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  小型挖掘机空调压缩机故障分析及解决方案

  1 故障现象

  小型挖掘机的空调压缩机在 3 000 h 以内故障率达到了 1%,其中有 60%的压缩机故障是在春夏季节初次使用空调制冷时发现。根据现场反馈信息进行信息统计和分类,压缩机外部故障现象主要表现为压缩机卡滞、安装座断裂和壳体泄漏等。通过拆解故障压缩机故障部件,发现压缩机内部故障现象主要表现为斜盘磨损、安装座开裂、O 形圈挤压变形和驱动轴偏磨等,拆解的故障品。

  2 故障原因分析

  观察压缩机故障品,发现压缩机损坏主要表现为内部磨损和外部断裂变形。对故障压缩机进行分析,初步判定引起压缩机故障的原因主要有:1)压缩机本身质量问题;2)压缩机安装设计不合理;3)压缩机选型不匹配。因此,从这 3 个方面进行排查。
小型挖掘机空调压缩机故障分析及解决方案
  (1) 压缩机质量确认

  对于某一部件集中发生故障的问题,首先排查压缩机零部件质量是否合格。此小型挖掘机使用的是国内知名厂家生产的压缩机,压缩机厂家根据压缩机序列号进行反向排查,同批次生产的其他压缩机没有出现类似故障,而且此款压缩机是比较成熟的产品,在汽车及轮式工程机械上使用已超过 10 万套,可初步判断压缩机部件质量没有问题。

  (2) 压缩机安装设计确认

  压缩机安装时,要求压缩机皮带轮与发动机皮带轮两轴线平行,两轮槽的中心平面重合。如果倾角超出允许范围,会引起皮带断裂或压缩机驱动轴轴向受力偏磨等故障隐患。通过排查压缩机安装支架及压缩机图纸尺寸环。

  (3) 压缩机安装方法

  目前,根据安装结构区分,小型挖掘机空调压缩机的安装方法有两种,分别为轴向端面安装和径向端面安装,此故障压缩机采用轴向端面安装结构,而其他机型采用径向端面安装结构的压缩机未出现类似故障。此款空调压缩机主要在汽车及卡车上使用,与小型挖掘机相比,汽车及卡车的振动冲击相对较小。为了验证振动对不同安装结构压缩机的影响,在发动机转速为 1 050r/ min 的条件下,对故障机型及采用径向端面安装压缩机的车型进行了压缩机缸体振动测试。通过测试发现轴向端面安装结构压缩机缸体振动加速度偏差为 2.4 m/ s2,而径向端面安装结构压缩机缸体振动加速度偏差为 0.8 m/ s2。

  通过测试发现,轴向端面安装结构压缩机机体自身受力是径向端面安装结构压缩机的 3 倍。与轴向端面安装结构压缩机相比较,径向端面安装结构压缩机更适合在小型挖掘机上应用。
小型挖掘机空调压缩机故障分析及解决方案
  3 解决方案及效果

  首先,在保证原有空调系统性能匹配的前提下,选用与原有压缩机功耗、排量等性能参数相同的径向端面安装压缩机。然后,在设计压缩机安装支架时控制尺寸链的公差尺寸,通过排查压缩机安装支架及压缩机图纸尺寸环。理论设计压缩机皮带轮与发动机皮带轮轴线距离 d为 310 mm,压缩机皮带轮轴线与发动机皮带轮轴线平行。压缩机皮带轮与发动机皮带轮中心平面度偏差满足GB/ T 30172—2013 标准要求。

  截至目前,装配改型后压缩机的整机有 200 多台的市场保有量,工作时间超过 3 000 h 的超过 50%,未有压缩机故障问题反馈。

  4 虽然轴向端面安装结构的压缩机在汽车、轮式工程机械上应用的比较成熟,但与汽车、轮式工程机械相比,小型挖掘机振动冲击更大,相比轴向端面安装结构压缩机,径向端面安装结构压缩机振动稳定性更好,更适合在小型挖掘机上应用。同时,在压缩机安装设计时需要保证皮带轮轮槽中心平面度在标准要求允许范围内。


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