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1、1．文献综述：1.1前言压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械，随着技术进步和人民生活水平的提高，对不含由污的洁净压缩空气的需求量越来越大。传统的有油压缩机已经很难满足生产的要求了。为此，研发了无油压缩机，降低生产成本，解决了传统压缩机压缩空气后空气含有油污问题。虽然无油压缩机具有无油的优点，但是由于自润滑的活塞环的材料受温度限制，不适合高温场合，我们需要寻找新的材料能耐高温，无油压缩机的技术水平仍需提高，可以使压缩机适合更多的场合。1.2空气压缩机构成和工作原理空气压缩机由工作腔部分(汽缸、活塞、气阀、进出管道等)、传动部分(曲轴、连杆、十字头)、机身部分（支
2、撑件、曲轴箱、中间接管）。压缩机工作原理是依靠工作容积的变化来压缩气体，改变气体的压力使气体压力达到生产要求[1]。1.3有油压缩机与无油压缩机的比较传统的有油压缩机需要增加润滑油，在使用时由于密封不严会造成泄漏，得到的空气含有少部分的油污，在食品、药学等领域这些油污是不允许含有的，如果含有油污对后面的设备造成很大的危害并影响后面的反应，为了得到纯净的无油空气，需要在压缩机后面安装后处理设备[2],清除气体中的润滑油过程很复杂，需要大型除油设备，传统的压缩机的价格虽然较低，但是需要的后处理设备的价格会是压缩机价格的几倍，这样会使所需生产成本增加[3]。为了克服这个
3、难题,研发了自润滑全无油压缩机,要实现无油润滑压缩,一般是在活塞与气缸之间使用自润滑材料、连杆大小头采用滚动轴承和填料函采用自润滑密封元件等方法予以保证,因此就不需要加油润滑，在压缩空气时不会增加油污，只需要简单的后处理设备就可以得到洁净的空气[4]。虽然无油压缩机的生产工艺复杂，成本增加，但与传统的压缩机及其后处理设备相比在成本上占有很大的优势。1.4无油压缩机活塞环的材料和结构1.4.1活塞环材料 无油润滑压缩具有压缩气体不被润滑油污染、节约大量润滑油、净化流程、简化设备、延长触媒的使用寿命、提高产品产量及质量等优点,而广泛应用于化工、国防、冶金、石油炼制、通
4、讯、仪表、食品、医疗、纺织等部门。随着无润滑技术的日益成熟,无油润滑压缩机活塞环在其材料、型式、设计和应用等方面都有了很大的发展，生产环境的改变对活塞环的材料提出了更高的要求。作为无润滑的活塞环,一般由自润滑材料来制造。这些材料是:聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI、MC)尼龙、填充聚四氟乙烯(填充PTFE)、填充聚酰亚胺(填充PI)、金属塑料(FH21)等,其中以填充聚四氟乙烯和填充聚酰亚胺最为常用。它们的机械性能和摩擦特性,因其基材、填料的不同及运转参数的变化而有很大差异,设计时需根据特定条件选取[5]。聚四氟乙烯（PTFE）及其石墨复合材料具有优良的摩擦
5、磨损特性、耐腐蚀性、耐高低温性[6]。活塞式无油润滑压缩机易损件导向环活塞环的使用寿命和使用性能,直接影响压缩机的正常运行和经济效益。在工作环境不变的条件下,导向环活塞环的使用寿命和使用性能取决于环的材料性能、加工质量和环在压缩机上的安装质量等,其中起主导作用的是导向环活塞环的材料(成分配比、成型工艺等)及其性能。目前,国内活塞式压缩机无油润滑材料主要采用以聚四氟乙烯(PTFE)为主体,填充诸如青铜粉、二硫化钼、二氧化硅、石墨等经压制而成整体环或开口环。这种导向环活塞环使用寿命短，特别是用于压缩氮气时使用寿命更短。而采用新型线型聚合物聚对羟基苯甲酸脂为主的复合型填
6、充PTFE导向环活塞环,上述问题可迎刃而解,并已成功地应用于石油化工工程中,取得了满意的效果[7]。1.4.2活塞环结构活塞环的结构型式多种多样,可分为整环开口型、分瓣型；有张力环的、无张力环的；有背压环、无背压环；单环形、双环型等。其中以开口环应用最广,无背压环次之。整体开口环有直切口、斜切口、搭切口三种型式。直切口易加工而密封性能差；搭切口密封性能最佳而加工较难；斜切口介于两者之间,较为常用。整体开口环由于开口少、结构简单而被普遍用于中小型压缩F机[8]。分瓣环有二瓣、三瓣、四瓣等,其磨损后在张力环作用下仍可均匀地贴合于气缸表面,密封性能良好,但开口多、总泄漏
7、量大,只能用在缸径过大(<800mm以上)或过小的场合[9]。1.5无油压缩机气阀气阀是活塞式压缩机中的关键部件之一,其性能对压缩机的运转可靠性、经济性有很大的影响,好的气阀既要有长的寿命,又要有高的效率。气阀的寿命问题直接影响到生产能否有计划的持续进行,事故停机不但影响产量,也影响企业的生产成本。因此,提高气阀的寿命对保证压缩机的可靠运转很重要。活塞式压缩机中,使用各种各样的气阀,如环状阀、网状阀、条状阀等,国产压缩机的气阀大都采用环状阀结构。其主要优点是结构简单、制造方便、通用性强等。但这种结构存在着以下问题:阀片的运动质量较大,阀片与导向块之间有摩擦力等因素
8、,决定了阀
