我国无油润滑压缩机发展历史及存在的问题

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　一、六十年代与世界同步研制出中国第一代填充聚四氟塑料环无油压缩机

　　我国最早从事填充聚四氟乙烯环无油润滑压缩机的研制工作是沈阳气体压缩机厂和中国科学院兰州化学物理研究所。自1964年起开展对压缩机的活塞环、浮动环、密封圈和导向套等自润滑材料的试验研究工作。1965年8月，国家科委在沈阳举行了科研成果鉴定会，参加会议有三十余家研究单位和大专院校专家，沈阳气体压缩机研究所发表了研制工作报告“塑料活塞环无油压缩机的低压试验总结”和中国科学院兰州化学物理研究所研制工作报告“填充含氟塑料的磨擦磨损性能及其作为气缸无润滑压缩机活塞环之研究”第一报、第二报。报告全部以机密加印发放。会议未邀请压缩机制造厂参加。

　　沈气所研制工作报告侧重于压缩机无油结构，兰州化学物理所侧重材料配方及工艺，本人则参与了全过程的研制工作，从参与配方、工艺的全过程研制，同时还自力更生自制设备如烧结炉等的设计制造。沈气所选用2Z-4.5/25型空压机改制试验机，该机为立式两列，行程S=170，转速330r/min，根据当时对无润滑的定义，就是气缸中的活塞环和填料中的密封环是采用自润滑材料代替原金属材料，它无须加注压缩机油润滑，可以保证输气绝对不含油和油雾。为此，需防止曲轴箱的油和油雾沿活塞杆爬进填料和气缸，在无参考资料的情况下，采用了在十字头处加钢管将活塞杆置于钢管中，钢管带外沿帽的结构，后从刚进口的迷宫式压缩机中学到采用新结构青铜材质的刮油环及将接筒和活塞杆加长相当于1.5倍行程,这样以确保机身润滑油不会沿活塞杆爬进填料和气缸。沈气所为无油润滑压缩机在结构方面、选材方面进行多方面的创新研究。

　　★ 由于气体不含油，使气阀的工作处于干摩擦状态工作，因此寻求自润滑的阀片材料、阀片结构及热处理，如用环状阀片其导向销调质硬度很快就磨损；改淬火，阀片就磨出缺口；采用填充四氟导向销仍然不满意；选用高吸附能力硅脂润滑油涂抹可以改善；改网状阀片后，其铣薄处，尤其是当低于0℃进气时，易发生冷脆性折断。

　　★为了保证活塞环工作，根据当时塑料活塞环几乎没有弹力，为保证预密封力采用张力环，其比压在0.1-0.3kgf/cm2范围内。

　　★为了防止活塞在气缸里，在往复运动过程中与气缸壁面相碰撞必须设浮动环（或称导向支撑环），对立式压缩机浮动环的轴向高度则应为活塞环轴向高度的1.5-2倍。对卧式压缩机轴向高度应按比压确定：

　　q=G+0.5Gd［］Dm×H0.3(kgf/cm)

　　q—比压kgf/cm

　　G—活塞重量kg

　　Gd—活塞杆重量kgDm—浮动环的平均直径cmH—浮动环的轴向高度cm

　　★活塞环、浮动环、密封环的配合间隙在材料配比尚未定型之前必须通过实际测试来决定。

　　①活塞环的测试是将环放置在内径等于气缸直径的内模和涨力环之间加热至150℃，根据其厚度不同，保温2-3小时。

　　②浮动环的测试是将环放置在外径等于气缸直径和内径等于活塞上浮动环槽的底径的二个固定槽之间加热至150℃，根据其厚度不同，保温2-3小时。

　　③密封圈的测试是将塑料密封环的实际轴向厚度（注意测试方向与成型方向相同）加热至100℃保温1-2小时，保温后的试样用千分卡测量其变形量，为确保其精确性，采用多点测量，取其平均值。

　　④活塞环的轴向间隙应为实测膨胀值再加0.05-0.10毫米的间隙，以确定活塞环槽的尺寸。浮动环在与活塞环材料一致，厚度一致的条件下，其与浮动环槽的间隙应该比活塞环与活塞环槽的间隙大些，因活塞环径向是处于半自由状态，而浮动环则不然。

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