無油潤滑壓縮機一般指的是氣體所接觸的零部件（不包括傳動部件）無油。解決無油潤滑技術的關鍵在于采用理想的自潤滑材料和合理的結構，才能實現(xiàn)壓縮機的無油潤滑。質(zhì)量好的自潤滑材料，可保證密封摩擦件（如活塞環(huán)，導向環(huán)，密封環(huán)等）可靠的使用壽命。合理的結構設計對活塞式壓縮機實現(xiàn)無油潤滑起著重要的作用。

　　2自潤滑材料

　　實現(xiàn)活塞式壓縮機無油潤滑的前提，是采用各種自潤滑材料制造活塞環(huán)，導向環(huán)以及填料函密封元件等摩擦件，以取消它們與氣缸（或缸套）和活塞桿之間所需要的潤滑油，一般把摩擦因數(shù)小的材料稱為自潤滑材料，即減摩材料。目前，在壓縮機上使用的自潤滑材料主要是一些聚合物和聚合物基復合材料DD通稱為塑料。如填充聚四氟乙烯，聚酰胺（尼龍），聚酰亞胺。

　　純聚四氟乙烯是公認的自潤滑材料，在一定的溫度下，無毒，無味，化學穩(wěn)定性好，但耐磨性差。隨著科學技術的發(fā)展，對材料的使用要求越來越高，為了滿足工程對材料性能的要求，各種復合材料應運而生。常用的填充材料有：玻璃纖維，石墨，二硫化鉬，銅等。填充聚四氟乙烯的磨損率比純態(tài)的低一千多倍，因此在無油潤滑壓縮機摩擦件上得到了廣泛的應用。

　　3塑料摩擦件的缺陷

　　3.1耐熱性差

　　對溫度敏感是塑料的弱點之一。溫度對塑料性能的影響遠比其它材料明顯，而且耐高溫，低溫的范圍也比其它材料狹窄，使得塑料的使用受到限制。在壓縮機中，一般以被壓縮氣體的溫度作為自潤滑材料*高使用溫度的控制指標，常用的填充聚四氟乙烯，其*高使用溫度為<160℃。

　　3.2熱導率低

　　塑料的熱導率比金屬低得多。塑料的熱導率為0.17～0.35W/（m？℃），而鋼的為46～70W/（m？℃）。塑料的熱導率僅為鋼的1/300，是銅的1/500～1/800.

　　3.3線脹系數(shù)大

　　塑料的線脹系數(shù)比金屬大得多，為金屬的2～10倍，容易受溫度影響而發(fā)生尺寸變化。這不僅增加了設計摩擦零部件的困難，而且影響零部件的正常運轉與尺寸精度。

　　3.4蠕變

　　金屬的蠕變只在高溫下才顯著發(fā)生，而塑料即使在常溫下也會在載荷長期作用下發(fā)生蠕變，這對塑料零部件的尺寸穩(wěn)定性是有害的。填充聚四氟乙烯由于強度低，易于冷流破壞。

　　4多級壓縮

　　壓縮終了時的氣體溫度，隨著壓縮比的增高而增高，但壓縮氣體的溫度不允許任意升高，溫度過高會影響塑料密封件的工作性能，（限制在160℃之下）當要獲得較高的氣體壓力時，只有采用多級壓縮，才能控制氣體壓縮機的排氣溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)。

　　多級壓縮有利于降低排氣溫度，節(jié)省功率，降低（作用于運功機構的）對活塞的作用力，提高氣缸的容積效率。

　　5活塞環(huán)的維修

　　活塞式無油潤滑壓縮機氣缸密封件的維修活塞環(huán)是活塞式壓縮機中的關鍵零件之一，它的好壞直接影響壓縮機的排氣量，功率及其密封性和可靠性，即影響壓縮機的經(jīng)濟性?；钊h(huán)的使用壽命與活塞環(huán)的材料和結構關系很大。

　　5.1活塞環(huán)的密封原理

　　活塞環(huán)的主要作用是密封氣缸鏡面與活塞之間的間隙，防止氣體從壓縮容積的一側漏向另一側。活塞環(huán)為一開口圓環(huán)，在自由狀態(tài)下其外徑大于氣缸直徑，裝入氣缸后環(huán)徑縮小，僅在開口處留下一個線脹間隙e.如圖5-1所示?；钊h(huán)依靠節(jié)流與阻塞來密封，其密封原理如圖5-2所示。當環(huán)裝入氣缸后，由于環(huán)的彈性而產(chǎn)生預緊壓力Pk，使環(huán)緊貼在氣缸壁上。當氣體通過環(huán)表面高低不平的間隙時，受到節(jié)流與阻塞作用，壓力自P1降至P2.同時，由于活塞環(huán)與環(huán)槽間有側間隙，環(huán)緊靠在壓力低的一側，故在活塞環(huán)內(nèi)表面與環(huán)槽之間的間隙處（常稱背間隙），有一個近似等于P1的氣體壓力（背壓）作用著，而沿活塞環(huán)外表面作用的氣體壓力是變化的，從P1變到P2，其平均值近似等于1/2（P1+P2）。這樣，便在半徑方向產(chǎn)生了一個壓力差△P≈P1-1/2（P1+P2）=1/2（P1-P2），這個壓力差使活塞環(huán)緊貼在缸壁上達到密封作用。同理，在軸向也有一個壓力差，把環(huán)緊壓在環(huán)槽的側面上起密封作用。氣缸內(nèi)壓力越大，密封壓緊力也越大，這就表明活塞環(huán)具有自緊密封的特點。

　　5.2活塞環(huán)的結構形式

　　到目前為止，國內(nèi)外基本上都用矩形或正方形斷面，整圈開切口的活塞環(huán)。原金屬活塞環(huán)的切口形式有搭切口，斜切口，直切口三種。從通過切口穿漏的氣體來分析，搭切口*少，直切口*多。但由于填充聚四氟乙烯強度低，易于冷流，因此小直徑的環(huán)用搭切口或斜切口都很容易損壞，同時，搭切口的加工也較復雜。所以，目前用直切口的較多。雖然，這種切口的相對泄漏量要大些，但在同樣的操作條件下，用填充聚四氟乙烯的環(huán)數(shù)要比金屬環(huán)少得多。所以，總的切口泄漏量也可相應減少。

　　另外，還有在一個環(huán)槽內(nèi)放置二個環(huán)，切口相互錯開.這種結構可以使通過切口的泄漏量大為減少，但也造成負荷更顯著的集中在活塞兩端的**組環(huán)上，造成各環(huán)的壽命有懸殊的不均勻現(xiàn)象。

　　隨著磨損的增加，活塞環(huán)的切口也逐漸加大。容積效率降低，直至*后報廢。

　　為了克服活塞環(huán)受負荷不均勻而影響使用壽命的現(xiàn)象，可采取如圖5-6的補償措施，圖5-6為帶有卸荷孔的活塞環(huán)，即于受負荷*大的**環(huán)或再加上第二環(huán)開一些徑向孔，有意識的釋放氣體，將負荷轉移到以后幾個環(huán)上。

　　6導向環(huán)的維修。

　　在無油潤滑活塞中，無論是臥式還是立式壓縮機，均應設置導向環(huán)。導向環(huán)的作用是承受活塞部件質(zhì)量以及其它原因引起的側向力，保證活塞運動的直線性，改善密封效果，同時還可避免活塞與氣缸直接接觸，防止缸壁拉毛。導向環(huán)的軸向高度應比活塞環(huán)高，與氣缸之間應取適當?shù)膭优浜稀？刹捎脙蓚€導向環(huán)，設置在活塞的兩端，也可采用一個導向環(huán)，設置在活塞的中部或端部，填充聚四氟乙烯導向環(huán)結構如下。

　　6.1活塞環(huán)式導向環(huán)

　　此結構與矩形斷面活塞環(huán)相同，但其軸向尺寸比活塞環(huán)大。一般在立式壓縮機上的導向環(huán)均用此結構，其軸向尺寸為活塞環(huán)的二倍。這種結構簡單，安裝方便，但是環(huán)受到和活塞環(huán)同樣的氣體徑向力，促使比壓增大，加快磨損。用于臥式壓縮機，往往因為導向環(huán)磨損引起活塞下沉。所以，對于臥式壓縮機尤其應該考慮導向環(huán)對被壓縮氣體的卸負荷措施。

　　6.2帶卸荷槽的導向環(huán)

　　該結構是在導向環(huán)的外圓表面沿與軸線平行或呈一定角度方向開卸荷槽，使氣體通過卸荷槽而直接作用在后面的活塞環(huán)上。當卸荷槽與軸線有一定夾角且相互平行時，則在氣體壓力作用下產(chǎn)生的切向分力可使導向環(huán)產(chǎn)生緩慢旋轉，導向環(huán)的各部分表面都能到達下部的承壓位置，使環(huán)均勻磨損。也可以開人字形槽，這時氣體壓力所產(chǎn)生的周向旋轉分力將相互平衡。帶卸荷槽，卸荷孔的導向環(huán)產(chǎn)品在企業(yè)應用后的實際效果證明，其使用壽命比傳統(tǒng)導向環(huán)延長數(shù)倍。

　　6.3活塞環(huán)式導向環(huán)的設計和維修

　　導向環(huán)的設計同樣要考慮填充聚四氟乙烯的特點，如熱膨脹系數(shù)大，易于磨損等。開切口的導向環(huán)適用于整體活塞或組合活塞，但由于開切口，導向環(huán)可以在氣體力的徑向作用下，承受和活塞環(huán)同樣的比壓（等于多一個活塞環(huán)），同時還要支承活塞和活塞桿的重量。在臥式壓縮機中，往往因為導向環(huán)的磨損，造成活塞和氣缸不同心，影響活塞環(huán)和填料函的正常工作。所以，導向環(huán)采取卸荷措施以釋放氣體的壓力是必要的。

　　6.4整體導向環(huán)

　　整體導向環(huán)有整體組合式導向環(huán)，過盈熱壓整體導向環(huán)和無過盈整體導向環(huán)等。整體組合式導向環(huán)是在填充聚四氟乙烯環(huán)內(nèi)以過盈壓入一個金屬襯環(huán)，由于導向環(huán)不再受氣體背壓的影響，所以使用壽命大為提高。目前，國內(nèi)大多數(shù)無油潤滑壓縮機多采用過盈熱壓整體導向環(huán)，該結構是將導向環(huán)加熱，以過盈配合壓入同時加熱的活塞體上，使用這種導向環(huán)的活塞，可以是整體式和組合式兩種。無過盈整體導向環(huán)一般用于組合式活塞上，其特點是安裝方便，也不受氣體背壓作用，多用于溫度較低的場合。

　　7填料函

　　填料函是壓縮機的重要部件之一，其作用是用密封活塞桿與氣缸之間的間隙阻止壓縮容積內(nèi)的氣體沿活塞桿泄漏。填料函密封作用的好壞，直接影響壓縮機的正常生產(chǎn)，要求密封性能好且耐磨。無油潤滑壓縮機多用于壓縮易燃，易爆，有毒氣體和貴重的稀有氣體，對填料函的密封要求更高。填料函的泄漏屬于壓縮機的外泄漏，除了降低壓縮機的生產(chǎn)能力（即排氣量）外，還會帶來一系列不良或嚴重后果。

　　7.1填料函的結構

　　根據(jù)使用場合的不同，填充聚四氟乙烯填料函有不同的結構，如人字形填料函，蝶形填料函，維形填料函，和平面填料函，目前在高壓，中壓，低壓無油潤滑填料函中（活塞桿直徑在40毫米以上的）普遍都應用平面填料函結構。

　　8結束語

　　無油潤滑壓縮機較多的用于壓縮易燃，易爆，有毒和貴重的稀有氣體，因此對密封的要求比一般壓縮機高。填充聚四氟乙烯密封件，具有很好的自潤滑性能，使用廣泛，但也有耐磨性能差，容易冷流破壞，導熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大的特點?；钊綗o油潤滑壓縮機機型繁多，工況不一。所以，氣缸密封件結構尺寸的合理性將直接影響氣缸的容積效率和密封件的使用壽命，在實踐經(jīng)驗總結的基礎上，本文闡述了活塞式無油潤滑壓縮機氣缸密封件維修時應注意事項和密封件結構尺寸合理區(qū)間的確定。從而，提高了維修質(zhì)量。