滑片式空壓機(jī)篇后語

這篇文章將滑片式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)在各個角度做了詳細(xì)的對比，通過這些對比將兩者機(jī)械性能的差異全面的體現(xiàn)了出來。清楚地知道兩種機(jī)型的機(jī)械性能有什么樣的不同，當(dāng)然是非常重要的。但我們對自己有更高的要求。老師一定會讓小學(xué)生去背課文的，但對于大學(xué)生來說可能有另外的做法。我們是大學(xué)生，我們不會去背這種機(jī)械性能究竟有那幾點(diǎn)不同。但我們會根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的核心理念，比如設(shè)計原理先進(jìn)、運(yùn)動部件少、轉(zhuǎn)速低、加工精度高來有效地分析出機(jī)械性能有哪幾點(diǎn)不同和給用戶帶來怎樣的影響。而產(chǎn)品的機(jī)械性能是為我們的工農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)的，經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)的性能才會被我們的廣大用戶所認(rèn)可。作為銷售人員，應(yīng)該牢牢地把握這一原則:根據(jù)客戶的具體需要，耐心細(xì)致地向他們介紹我們的產(chǎn)品，這是非常重要的。

對于一臺壓縮機(jī)來說，它的運(yùn)行費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于購機(jī)成本。所以，運(yùn)行費(fèi)用的高低直接關(guān)系到用戶的利益。運(yùn)行費(fèi)用包括如下兩個方面:維護(hù)費(fèi)用;能耗費(fèi)用。下面分別對這兩個方面進(jìn)行詳細(xì)說明。

維護(hù)費(fèi)用是與易損件、消耗品相關(guān)連的。一般壓縮機(jī)的易損件包括:空氣過濾器芯、油過濾器芯、油氣分離器芯。消耗品是潤滑油。對于螺桿式壓縮機(jī)而言，三濾尺寸較大，潤滑油量較多。而滑片式壓縮機(jī)，由于采用了模組化嵌入技術(shù)使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，減少了三濾尺寸及潤滑油量，相應(yīng)的維修量小、維修費(fèi)用低。螺桿式壓縮機(jī)定期需要更換的部件還包括:吸氣調(diào)節(jié)器隔膜片、軸承等。而滑片式壓縮機(jī)進(jìn)氣閥嵌入在主機(jī)上，免維護(hù)。滑動軸承亦免維護(hù)。

壓縮機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用主要是電能消耗的費(fèi)用和停機(jī)造成的損失。而電能的消耗主要與壓縮機(jī)的容積效率有關(guān)。螺桿式壓縮機(jī)的容積效率隨著運(yùn)行時間的增加會有一定的下降。同時，由于螺桿式壓縮機(jī)的維修量相對較大，所以停機(jī)損失會增加。滑片式壓縮機(jī)長時間運(yùn)行，滑片的磨損較小而且滑片有自動補(bǔ)償?shù)墓δ?，所以容積效率始終如一?；綁嚎s機(jī)易損件少維修量小，所以停機(jī)損失較小。

滑片式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)相比，在油/氣系統(tǒng);冷卻系統(tǒng);控制系統(tǒng)等方面的工作原理是完全一致的。但表現(xiàn)在外觀上卻大相徑庭。兩種機(jī)型結(jié)構(gòu)形式的不同導(dǎo)致機(jī)械性能的不同。本章將對兩種機(jī)型機(jī)械性能的不同做詳細(xì)的說明。

滑片式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)的油/氣系統(tǒng)完全一致，具體如下圖所示:

1、滑片壓縮機(jī)空氣的流程:大氣→空氣過濾器→進(jìn)氣閥→空氣端→油氣分離器→最小壓力止回閥→后冷卻器(某些小型機(jī)無后冷卻器)→用氣系統(tǒng)

2、螺桿壓縮機(jī)空氣的流程與滑片壓縮機(jī)的氣流程基本一致。

3、滑片式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)氣流程部件的比較見下表

1、滑片式壓縮機(jī)油的循環(huán):油氣分離器→ 溫控旁通閥

↑ ↓ ↓ ↓

空氣端← 油過濾器←冷卻器

2、螺桿式壓縮機(jī)的油循環(huán)與滑片式壓縮機(jī)的油循環(huán)完全一致。

3、滑片式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)油循環(huán)部件的比較見下表:

滑片式壓縮機(jī)的傳動系統(tǒng)

1、 滑片式壓縮機(jī)機(jī)型較小、電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)低，而且沒有軸向力，因此，其電動機(jī)與轉(zhuǎn)子之間多采用柔性聯(lián)軸器直聯(lián)，使傳動系統(tǒng)簡捷可靠，又保證了99%以上的傳動效率。

2、 滑片式壓縮機(jī)有效吸入容積大，容積效率高，故可以實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)數(shù)。電機(jī)可以采用四級或六級。

螺桿式壓縮機(jī)的傳動系統(tǒng)

1、螺桿式壓縮機(jī)采用傳動方式一般有兩種:齒輪箱傳動、皮帶傳動。

3、 螺桿式壓縮機(jī)有三角形余隙容積，而且有一定量的氣體回流。為保證主機(jī)容積效率，一般通過皮帶或齒輪傳動系統(tǒng)增速。電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)較高，采用四級以上電機(jī)。

滑片式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)傳動系統(tǒng)的比較

滑片式壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)

滑片式壓縮機(jī)的冷卻系統(tǒng)包括潤滑油冷卻器和壓縮空氣冷卻器，兩者一般連接在一起，放置于壓縮機(jī)后部，稱為后冷卻器。某些小型機(jī)因?yàn)橛土亢苄。蜏剌^低，油冷卻器置于機(jī)器中部;而壓縮空氣冷卻器仍放在后部，或者干脆省略掉?；綁嚎s機(jī)多采用板翹式散熱器以增大散熱面積，用冷卻風(fēng)扇將熱風(fēng)吹出。小型機(jī)的風(fēng)扇沒有單獨(dú)的電機(jī)，由主電機(jī)驅(qū)動;大型機(jī)有單獨(dú)的風(fēng)扇電機(jī)，獨(dú)立驅(qū)動。

螺桿式壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)

螺桿式壓縮機(jī)的冷卻風(fēng)扇，由單獨(dú)的風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動。

壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)包括:控制線路(控制面板)和控制管路兩部分?；綁嚎s機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)的控制線路一般均采用儀表控制或PLC控制，而兩者控制管路卻有很大差別。

滑片式壓縮機(jī)控制系統(tǒng)

滑片式壓縮機(jī)的控制管路由于大規(guī)模地采用模組化嵌入技術(shù)，將進(jìn)氣閥、真空閥、泄放閥、流量控制閥、安全閥、伺服閥高度模塊化嵌入機(jī)器內(nèi)部，同時減少了大量的連接管路。

螺桿式壓縮機(jī)控制系統(tǒng)(調(diào)節(jié)系統(tǒng))

壓縮機(jī)啟動時，空氣端至吸氣調(diào)節(jié)器之間形成負(fù)壓，吸氣調(diào)節(jié)器的止回起動閥開啟，最小壓力止回閥關(guān)閉，油氣分離器內(nèi)壓力逐漸升高，卸載電磁閥帶電、打開，油分內(nèi)高壓氣體經(jīng)過卸載電磁閥進(jìn)入吸氣調(diào)節(jié)器的隔膜腔，把閥門打開，并使泄放閥關(guān)閉，壓縮機(jī)經(jīng)進(jìn)氣閥吸氣，進(jìn)入負(fù)載運(yùn)行;當(dāng)壓力達(dá)到上限后，卸載電磁閥失電、關(guān)閉，吸氣調(diào)節(jié)器的隔膜腔內(nèi)的高壓氣體經(jīng)負(fù)調(diào)節(jié)器和卸載電磁閥排到大氣中，吸氣調(diào)節(jié)器的閥門關(guān)閉，泄放閥打開，在大氣壓力作用下，吸氣調(diào)節(jié)器的止回起動閥開啟，轉(zhuǎn)入空載運(yùn)行。

滑片式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)控制管路的比較

電機(jī)

1.滑片式壓縮機(jī)的電機(jī)

滑片式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，一般采用4~6級鼠籠式異步電動機(jī)，頻率50Hz或60Hz，以Y/△啟動降低啟動電流。電動機(jī)絕緣等級在F級左右，防護(hù)等級從IP54~IP55。同時，主機(jī)裝配精度要求較低，考慮到工作的穩(wěn)定性，采用了滑動軸承。由于柔性直聯(lián)傳動方式在工作中不存在徑向力，軸承負(fù)荷較小，通常終生免維護(hù)。

2.螺桿式壓縮機(jī)的電機(jī)

螺桿式壓縮機(jī)的電機(jī)與主機(jī)采用齒輪或帶傳動方式，使軸承受到很大的徑向力作用，負(fù)荷較大，軸承壽命很難保證。

底座

滑片式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)由于振動較小底座設(shè)計比較簡單。

通過對滑片式壓縮機(jī)與螺桿式壓縮機(jī)的油/氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)(電機(jī)、底座)的對比，我們清楚地認(rèn)識到機(jī)械設(shè)備發(fā)展的核心理念:運(yùn)動部件減少、加工裝配水平提高、運(yùn)行可靠、人機(jī)交流充分。兩種機(jī)型工藝原理相同、結(jié)構(gòu)形式不同，體現(xiàn)出不同的機(jī)械性能。充分印證了這一理念。兩種機(jī)型哪一種更能滿足用戶的需求，顯而易見。

如圖1-2所示:滑片式壓縮機(jī)的整機(jī)看起來比較簡潔，幾乎看不到什么零配件。它把空氣過濾器、進(jìn)氣閥、油氣分離器、安全閥、最小壓力閥、油過濾器、溫控旁通閥、回油閥等部件以模塊形式全部濃縮在主機(jī)內(nèi)。

滑片式壓縮機(jī)的運(yùn)動部件有轉(zhuǎn)子和滑片。轉(zhuǎn)子在殼體內(nèi)做單一回轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)、排氣口與轉(zhuǎn)子軸線方向垂直，不受軸向力。徑向力直接作用在轉(zhuǎn)子上，如右圖所示轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度大、剛性好，受到的徑向力可以忽略不計。轉(zhuǎn)子自身的加工水平、安裝精度對壓縮機(jī)的效率和可靠性幾乎沒有影響。同時它的壽命也不受其它部件的影響。對于轉(zhuǎn)子來說，它是永遠(yuǎn)也不會壞的。另一個運(yùn)動部件滑片通過一層油膜同殼體進(jìn)行接觸，并且在轉(zhuǎn)子的帶動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，實(shí)際上殼體就是一個大的滑動軸承，而轉(zhuǎn)子與滑片就是軸，在油膜的呵護(hù)下，滑片在理論上是永遠(yuǎn)也不會壞的，更何況它自身又有很好的補(bǔ)償能力。所以無論在任何工況下，我們都保證它的使用壽命超過10萬小時。螺桿式壓縮機(jī)的運(yùn)動部件有轉(zhuǎn)子、軸承、齒輪。

螺桿式壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣口與轉(zhuǎn)子軸線方向水平，在進(jìn)、排氣口強(qiáng)大的壓差作用下及陰、陽轉(zhuǎn)子嚙合力的作用下轉(zhuǎn)子同時受軸向力與徑向力的作用，對轉(zhuǎn)子自身的加工精度要求較高，轉(zhuǎn)子裝配的精度要靠軸承來保證，所以轉(zhuǎn)子的壽命要受到轉(zhuǎn)子加工設(shè)備的精度、軸承精度、齒輪箱、聯(lián)軸器等相關(guān)設(shè)備的影響。這樣螺桿的設(shè)計壽命為10萬小時，但受諸多因素影響其使用壽命很難確定。

回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中主要受氣體作用力、軸承支反力、轉(zhuǎn)子自重、輸入力矩、氣體內(nèi)力矩、摩擦阻力矩的共同作用。如果采用齒輪、皮帶傳動方式，還有齒輪作用力和皮帶的徑向拉力。其中氣體作用力主要是由于吸氣端和排氣端的壓力不同產(chǎn)生的，并直接導(dǎo)致了軸向力和徑向力的產(chǎn)生。這兩種力的大小和平衡方式直接決定了轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。 從滑片式壓縮機(jī)的工作原理來看，其只是一個轉(zhuǎn)子的單純回轉(zhuǎn)運(yùn)動，另進(jìn)氣口和排氣口與軸線方向是垂直的，所以滑片

在運(yùn)轉(zhuǎn)時并不產(chǎn)生軸向力。但由于進(jìn)氣端和排氣端的氣體壓力不同，其壓差作用可產(chǎn)生徑向力。由于轉(zhuǎn)子選用的材料剛性較好，轉(zhuǎn)子直徑較粗;另進(jìn)氣壓力產(chǎn)生的徑向力與排氣壓力產(chǎn)生的徑向力方向是相反的，相互可抵消一部分，因此徑向力對轉(zhuǎn)子的影響可忽略不計。螺桿式壓縮機(jī)的受力要復(fù)雜得多。這主要是因?yàn)槁輻U式壓縮機(jī)的排氣口和進(jìn)氣口與軸線基本處在平行位置;另由于進(jìn)氣與排氣的壓力不同，其壓差作用在螺旋齒面和進(jìn)氣、吸氣端蓋上，產(chǎn)生了很大的軸向力。如果轉(zhuǎn)子上裝有同步齒輪或增速齒輪，則齒輪傳動時產(chǎn)生的軸向力也會作用在轉(zhuǎn)子上。另外由于氣體壓力和齒輪、皮帶傳動還會產(chǎn)生一定的徑向力。

螺桿式壓縮機(jī)使用的是滾珠軸承和滾柱軸承，數(shù)量5-7個。因轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間的裝配精度很高都要由軸承來保證，又因?yàn)檩S承支撐的螺桿受力較復(fù)雜、轉(zhuǎn)速高達(dá)3000rpm所以對軸承的加工精度和裝配精度要求較高。另外，軸承的壽命受潤滑油的質(zhì)量影響，可能會發(fā)生積碳現(xiàn)象。所以，軸承設(shè)計壽命5萬小時但受多種因素影響使用壽命很難確定?；綁嚎s機(jī)使用的是滑動軸承，因轉(zhuǎn)子與定子間的裝配精度要求不是很高，而且，轉(zhuǎn)子不受軸向力、徑向力很小可忽略不計。所以 對支撐轉(zhuǎn)子的軸承要求不嚴(yán)，采用滑動軸承即可?；綁嚎s機(jī)的滑動軸承一般采用巴氏合金材料。這種材質(zhì)的親和性好，可吸附空氣中的粉塵，提高轉(zhuǎn)子、滑片、軸承的運(yùn)行壽命。只要軸承被充以適當(dāng)粘度和品質(zhì)的潤滑油，工作在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο拢⑶矣捅缓芎玫倪^濾， 滑動軸承將永遠(yuǎn)工作下去，即它的壽命無限長。

螺桿式壓縮機(jī)的機(jī)殼加工、裝配精度要求很高。轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與殼體間都要留有一定的間隙，同時機(jī)殼上軸承座的加工精度要求也很高，軸承的安裝精度要靠軸承座來保證否則會造成轉(zhuǎn)子抱死。

滑片式壓縮機(jī)的定子加工、裝配要求不高。因?yàn)榛c定子間是主動密封形式，滑片在離心力的作用下與定子實(shí)現(xiàn)密封。 另外，滑動軸承不需要在殼體上加工軸承座。轉(zhuǎn)子與定子裝配精度容易保證，設(shè)備的可靠性和效率高。

螺桿式壓縮機(jī)通過皮帶或齒輪傳動系統(tǒng)增速。正常情況下，陽轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)3000rpm左右?；綁嚎s機(jī)轉(zhuǎn)速一般為1000-1500rpm，由于采用直聯(lián)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也為1000-1500rpm?；綁嚎s機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間的壓縮腔體積較大，因此在吸氣時其有效吸入容積較大，在同樣轉(zhuǎn)速的情況下，與螺桿式壓縮機(jī)相比，滑片式壓縮機(jī)的排氣量大。

振動是由受力不均衡產(chǎn)生的。螺桿式壓縮機(jī)與滑片式壓縮機(jī)振動較小?；綁嚎s機(jī)不受軸向力作用且滑動軸承完全可以很好的平衡徑向力，所以幾乎無任何振動。螺桿式壓縮機(jī)受力較復(fù)雜，與滑片式壓縮機(jī)相比振動較大。

容積效率是實(shí)際排氣量和理論排氣量的比值。螺桿式壓縮機(jī)屬于速度型密封。通過轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)密封。但由于轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與殼體間有一定的間隙，對注油螺桿式壓縮機(jī)來說，泄漏三角形是泄漏量最大的，在螺桿式壓縮機(jī)設(shè)計原理上它必

然存在，而且無法被油有效密封。所以會產(chǎn)生一定的回流量導(dǎo)致容積效率降低。同時，相互嚙合的陰、陽轉(zhuǎn)子運(yùn)行一段時間后會有一定的磨損，回流量大致使容積效率下降。

滑片式壓縮機(jī)屬于主動型密封?；谶\(yùn)行時依靠離心力被甩出，而定子中噴入的潤滑油使滑片與定子之間產(chǎn)生了一層油膜，它主要起密封作用，防止氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)回流?；L時間運(yùn)行后雖然會有一定的磨損，但滑片是主動甩向定子的，能自動補(bǔ)償，所以滑片式壓縮機(jī)容積效率始終如一。

滑片式壓縮機(jī)的空氣端(主機(jī))主要由轉(zhuǎn)子和定子組成，其中轉(zhuǎn)子上開有縱向的滑槽，滑片在其中自 由滑動;定子為一個氣缸，轉(zhuǎn)子在定子中偏心放置(見圖1)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，滑片在離心力的作用下甩出并與定子通過油膜緊密接觸，相鄰兩個滑片與定子內(nèi)壁間形成一個封閉的空氣腔-壓縮腔。

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，壓縮腔的體積隨著滑片滑出量的大小而變化。在吸氣過程中，空氣經(jīng)由過濾器被吸入壓縮腔，并與噴入主機(jī)內(nèi)的潤滑油混合。在壓縮過程中，壓縮腔的體積逐漸縮小，壓力逐漸升高，之后油氣混合物通過排氣口排出。

轉(zhuǎn)子在電機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)，此時，由轉(zhuǎn)子、定子、大小端蓋、滑片所構(gòu)成的封閉腔的容積， 隨著滑片滑出量的多少發(fā)生了由小到大和由大到小的變化，空氣在容積腔變大的時候吸入，變小的時候壓縮，隨著轉(zhuǎn)子的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而完成空氣持續(xù)吸入和壓縮的過程。

同其它壓縮形式相比:唯一的實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速 + 單純回轉(zhuǎn)運(yùn)動的壓縮過程

唯一的消除運(yùn)動部件的軸向力

唯一的消除端面、徑向和軸向泄露的問題

同時創(chuàng)造性的利用潤滑油的壓差實(shí)現(xiàn)壓縮空氣的進(jìn)氣控制、軸承潤滑、端面密封等功能。

尤其巧妙的是，它根據(jù)氣體和液體的不同運(yùn)動特性，精心設(shè)計殼體、定子、油分殼、油分導(dǎo)桿和油分蓋的機(jī)械結(jié)構(gòu)，來反復(fù)改變油氣混合物的運(yùn)動方向，最大限度的實(shí)現(xiàn)油氣混合物的機(jī)械分離，從而用小油氣分離器芯實(shí)現(xiàn)超長使用壽命。

影響可靠性的根本源泉是:運(yùn)動部件少、轉(zhuǎn)速低、受力簡單。影響可靠性的另外一個更重要的因素是:當(dāng)零部件有稍許的誤差或在裝配過程中、運(yùn)行過程中出現(xiàn)稍許偏差時，主機(jī)性能表現(xiàn)的趨向，同樣決定這臺設(shè)備可靠性的水準(zhǔn)。滑片式壓縮機(jī)可靠性的先進(jìn)主要表現(xiàn)在:

它是運(yùn)動部件最少的動力用空氣壓縮機(jī)

它是受力最簡單的壓縮機(jī)運(yùn)動部件只受徑向力

它是回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)主機(jī)轉(zhuǎn)速最低的壓縮機(jī)

它在運(yùn)行過程中對加工、裝配、或運(yùn)行誤差有修復(fù)作用，如果某些部件

出現(xiàn)稍許磨損，它仍可以保證高效率和高可靠性，這是它獨(dú)有的特性。

機(jī)械結(jié)構(gòu)先進(jìn)

機(jī)械結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的標(biāo)志有兩點(diǎn):

一是各功能部件可以實(shí)現(xiàn)有效的配合;

二是各功能部件組裝在一起所表現(xiàn)的整體性。

滑片式壓縮機(jī)通過定子、大端蓋和吸氣調(diào)節(jié)器的配合，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的進(jìn)氣控制、防止真空、壓力釋放、防止超壓等各項(xiàng)功能。通過定子、殼體、油分殼、油分導(dǎo)桿和油分蓋之間的配合，最大限度地實(shí)現(xiàn)油氣混合物的機(jī)械分離。

滑片式壓縮機(jī)也有三濾、吸氣調(diào)節(jié)器、溫控閥、最小壓力閥等各個功能部件。但正如我們所知道的那樣，滑片式壓縮機(jī)有著完全不同的整體表現(xiàn)，外形簡潔，干凈利索。

效率先進(jìn)

我們將壓縮機(jī)的效率分成:初始效率和運(yùn)行效率。

滑片式壓縮機(jī)沒有軸向和徑向的泄漏;通過控制轉(zhuǎn)子和定子的切點(diǎn)間隙，有效的消除余隙容積;大吸入容積;低轉(zhuǎn)速，均確保了它的初始效率是最高的。

滑片式壓縮機(jī)也是通過改變動靜部件所形成的容積，來實(shí)現(xiàn)壓縮空氣的，同其它形式的壓縮機(jī)不同，它是唯一實(shí)現(xiàn)了"動靜配合，主動密封"這樣的概念，從而充分確保效率的永不下降。顯然，滑片式壓縮機(jī)的運(yùn)行效率是非常具有優(yōu)勢的， 通常來說，每年應(yīng)該有5%~10% 的區(qū)別。