無油潤滑壓縮機的發展現狀
我國最早從事填充聚四氟乙烯環無油潤滑壓縮機的研制工作是沈陽氣體壓縮機廠和中國科學院蘭州化學物理研究所。自1964年起開展對壓縮機的活塞環、浮動環、密封圈和導向套等自潤滑材料的試驗研究工作。
★ 由于氣體不含油,使氣閥的工作處于干摩擦狀態工作,因此尋求自潤滑的閥片材料、閥片結構及熱處理,如用環狀閥片其導向銷調質硬度很快就磨損;改淬火,閥片就磨出缺口;采用填充四氟導向銷仍然不滿意;選用高吸附能力硅脂潤滑油涂抹可以改善;改網狀閥片后,其銑薄處,尤其是當低于0℃進氣時,易發生冷脆性折斷。
★為了保證活塞環工作,根據當時塑料活塞環幾乎沒有彈力,為保證預密封力采用張力環,其比壓在0.1-0.3kgf/cm2范圍內。
★為了防止活塞在氣缸里,在往復運動過程中與氣缸壁面相碰撞必須設浮動環(或稱導向支撐環),對立式壓縮機浮動環的軸向高度則應為活塞環軸向高度的1.5-2倍。
★活塞環、浮動環、密封環的配合間隙在材料配比尚未定型之前必須通過實際測試來決定。
①活塞環的測試是將環放置在內徑等于氣缸直徑的內模和漲力環之間加熱至150℃,根據其厚度不同,保溫2-3小時。
②浮動環的測試是將環放置在外徑等于氣缸直徑和內徑等于活塞上浮動環槽的底徑的二個固定槽之間加熱至150℃,根據其厚度不同,保溫2-3小時。
③密封圈的測試是將塑料密封環的實際軸向厚度(注意測試方向與成型方向相同)加熱至100℃保溫1-2小時,保溫后的試樣用千分卡測量其變形量,為確保其精確性,采用多點測量,取其平均值。
在25kgf/cm2二級壓縮的空氣壓縮機、無油潤滑試驗中,經616小時試驗后復試活塞環、浮動環的尺寸時發現:
★一級活塞環的軸向厚度增厚0.11-0.22mm;
★二級浮動環的厚度增厚0.17-0.22mm,二級活塞環增厚0.08-0.121mm;
★各級環的開口間隙則比未運行前增大了;
★在恒溫箱中測定膨脹系數時也發現了活塞環在加熱保溫后,在同一溫度下測定值比計算小得多,而冷至常溫后,開口間隙無法恢復到原始狀態,在蘇聯出版的“氟塑料”一書中曾提出應在工作溫度以上50-70℃進行消除應力處理。
⑤氣缸與活塞的徑向間隙應比有潤滑的鑄鐵環大,大致在(0.01-0.015)D,D為氣缸直徑。但對立式壓縮機而言,最小間隙不應少于0.5mm,對臥式壓縮機而言不應小于1mm。
⑥ 氣缸表面粗糙度,當時國際上存在兩種觀點:一種認為一般以6為宜,其解釋是:在塑料環與氣缸鏡面運動相對摩擦過程中,塑料分子轉移到金屬表面,而以 6的粗糙度最有利于形成塑料薄膜,經過初期磨合后,從塑料對金屬變為塑料對塑料,其摩擦磨損變成微小。