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空壓機---氣體壓縮機實現無油潤滑的技術改進 

 
一、概述
1  無油潤滑壓縮機在工業生產中的作用氣缸有油潤滑氣體壓縮機（以下簡稱有油潤滑壓縮機）排出的壓縮氣體，帶走了部分潤滑油，它能弱化化工生產過程，降低產 品質量和提高產品成本。必須指出，在不少情況下，如壓縮酸性氣體（氯氣、氯化氫、二氧化硫等）或氧氣時，是絕對不允許壓縮氣體中有礦物油的。
    清除氣體中的潤滑油是十分復雜的過程，需要大型除油設備，耗用很多資金。盡管如此，仍難以得到
預期的效果。因為壓縮氣體內的潤滑油，不但以微粒和氣體狀態存在，而且有一部分呈氣溶狀態。因此，
即使用最有效的油分離器及過濾器，也難以除去潤滑油的痕跡。氣缸無油潤滑氣體壓縮機（以下簡稱無油
潤滑壓縮機）的產生，使這一技術難題迎刃而解。
    隨著工業企業的蓬勃發展，對無油潤滑壓縮機的需求也逐漸增多，例如：
    （1）用無油潤滑氧氣壓縮機替代用甘油水溶液潤滑的氧氣壓縮機，可經濟地生產出大量壓縮氧氣。
    （2）在塑料生產中，壓縮己內酰胺、乙烯和其他類似氣體，必須使用無油潤滑壓縮機，否則壓縮介質內殘余潤滑油會破壞工藝流程和損壞產品。
    （3）隨著各種生產過程的機械化和自動化，廣泛采用敏感的氣動裝置。使用無油潤滑壓縮機生產的潔凈壓縮空氣，提高了自動化生產設備的可靠性，從而保證自動化生產線的正常運行。
    （4）在食品、制藥等工業生產中，有些壓縮介質也必須用無油潤滑壓縮機。
    由上可見，無油潤滑壓縮機在工業生產中有相當重要的作用。
    我國專業氣體壓縮機制造廠早已生產出無油潤滑壓縮機系列產品，并在技術上不斷改進。對有油潤滑
壓縮機加以技術改進，也可以實現無油潤滑。本文將介紹往復活塞式氣體壓縮機由加油潤滑改為無油潤滑
時，對有關零、部件的改進設計技術。

2  有油潤滑壓縮機的無油潤滑技術改進內容
    對我國工、礦企業目前廣泛使用的有油潤滑壓縮機，除國家規定的淘汰產品和嚴重磨損及機體變形的
以外，一般地說，多數可以通過技術改進來實現無油潤滑。主要改進內容如下。
    （1） 用填充聚四氟乙烯（PTEE） 制造密封件（活塞環、填料密封圈、刮油環），以替代原金屬制密
封件。PTEE 材料具有一定的彈性變形性能，因此，用其制造的密封件能很快地與氣缸鏡面或活塞表面形
狀相吻合，在很大程度上減少壓縮氣體的泄漏，從而提高生產效率。PTEE 材料具有自潤滑性能，與金屬
摩擦時的摩擦系數很小，可顯著降低摩擦副的磨損，延長其使用壽命。
    （2） 在活塞上鑲裝PTEE 材料制造的支承環。
    支承環的功能是防止活塞的金屬表面與氣缸鏡面直接接觸所產生的鏡面磨損以至拉傷；對活塞的運行具有導向作用；對臥式或角度式壓縮機，還有支承活塞及部分活塞桿重力的作用。有油潤滑臥式大、中型空氣
壓縮機在活塞下部外圓90°-120°,范圍內，澆注了一層軸承合金（俗稱“托瓦”），作為活塞的支承面�！巴型摺辈荒芴娲�支承環，改裝時可利用“托瓦”的部位，裝配設計的PETT 支承環。
    （3）由于PETT 材料的導熱率低，有油潤滑壓縮機改為無油潤滑后，在壓縮機運行時，活塞桿的溫
度比改進前明顯提高。為了解決這個問題，把活塞桿改為中空結構，利用壓縮機驅動系統的循環潤滑油，
導入活塞桿空心孔內，對活塞桿進行冷卻。實踐表明，這樣的改進設計效果良好。
    （4）有油潤滑壓縮機改為無油潤滑后，如仍使用原來的金屬制環形或條形閥片吸、排氣閥，在無潤
滑油的狀態下工作，則閥片與導向柱會很快磨損。為了保證氣閥正常工作，改進設計時可以采用下述任一
種方法：①采用無摩擦網狀氣閥，但必須按原氣閥的安裝條件，重新設計制造網狀氣閥；②將環形、條形
閥片及導向柱改用Mc尼龍制造，同時用不銹彈簧鋼絲制造氣閥彈簧。
    （5）有油潤滑壓縮機改為無油潤滑后，如用來壓縮具有腐蝕性、毒性、易燃易爆性等危險氣體，應
在機身和氣缸之間增設中間接筒。中間接筒的主要功能是，嚴格防止活塞桿把十字頭導向部分的潤滑油帶
入氣缸而污染壓縮氣體；把由填料函泄漏出來的危險性氣體收集起來，以防散入室內空氣中，保證安全生
產。用于上述壓縮介質的氣體壓縮機，其氣缸或缸套必須用耐腐蝕材料制造。如原用材料不能滿足耐腐蝕
要求，應鑲裝耐腐蝕、耐磨損材料制造的缸套，并對氣缸的氣道和中間冷卻器的內腔（氣體流經的地方）
刷涂防腐蝕涂料。
    有必要指出，增加中間接筒后對壓縮機的整體結構會帶來影響。因此，對改進設計的相關部分應作適
當的改裝，并認真考慮改裝的經濟性。
    除上述五項主要改進內容外，還應根據實際需要改善以下輔助裝置：采用新型高效氣體濾清器；對氣
缸和中間冷卻器的冷卻水系統采取技術措施，以降低壓縮氣體的溫度及對暴露在周圍環境空氣中的活塞桿
采取防護措施，防止空氣中的粉塵污染活塞桿等。

二、活塞結構的設計
    這里所說的活塞結構是指用PTEE制造的活塞環和支承環在活塞體上安裝部位的結構。設計時，應首先根據活塞兩側的工作壓力差及壓縮介質的密度，選取活塞環 的數量。其次根據氣缸的直徑尺寸及其安裝布置方式（立式、臥式、角度式等）及活塞組件的質（重）量，確定支承環的尺寸和安裝部位。

1 活塞環數量的確定無油潤滑壓縮機的活
                                
    塞環數量應根據活塞兩側工作壓力差和壓縮介質的密度來確定。表 所列數據供選取活塞環數量時參考。

2  活塞與活塞環槽的結構尺寸
    無油潤滑壓縮機的活塞上裝有支承環， 因此活塞體與氣缸的徑向間隙比有油潤滑時大得多。PTEE 材料的強度比鋼低，但其熱膨脹系數比鋼大4-5倍， 因此PETT活塞環的截面尺寸比金屬活塞環要大些，