醫用全無油潤滑微型空壓機研究

任憑慧

（珠海市奧吉賽科技有限公司，珠海 519000）

在空氣壓縮機領域，近年來螺桿式空壓機成為發展的新主流。它以性能優越、噪音低、壽命長而優于同功率的活塞式壓縮機。氣體回流通過主副轉子間以及轉子與機體外殼間良好結合的方式而有效減少。部分醫療保健設備需要用到純凈的氣源，而醫用無油螺桿空氣壓縮機可以提升氣源的純凈度，同時為醫用設備等提供足量的氣源。因此，我國科技工作者對大功率無油潤滑微型螺桿空壓機啟動過程中產生的問題進行深入研究。為使機器易損件的使用壽命得到提高，保障機器組的可靠性，人們不斷改進和完善機器的結構和性能[1]。本文將通過分析各種機器參數，分析探討機器運行時的變化規律，從而提出一些初步改進方案，為產品設計提供參考。

1 無油螺桿空氣壓縮機變壓力試驗

根據無油螺桿空氣壓縮機的變壓力試驗結果，首先按照實測數據做出比功率q、軸功率N對變量排氣壓力P的散點圖（見圖1），然后通過最小二乘原理分別求出q-P和N-P的回歸直線方程為：q=3.267+3.494P；N=8.267+9.287P。最后，對上述的線性關系進行檢驗，得到的結果為：其相對系數的估計量分別為0.997和0.990，在信度α=0.01時，確認q、N與P之間存在線性相對關系。

圖1 散點圖

確定壓縮機的結構參數，適當改變最終排氣壓力，發現一級排氣壓力波動很小。因此可得，隨著排氣壓力的升高，壓縮機的軸功率與比功率均形成線性規律增加，尤其是比功率q與壓力P之間存在高度線性關系。

2 無油螺桿空氣壓縮機優點

無油螺桿空氣壓縮機樣機的結構特點有：壓縮機設計采取了使側壓力趨于均勻，減少側壓力峰值的措施；通過調節平衡方式，運用內外平衡相結合的平衡方式，使潤滑機的兩個軸承之間受力均勻，結構緊湊。

無油螺桿空氣壓縮機的優點：取消了供油槽和油路系統以及氣體凈化等處理設備，使產品結構簡單、重量輕，節省投資，減少維修環節；增加防銹的能力，這對潮濕南方具有重要的意義；油脂的污染及滴漏被消除，可以提供不受污染的空氣；適應于較寬的溫度范圍和特殊的工作條件，如抗輻射、不能用潤滑油脂的場合；機器采用精密齒輪，并且采用改良的不銹鋼密封件，可以預防油漏到機組里。

無油螺桿空氣壓縮機需要一定的跑合周期，原因是其運行初期具有比功率偏大、排氣量偏低的特點[2]。試驗表明，200h大約是無油螺桿空氣壓縮機的跑合周期。無油螺桿空氣壓縮機的各部件之間缺少油膜密封，氣缸完全處于干運轉的狀態，因此氣體缸和各個部件的氣密性和貼合狀態有著密切的關系。在跑合初期，氣缸內還留有空隙，因而無油螺桿空氣壓縮機氣量偏低；與此同時，機器之間的摩擦沒有完全跑合完全，導致比功率偏高。這種情況是小氣量的無油螺桿空氣壓縮機應該重點考慮的問題。試驗結果表明，加工、制造以及安裝質量對機器的性能有很大的影響，所以人們應該提高工藝和管理水平、保持產品的穩定性。

3 無油螺桿空氣壓縮機原理

在無油螺桿空氣壓縮機吸氣的過程中，隨著轉子的轉動，主副轉子之間形成的容積逐漸增大。這個逐漸增大的容積與吸氣口相連接，導致齒間容積內充滿外界空氣。齒間間距會在增加到最大時與吸氣口斷開，此為進氣過程。當吸氣結束后，會進入封閉過程。在此過程中，主副轉子齒峰會與機殼閉合，由主、副轉子及殼體組成的封閉腔內充滿空氣。主副轉子齒繼續相互嚙合，空氣逐漸排出向尾端輸送，即輸送過程。

無油螺桿空氣壓縮機傳動部位磨損是機器運行過程中出現的普遍問題，包括軸承位、軸承座、軸承室等部位，補焊高溫產生的高溫無法消除，容易導致傳動部位的材質損傷，使傳動部位的零件出現斷裂破損，電刷鍍部位因為厚度的限制容易剝落，在各種因素的影響下，還會導致零件再次磨損。針對壓縮機傳動部位磨損的問題，發達國家使用高分子復合材料的修復方法。目前應用最成熟廣泛的技術是美國的美嘉華技術體系，該體系具有超強的黏著力等優質的性能，可免拆卸免機加工，補焊產生的高溫和電刷鍍厚度問題不會受到限制，螺桿壓縮機要完成燃氣輪機的工作，必須要具有非常大的排氣量。

無油螺桿空氣壓縮機結構簡單、性能優良，而且能產生干凈的壓縮空氣，在越來越多的行業中得到應用。無油螺桿空氣壓縮機適合用作醫用設備，因為該機器產生的空氣流量大[3]。但是，無油螺桿空氣壓縮機還處于發展期，仍然存在無油潤滑技術不成熟的問題，人要不斷改進無油潤滑技術，將技術完備的無油螺桿空氣壓縮機運用到企業中。

無油螺桿壓縮機的優點很多：一是能夠節省企業的投資費用，通過更換不同尺寸的標準缸徑來滿足不同的產品要求；二是無油螺桿壓縮機的空間密閉性良好，有效地防止了有害氣體的泄露；三是氣體密封采用浮動設計，能夠提供更長的壽命和更好的密封性能。

醫用無油螺桿空氣壓縮機的結構設計緊湊、合理，有效地降低了產品的占地面積，其輸出氣體平穩無波動，減震降噪設計良好，最大限度減少噪音污染。無油螺桿空氣壓縮機在安裝使用時只需要與設備連接，接通電源就可以使用[4]。

4 結語

在無油螺桿空氣壓縮機中，采用填充聚四氟乙烯的方法，經過低溫處理容積內部的無油潤滑摩擦性能穩定，耐久性強，可以滿足人們對無油螺桿空氣壓縮機的要求。潤滑脂是無油螺桿空氣壓縮機采用的潤滑技術，對該技術來說，溫度是一個極其重要的因素。高溫條件下，潤滑材料破損速度加快，同時潤滑脂容易發生變質、流失，導致潤滑的效果變差，磨損變快。因此，無油螺桿空氣壓縮機的設計關鍵因素是冷卻無油螺桿空氣壓縮機的溫度。無油螺桿空氣壓縮機是醫院的重要設備，但是耗能較大。所以，相關企業要持續改進無油螺桿空氣壓縮機技術，降低能源損耗和產品成本，提高純凈壓縮空氣的產量。

[1]戴安祥，凌永驤，張華宗，等.醫用全無油潤滑微型空壓機研究[J].壓縮機技術，2015，37（5）：372.

[2]鄭洪偉.無油空壓機安裝方法論證[J].科技風，2017，3（7）：283.

[3]王邦旭.ZR160-8.6空壓機二段排氣溫度高故障分析與處理[J].化工設備與管道，2017，54（2）：243.

[4]李向明.醫用制氧機空壓機系統工作原理及故障分析[J].中

國設備工程，2017，62（1）：104-105.