气悬浮离心制冷压缩机轴承承载特性分析*

□ 王 春 □ 赵远扬 □ 滕 斌 □ 杨启超

青岛科技大学 机电工程学院 山东青岛 266061

1 分析背景

离心式冷水机组广泛应用于商用空调系统,离心制冷压缩机是离心式冷水机组的核心设备。离心制冷压缩机传统上采用齿轮增速方式提高叶轮转速,齿轮和轴承需要润滑油进行润滑,驱动部分功耗较大,同时会使制冷剂中混入润滑油,长期使用可能影响换热器的换热效果,导致系统制冷性能降低[1]。另一方面,传统齿轮增速方式零件多,结构复杂,体积大,无法满足现代离心制冷压缩机高速、无油、小型化的需求。

近年来,随着磁悬浮轴承技术的突破,磁悬浮离心制冷压缩机技术逐渐成熟并得到应用。磁悬浮离心制冷压缩机采用高速电机,使用磁悬浮轴承直接驱动,克服了传统齿轮增速方式使用润滑油且体积大的缺点。当然,磁悬浮技术作为一种主动控制技术,控制系统复杂,磁悬浮轴承及其控制系统的成本较高。

采用气悬浮轴承代替磁悬浮轴承的气悬浮离心制冷压缩机是未来离心制冷压缩机的发展方向之一。气悬浮离心制冷压缩机同样克服了传统齿轮增速方式的缺点,同时具有成本低、不需要主动控制等优点,但气悬浮轴承的承载力较小[2]。

目前常用的气悬浮轴承大多以空气、氦气为工作介质,其中,动压气悬浮轴承已成功应用于航空航天领域[3]。气悬浮离心制冷压缩机中的轴承工作介质通常为R134a制冷剂,对轴承的承载特性有很大影响,且目前还未见在制冷剂环境下对离心压缩机轴承承载特性进行研究的文献。……