無油潤滑活塞式空壓機于二十世紀三十年代被發明。蘇爾壽公司于1935年申請了迷宮式密封無油潤滑活塞式空壓機。五十年代初,第一臺無油潤滑活塞式空壓機問世。1957年西德林德公司年產200臺無油潤滑活塞式空壓機,功率達五萬馬力。六十年代日本生產的活塞式空壓機,其中無油潤滑的已占50%;1967年蘇爾壽公司制造出10000標準立方米/時的排氣量,壓力500公斤/厘米的迷宮活塞式空壓機。法國Dujard公司塵產320公斤/厘米"氮氫氣對 稱平衡型無油潤滑活塞式空壓機。
密封結構也在不斷改革, 創新。林德公司的T型活塞環結構在排壓低于180公斤/厘米"的情況下,使用壽命8000小時以上。美國社邦公司設計的套筒密封結構用于70~ 350公斤/厘米"時,具有較大的磨損補償潛力。1969年,日本三國重工業公司提出可以使用20000小時的整體密封環無油潤滑活塞式空壓機。
目前國外無油潤滑活塞式空壓機最大功率達4050千瓦以上,最高排氣壓力500公斤/厘米",最高活塞線速度5米/秒。填充聚四氟乙烯活塞環使用壽命在線速度為4米/秒、密封壓差為100公斤/厘米"時,約為7000小時;在密封壓差為200~ 300公斤/厘米"時,則為2000~3000小時。
國內無油潤滑活塞式空壓機的研制工作首先出現于化肥工業的高壓循環機和壓縮機,各大、中型化肥廠所使用的5T-3-285/320氮氫氣循環壓縮機,普遍進行了無油潤滑改造。該機排氣壓力為320公斤/厘米2;,活塞線速度為1.87米/秒(轉速由125轉加至150轉時為2.25米/秒);氣缸溫度低于50℃。1967年,大連化工廠在工藝流程壓力260公斤/厘米2的條件下。取消該機注油器。 使用壽命達半年。目前不少單位在 320公斤/厘米"壓力下,使用壽命已穩定在八個月到—年。雖然該機線速度和氣缸溫度都較低。 但對填料函無油潤滑的高壓差密封便用摸索了可貴的經驗。
與此同時,在大、中、小型化肥廠用的高壓活塞式空壓機,開展了不注油的改造工作。這樣,活塞環就處于高密封壓差、少油潤滑(因為前幾級仍注油,潤滑油會隨氣體進入高壓缸內)的運行狀態。1965年首先在一臺1250馬力的氮氣壓縮機五級氣缸上試用,該機排氣壓力200公斤/厘米"、活塞線速度2.7米/秒、氣缸溫度120℃,填充聚四氟乙烯活塞環使用壽命達10000小時,排出氣體含油量可降低 40 %。 .2N45-130/362紅旗牌氮氫氣壓縮機六級活塞環密封壓 差 達 314公斤/厘米,活塞線速度4米/秒。苛刻的操作條件 給 不注油運轉帶來了困難,衢州化工廠等單位采用金屬塑料或金屬纖維減磨材料活塞環,壽命為3000~4000小時,最高達8000小時。小化肥廠用I.3.3-17/320氮氫氣壓縮機七級活塞環應用聚酰亞胺,在上海吳淞化工廠等單位的使用壽命達3000小時。
在大型高壓活塞式空壓機中的低壓級因氣缸直徑大、活塞重,使支承環比壓超出允許范圍,磨損增加,給無油潤滑應用帶來了困難。
目前國內能實行全部氣缸無油潤滑的壓縮機,排氣壓力般在150公斤/厘米"以下,線速度低于3.5米/秒,排氣溫度不高于160℃。如果高于此操作條件,就必須采取進一步措施以提高使用壽命,否則不能維持最短檢修周期。
國內從1965年開始生產中、低壓無油潤滑活塞式空壓機定型產品,如沈陽氣體壓縮機廠生產的2 Z-6/8空氣壓縮機;杭州制氧機廠的2DY-100/44氧氣壓縮機;常州化工機械廠的 2D6.5-16.6/41石油氣壓縮機和無錫壓縮機廠生產的進口壓力70公斤/厘米2,出口壓力90公廳/厘來2的D6.5-4.6/70-90氫氣循環壓縮機等等。
國內無油潤滑活塞式空壓機的工作主要是針對氣缸部分; 但在這里不能不提到, 包括傳動部件在內的整機無油潤滑活塞式空壓機的研制工作也已開展,并取得了一定的成效。
沈陽氣體壓縮機廠生產的1Z-0.4/1.5和1Z-0.04/4全無油空氣活塞式空壓機,無十字頭、主軸承和連桿大頭瓦采用滾動軸承,小頭瓦用滾針軸承,在低速輕載條件下,可用作醫療工具和噴氣織布。
1976年上海醫院設備廠等單位試制成76!型微型高壓無油潤滑活塞式空壓機,輸氣量為5米$/小時、大氣吸 入,排氣壓力為120公斤/厘米2、線速度為0.84米/秒。該機由于結構簡單,轉移輕便,因此適用于偏僻山區及戰時醫療急需加壓灌氧充瓶用。該機十字頭用鋁合金制成,滑動表面開槽,槽內裝有填充聚四氟乙烯滑塊,與十字頭滑道自潤滑配合。連桿大頭采用雙列向心球面軸承,小頭為改性聚甲醛壓制的無油潤滑軸承。
當然,傳動部件無油,也僅指無稀油,滾動軸承中的潤滑脂還是存在的。
阿特拉斯活塞式空壓機介紹以及參數