩机，压缩介质是空气。应避免用于氯气、氧气、氯化氢及氨气压缩机的润滑。可以用于氟橡胶或丁腈橡胶密封的场合。生产酯型压缩机油的公司及其产品牌号有：
AGIP公司 Dicrea 100
ANDEROL安德鲁公司 螺杆压缩机496（46）、反复式压缩机500（100）、用于氢气的压缩555（100）
1、空气压缩机油是如何分类的？
答：空气压缩机油按压缩机的结构型式分往复式空气压缩机油和回转式空气压缩机油两种，每种各分有轻、中、重负荷三个级别。
空气压缩机油按基础油种类又可分为矿油型压缩机油和合成型压缩机油两大类。
2、往复式空气压缩机油有哪几种？
答：往复式空气压缩机油分为轻负荷L－DAA、中负荷L－DAB、重负荷L－DAC三种，粘度等级均设32、46、68、100、150五个牌号，其中DAA、DAB属矿油型，DAC属合成油型。
3、回转式空气压缩机油有哪几种？
答：回转式空气压缩机油按轻、中、重负荷也分为三种，即轻负荷的L－DAG、中负荷的L－DAH，重负荷的L－DAJ，粘度等级均设15、22、32、46、68、100六个牌号，其中DAG、DAH属矿油型，DAJ为合成型。
4、空气压缩机油的作用和主要性能是什么？
答：空气压缩机油主要用于压缩机汽缸运动部件及排气阀的润滑，并起防锈、防腐、密封和冷却作用。由于空压机一直处于高压、高温及有冷凝水存在的环境中，因此空压机油应具有优良的高温氧化安定性、低的积炭倾向性、适宜的粘度和粘温性能、及良好的油水分离性、防锈防腐性等。
5、合成型空气压缩机油主要有哪几种？与矿油型相比具有哪些优点？
答：合成型压缩机油所用基础油主要有合成烃(聚α－烯烃)、有机酯(双酯)、聚烷撑二醇、氟硅油和磷酸酯五种，与矿油型相比具有高温稳定性好，高温下不易生成积炭，使用温度宽，倾点低，挥发性小，使用寿命长等优点，但因价格昂贵，只用于矿油型压缩机油不能承受的各种苛刻条件下的压缩机。
6、为什么空压机油必须具备良好的氧化安定性？评定方法是什么？
答：空压机油由于在汽缸内不断地与高压热空气相接触，极易引起氧化、分解、并在金属磨屑的催化氧化作用下，加剧了油品的老化而生成各种有机酸、胶质、沥青质等，降低了设备的机械效率，造成磨损，机温升高，甚至会发生汽缸爆炸事故。因此空压机油必须具有良好的氧化安定性，评定方法为GB/T12709润滑油老化特性测定法及GB/T12581汽轮机油氧化安定性测定法。
7、空气压缩机发生爆炸的主要原因是什么？怎样预防？
答：抗氧化安定性不好的空压机油，易产生油泥和积炭，热安定性不好的空压机油易分解产生轻质碳氢化合物和碳尘，二者是造成空气压缩机油发生爆炸的主要原因。
油品中易生成积炭的物质主要是胶质，沥青和多环芳聚合物，可通过深度精制除去，所以空压机油一般采用低粘度、深度精制，不含重质光亮油的窄馏分即残炭值低的油品作基础油，并尽量避免有灰添加剂。以提高油品的氧化安定性能及稳定性。
8、如何选择空气压缩机油的粘度？
答：压缩机油粘度选择主要考虑排气压力、其次兼顾压力比和排气温度。
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传动机构 |
汽缸部位 |
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活塞力 黏度等级
KN 冬季 夏季 |
排气压力 黏度等级
MPa 冬季 夏季 |
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≤35 32、46 46、68
>35 46、68 68 |
≤1 46、68 68 100
1－10 68、100 100 、150
10－40 100 、150 150 、220 |
9、空气压缩机油适宜的压缩介质是什么？
答：空气压缩机油适宜的压缩介质有空气；各类烃类气体（如天然气、石油气、焦炉气、乙烯、丙稀、丙烷等）；惰性气体（如氢气、氮气、二氧化碳、一氧化碳及氩、氖、氦气等）；活性气体（如氯、氯化氢、氧化氮、二氧化硫等）。
10、目前国内空气压缩机油有哪些品种？规格标准是什么？
答：目前国内已标准化的往复式空气压缩机油品种有L－DAA、L－DAB两种，规格标准为GB12691－90，粘度等级均分32、46、68、100、150五个牌号。
回转式空气压缩机油已标准化的有L－DAG轻负荷喷油回转式空压机油，规格标准为GB5904－86，粘度等级分15、22、32、46、69、100、六个牌号；L－DAH回转式(螺杆)空压机油标准为企标，设32、46、32A、46A四个牌号，DAH油是由加氢基础油调制而成的新型优质螺杆空压机油，具有优良的热氧化安定性和低的积炭倾向，其中32A、46A为抗磨型。
11、国外空气压缩机油有代表性的规格标准有哪些？
答：国外空气压缩机油有代表性的规格标准有：德国DIN51506(我国GB12691参照此标准制定)，ISO/DP6521.3(我国 GB5904 参照此标准制定)。
12、气体压缩油是如何分类的？
答：ISO/DP6743/3将除空气和冷冻剂以外的气体压缩机油按组成和特性分为五种，即DGA(矿油型)、DGB(特定矿油)、KGC(常用合成液)、DGB(非烃合成液)、DGE(常用合成液)，其中DGA气体压缩机油主要应用在压力小于100×105Pa的 N2、H2、NH3、CO2压缩机及任何压力下的He、Ar、SO2、H2S压缩机。
13、如何选用空气压缩机油？
答：根据压缩机油的设计类型、环境条件、操作负荷选择空压机油的类型，一般情况下，长期高温环境(>30℃)下，选用L－DAB油，高速水冷或低压、小压缩比的压缩机可选用低粘度压缩机油。通常
① 空冷活塞式轴输出功率<20KW，选用32、46、100号(环境温度<-10℃可选32)DAA，DAB，DAC空压机油；
② 水冷活塞式选用68或100号DAA油；
③ 滴油回转式选100、150、220号DAB或DAC油；
④ 喷油回转式选32 号DAG，DAH或DAJ油。
14、压缩机的换油指标是什么？
答：一般情况下，运行中的压缩机油应定期取样，观察油品颜色和清洁度，定期分析油品粘度、酸值、正戊烷不溶物等理化性能。即出现下列情况之一者应考虑换油。① 油品已发绿，色号加深4级；② 酸值超过0.5mgKOH/g；③ 粘度变化超过±15％；④正戊烷不溶物超过0.5％。
轻负荷喷油回转式空气压缩机专用油换油指标为SH/T0538－93
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