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          中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)組電機(jī)售后長期運(yùn)行可靠性的研究

          作者:王澤寬 張成成 熊克勇 李國營 時間:2017-07-27 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏
          編者按:電機(jī)作為空調(diào)機(jī)組的組成部分,在整個機(jī)組中實(shí)現(xiàn)著能量交換傳遞的核心功能。而中央空調(diào)機(jī)室內(nèi)機(jī)組因其工程安裝的特殊性,其售后運(yùn)行的可靠性尤為重要。目前中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)組使用的電機(jī),其殼體結(jié)構(gòu)和軸承的設(shè)計(jì)選用對售后長期使用的可靠性存在重大影響。本文結(jié)合售后實(shí)際故障反饋和案例,概述了中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)組電機(jī)長期運(yùn)行后,出現(xiàn)的故障機(jī)理、失效案例和可靠性提升。

          作者 王澤寬 張成成 熊克勇 李國營 格力電器(合肥)有限公司(安徽 合肥 230000)

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201707/362274.htm

          王澤寬(1987-),男,助理工程師,研究方向:故障分析及

          摘要作為空調(diào)機(jī)組的組成部分,在整個機(jī)組中實(shí)現(xiàn)著能量交換傳遞的核心功能。而機(jī)因其工程安裝的特殊性,其售后運(yùn)行的尤為重要。目前使用的,其結(jié)構(gòu)和的設(shè)計(jì)選用對售后長期使用的存在重大影響。本文結(jié)合售后實(shí)際故障反饋和案例,概述了電機(jī)長期運(yùn)行后,出現(xiàn)的故障機(jī)理、失效案例和可靠性提升。

          引言

            作為空調(diào)器內(nèi)部的核心功能部件,電機(jī)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致空調(diào)器整機(jī)功能失效。中央空調(diào)機(jī)組主要面向商業(yè)類工程,其售后長期使用的可靠性將直接導(dǎo)致機(jī)組是否會面臨較大范圍的維修,對使用者和生產(chǎn)者來講,將造成嚴(yán)重的影響。

            通過對室內(nèi)機(jī)組售后長期運(yùn)行后的失效模式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),電機(jī)的結(jié)構(gòu)及的設(shè)計(jì)選用對售后長期使用的可靠性有著至關(guān)重要的影響。本文將對中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)組電機(jī)、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)選用,在售后長期運(yùn)行后出現(xiàn)的電機(jī)故障進(jìn)行專項(xiàng)研究。

          1 電機(jī)長期使用后的“可靠性”失效特征

            長期使用后的“可靠性”失效特征有:潛伏期較長、噪音異響、卡死及批量。

          1.1 潛伏期較長

            售后工程上反饋的電機(jī)故障,多數(shù)出現(xiàn)在機(jī)器使用一年至三年左右,部分在三年以上。

          1.2 噪音異響

            中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)組由于其安裝的特殊性,其安裝全部是在場地裝修之前,因此,殼體開孔結(jié)構(gòu)電機(jī)和普通防塵結(jié)構(gòu)軸承必然會受到裝修過程的粉塵、涂料和其他污染物的影響。一旦進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部,將導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)損傷,繼而產(chǎn)生噪音異響故障。

          1.3 卡死

            一部分是在最初顯現(xiàn)噪音異響故障的基礎(chǔ)上進(jìn)一步惡化而來;一部分是因?yàn)楦邼癍h(huán)境和具有一定腐蝕性裝修化學(xué)材料影響導(dǎo)致。其主要現(xiàn)象為電機(jī)內(nèi)部生銹腐蝕、定轉(zhuǎn)子間“掃膛”、軸承磨損異響、卡滯故障。

          1.4 批量

            中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)組一般屬于工程類安裝使用,因此,其可靠性的影響帶來的結(jié)果也必將是幾臺、幾十臺,甚至更多臺電機(jī)先后或同一時期故障。如果相關(guān)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上不做調(diào)整優(yōu)化,售后維修勢必將會反復(fù)。

          2 結(jié)構(gòu)特征

            中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)組目前使用的電機(jī)主流結(jié)構(gòu)為開孔式殼體(圖1),軸承主要為普通防塵蓋結(jié)構(gòu)的RZ軸承(圖2)。在工程機(jī)組安裝特殊性的情況下,上述結(jié)構(gòu)必然會對整機(jī)的售后運(yùn)行的可靠性產(chǎn)生重大影響。


          3 失效案例

            以下舉例某工程室內(nèi)機(jī)組使用一段時間后,出現(xiàn)的批量性噪音異響投訴案例。

          3.1 案例1

            陜西某酒店工程安裝一批風(fēng)機(jī)盤管室內(nèi)機(jī)組,整機(jī)使用一年后出現(xiàn)批量噪音異響故障。經(jīng)過維修人員初步排查,發(fā)現(xiàn)全部故障電機(jī)均存在摩擦噪音(定轉(zhuǎn)子間摩擦噪音和軸承噪音),現(xiàn)場體驗(yàn)噪聲明顯。

            經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn),該酒店的機(jī)器已使用一兩年,前后有約三十多臺內(nèi)機(jī)出現(xiàn)噪音?,F(xiàn)場查看使用的全部為開孔式電機(jī),電機(jī)內(nèi)部有大量粉塵類污染物(圖3)。

            機(jī)組運(yùn)行時,將外部粉塵等異物吸入電機(jī)內(nèi)部,由于污染物進(jìn)入定轉(zhuǎn)子間,導(dǎo)致定轉(zhuǎn)子摩擦異物產(chǎn)生噪音(圖4)。

            同時由于電機(jī)使用的為普通防塵蓋RZ(非接觸式密封,配合間隙0.10~0.30mm)軸承,粉塵從防塵蓋間隙進(jìn)入軸承內(nèi)部(圖5),軸承油脂受到污染,破壞軸承正常潤滑,導(dǎo)致軸承異常磨損并產(chǎn)生軸承噪音。

          3.2 案例2

            山東某酒店工程安裝一批風(fēng)管機(jī)組,整機(jī)使用約兩年時間,發(fā)現(xiàn)十多臺室內(nèi)機(jī)組出現(xiàn)噪音異響故障。故障室內(nèi)機(jī)組電機(jī)同樣存在摩擦噪音(定轉(zhuǎn)子間摩擦噪音和軸承噪音),且體驗(yàn)噪聲明顯。

            經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),故障機(jī)組集中在酒店廚房場所,查看機(jī)組使用電機(jī)全部為開孔式殼體,且電機(jī)內(nèi)部存在大量粉塵、油煙等污物(圖6)。

            該酒店工程室內(nèi)機(jī)組噪音問題,與陜西某酒店故障現(xiàn)象基本一致,而電機(jī)損壞程度相比更甚(圖7),因粉塵及油污的污染,導(dǎo)致軸承內(nèi)部油脂喪失潤滑作用,軸承內(nèi)外圈與滾珠發(fā)生異常磨損,引發(fā)故障。

          3.3 案例3

            湖南某室內(nèi)游泳館安裝一批室內(nèi)風(fēng)管機(jī)組,在使用約一年時間后,發(fā)現(xiàn)多臺機(jī)組出現(xiàn)噪音異響問題。

            經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),該游泳館屬于室內(nèi)場館,場館內(nèi)部空氣濕度大,對于整機(jī)的防潮性能有著較高的要求。對維修更換的電機(jī)分析發(fā)現(xiàn),該電機(jī)為開孔式殼體結(jié)構(gòu)和普通RZ軸承,軸承表面存在明顯銹跡(圖8),電機(jī)運(yùn)行時存在明顯的軸承噪音。

          4 可靠性提升

            隨著中央空調(diào)行業(yè)的快速增長,各大品牌之間的競爭隨之加劇,歸根結(jié)底競爭的是產(chǎn)品質(zhì)量。

            空調(diào)產(chǎn)品從以往的一年包修到三年包修,再到六年包修,直至現(xiàn)在行業(yè)里提出的十年包修。產(chǎn)品的質(zhì)量是唯一標(biāo)準(zhǔn),而產(chǎn)品質(zhì)量的長期可靠性,才是十年包修的意義所在。

            目前開孔式殼體和普通防塵式RZ軸承仍為空調(diào)器上的主流應(yīng)用,電機(jī)防護(hù)等級僅為IP20至IP24,遠(yuǎn)不能滿足售后安裝和使用環(huán)境的特殊需求。為解決售后長期使用的可靠性,必須提升其防護(hù)等級,以此來防止外部粉塵、濕氣和其他污染物進(jìn)入電機(jī)和軸承內(nèi)部,使得電機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行在一個良好的環(huán)境中。

          4.1 殼體

            開孔式殼體更改為封閉式殼體,條件允許可以采用塑封結(jié)構(gòu)。通過電機(jī)殼體結(jié)構(gòu)的更改,能夠提高電機(jī)的防護(hù)等級,防止外部污染物進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部,影響電機(jī)長期運(yùn)行的可靠性。

          4.2 軸承

            普通防塵蓋式RZ軸承(非接觸式密封)更改為接觸式密封的RS軸承。通過電機(jī)軸承防護(hù)結(jié)構(gòu)的整改,不但能夠有效防止粉塵、高濕氣體和其他腐蝕性污染物進(jìn)入軸承內(nèi)部,還能有效解決軸承油脂的揮發(fā)和流失。

          5 結(jié)論

            通過上述批量性的電機(jī)可靠性失效因素的分析研究,室內(nèi)機(jī)組電機(jī)售后長期的可靠運(yùn)行,除去制造過程因素外,其電機(jī)的殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸承的設(shè)計(jì)選型是重要影響因素。

            目前各電機(jī)廠商生產(chǎn)的空調(diào)電機(jī)的結(jié)構(gòu)基本一致,并且仍是市場主流。但從中央空調(diào)售后安裝的特殊性和長期使用的可靠性來看,其殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸承的設(shè)計(jì)選型,需要進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,否則難以保證產(chǎn)品的長期可靠性。

            筆者通過對實(shí)際工程反饋的質(zhì)量問題調(diào)查及分析,得出了關(guān)于中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)組電機(jī)售后可靠運(yùn)行的重要影響因素,因此建議各空調(diào)廠商要重點(diǎn)考慮到,影響售后長期可靠運(yùn)行的電機(jī)殼體結(jié)構(gòu)及軸承的選型。

            參考文獻(xiàn):

            [1]楊晶雪,趙永華.高防護(hù)等級電機(jī)密封新結(jié)構(gòu)[J].電機(jī)技術(shù),2012,61-64.

            [2]GB/T 4942.1-2006,旋轉(zhuǎn)電機(jī)整體結(jié)構(gòu)的防護(hù)等級(IP代碼) 分級[S].2006(8):1-4.

            [3]費(fèi)文.家用中央空調(diào)進(jìn)入快速發(fā)展期[J],供熱制冷,2013(11):64.

            本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第8期第46頁,歡迎您寫論文時引用,并注明出處。



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