醫(yī)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(lǐng)域，近年來螺桿式空壓機成為發(fā)展的新主流。它以性能優(yōu)越、噪音低、壽命長而優(yōu)于同功率的活塞式壓縮機。氣體回流通過主副轉(zhuǎn)子間以及轉(zhuǎn)子與機體外殼間良好結(jié)合的方式而有效減少。部分醫(yī)療保健設(shè)備需要用到純凈的氣源，而醫(yī)用無油螺桿空氣壓縮機可以提升氣源的純凈度，同時為醫(yī)用設(shè)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(chǎn)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(jié)構(gòu)和性能[1]。本文將通過分析各種機器參數(shù)，分析探討機器運行時的變化規(guī)律，從而提出一些初步改進方案，為產(chǎn)品設(shè)計提供參考。

1 無油螺桿空氣壓縮機變壓力試驗

根據(jù)無油螺桿空氣壓縮機的變壓力試驗結(jié)果，首先按照實測數(shù)據(jù)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(guān)系進行檢驗，得到的結(jié)果為：其相對系數(shù)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(guān)系。

圖1 散點圖

確定壓縮機的結(jié)構(gòu)參數(shù)，適當(dāng)改變最終排氣壓力，發(fā)現(xiàn)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(guī)律增加，尤其是比功率q與壓力P之間存在高度線性關(guān)系。

2 無油螺桿空氣壓縮機優(yōu)點

無油螺桿空氣壓縮機樣機的結(jié)構(gòu)特點有：壓縮機設(shè)計采取了使側(cè)壓力趨于均勻，減少側(cè)壓力峰值的措施；通過調(diào)節(jié)平衡方式，運用內(nèi)外平衡相結(jié)合的平衡方式，使?jié)櫥瑱C的兩個軸承之間受力均勻，結(jié)構(gòu)緊湊。

無油螺桿空氣壓縮機的優(yōu)點：取消了供油槽和油路系統(tǒng)以及氣體凈化等處理設(shè)備，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，節(jié)省投資，減少維修環(huán)節(jié)；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(yīng)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(yù)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(zhuǎn)的狀態(tài)，因此氣體缸和各個部件的氣密性和貼合狀態(tài)有著密切的關(guān)系。在跑合初期，氣缸內(nèi)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(dǎo)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(yīng)該重點考慮的問題。試驗結(jié)果表明，加工、制造以及安裝質(zhì)量對機器的性能有很大的影響，所以人們應(yīng)該提高工藝和管理水平、保持產(chǎn)品的穩(wěn)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(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，主副轉(zhuǎn)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(dǎo)致齒間容積內(nèi)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(dāng)吸氣結(jié)束后，會進入封閉過程。在此過程中，主副轉(zhuǎn)子齒峰會與機殼閉合，由主、副轉(zhuǎn)子及殼體組成的封閉腔內(nèi)充滿空氣。主副轉(zhuǎn)子齒繼續(xù)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(xiàn)的普遍問題，包括軸承位、軸承座、軸承室等部位，補焊高溫產(chǎn)生的高溫?zé)o法消除，容易導(dǎo)致傳動部位的材質(zhì)損傷，使傳動部位的零件出現(xiàn)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(dǎo)致零件再次磨損。針對壓縮機傳動部位磨損的問題，發(fā)達國家使用高分子復(fù)合材料的修復(fù)方法。目前應(yīng)用最成熟廣泛的技術(shù)是美國的美嘉華技術(shù)體系，該體系具有超強的黏著力等優(yōu)質(zhì)的性能，可免拆卸免機加工，補焊產(chǎn)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(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良，而且能產(chǎn)生干凈的壓縮空氣，在越來越多的行業(yè)中得到應(yīng)用。無油螺桿空氣壓縮機適合用作醫(yī)用設(shè)備，因為該機器產(chǎn)生的空氣流量大[3]。但是，無油螺桿空氣壓縮機還處于發(fā)展期，仍然存在無油潤滑技術(shù)不成熟的問題，人要不斷改進無油潤滑技術(shù)，將技術(shù)完備的無油螺桿空氣壓縮機運用到企業(yè)中。

無油螺桿壓縮機的優(yōu)點很多：一是能夠節(jié)省企業(yè)的投資費用，通過更換不同尺寸的標(biāo)準缸徑來滿足不同的產(chǎn)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(shè)計，能夠提供更長的壽命和更好的密封性能。

醫(yī)用無油螺桿空氣壓縮機的結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊、合理，有效地降低了產(chǎn)品的占地面積，其輸出氣體平穩(wěn)無波動，減震降噪設(shè)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(shè)備連接，接通電源就可以使用[4]。

4 結(jié)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(jīng)過低溫處理容積內(nèi)部的無油潤滑摩擦性能穩(wěn)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(shù)，對該技術(shù)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(fā)生變質(zhì)、流失，導(dǎo)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(shè)計關(guān)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(yī)院的重要設(shè)備，但是耗能較大。所以，相關(guān)企業(yè)要持續(xù)改進無油螺桿空氣壓縮機技術(shù)，降低能源損耗和產(chǎn)品成本，提高純凈壓縮空氣的產(chǎn)量。

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

[2]鄭洪偉.無油空壓機安裝方法論證[J].科技風(fēng)，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(shè)備與管道，2017，54（2）：243.

[4]李向明.醫(yī)用制氧機空壓機系統(tǒng)工作原理及故障分析[J].中

國設(shè)備工程，2017，62（1）：104-105.