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喷油螺杆空压机为什么要“喷油”

喷油螺杆空压机作为当今空气压缩机市场的主流，尤其在1~50m³/min，5~13bar的用途范围内，优越性和可靠性。

什么是喷油螺杆空压机？

喷油螺杆空压机是双螺杆空压机的一种，指空压机的压缩腔在压缩气体的同时喷入润滑油，并在之后的工作流程中又被分离出来的一类空压机。

而所谓“微油”螺杆空压机也指的是这种，市场上双螺杆空压机绝大多数都是这种类型。

喷油螺杆空压机以其运行振动小、噪音低、效率好、维护简单、智能化程度高而得到大范围的应用。

喷油螺杆空压机“喷油”的作用是？

喷油螺杆之所以成为空压机的主流，也正因为“喷油”带来的诸多好处

① 螺杆空压机的阳转子带动阴转子转动，而喷入压缩腔的润滑油在转子表面形成油膜，避免了阴阳转子之间的直接接触，大大降低了摩擦。

所以喷油螺杆无需同步齿轮，而干式无油螺杆则必须有同步齿轮，以避免和减小摩擦的产生。由此，喷油螺杆的主机结构得到极大简化。

② 巧妙利用自身气路流程中产生的压力差，持续向压缩室和轴承位置喷入润滑油，再次简化了结构。

只要还在吸入气体进行压缩就一定存在压力差，则喷油就一直持续不可能会中断，对比其它一些机械润滑的都需要油泵，这设计简直是太天才了。

当然，压力差太小，油路的循环建立不起来。例如，低压的喷油螺杆空压机，也是需要油泵进行喷油循环的。（通常3bar以下是需要油泵的）

③ 喷入的润滑油可以增加气密的作用，一方面是阴阳转子间形成的齿间容积的密封效果增加，再就是转子和机壳、端面间的配合间隙密封也得到加强，有效**空压机的容积效率。

所以，喷油螺杆相对干式无油螺杆转速可以低得多，干式无油螺杆必须较高的速度以弥补泄露损失。喷油螺杆的能源效率要高出一大截。

④ 喷入的润滑油与压缩后的高温气体充分混合成油气混合物，通过后续流程的油分离和冷却后，再次循环喷入主机内再次参与压缩过程。

换而言之，润滑油带走了压缩过程中产生的大部分热量，将压缩主机的温度有效控制在一定范围之内。可以说，润滑油是压缩机温度的主要控制者。

⑤ 润滑油有效降低了压缩过程中产生的高频噪音。

喷油螺杆空压机的“喷油”不仅仅是这类机型的表象特点，更是这类空压机的典型技术特征。

喷油螺杆空压机的喷油量越多越好

润滑油对于喷油螺杆空压机来说好处多多且至关重要，那是不是喷油量越多越好吗？显然不是！

喷油量的多少，通常是在假定排气温度等同于排油的温度，再通过压缩机的热平衡式计算来决定。

另外还需考虑轴承、增速齿轮（如果有）的润滑所需。尤其是不同气体介质、不同压力比、**大小、转速等不同情况都会影响喷油量的设计。

例如：高压缩比的气体密度大，本身能带走更多的热量，则润滑油就需要的少一些；容积**小的空压机容积效率相对较低，则需要**润滑油的循环量以加强密封性；空压机高转速时，相对泄露小，但此时扰动油的耗功则增大，此时则需减少喷油量。

确定润滑油的循环量是一个较为复杂的计算和实验过程，在确保既保证排气温度不超标、机头各部件润滑充分的情况下又能减少润滑油的喷油量，同时也能保证油的使用寿命很能考验一家空压机厂的设计能力。

放眼现如今的螺杆空压机市场，真正通过计算和实验**设计喷油量的没有几家。在实际的工程中，一般的空压机整机厂都是根据主机厂提供的规格书或参数表中的喷油量参数来设计。“宁多勿少”是太多没有多少设计能力的整机厂的选择。（注：往油气桶加多少油和喷油量多少没有关系，两码事）

一个不太准确但很能说明问题的说法是：同等条件下，用油量相对少的，其整机/主机的设计水平相对高。

喷油螺杆空压机的“喷油”是什么油

喷油螺杆空压机使用的空压机油（有叫润滑油，有叫冷却油、冷却液...不管叫什么，指的都是这个）。

由于需要在高温高压的环境下长时间的使用（想想汽车润滑油，5千公里保养一次，按50公里/小时算，也就连续使用100小时，全合成油1万公里保养也就200小时而已，空压机油标准是2000小时更换，可想而知了）

所以需要具备优良的高温氧化安定性、低的积炭倾向性、适宜的粘度和粘温性能、及良好的油水分离性、防锈防腐性等。

可以说，喷油螺杆机出厂后是否能够稳定的运行，润滑油的品质为关键。

空压机油和汽车机油一样也有三种：

矿物油、半合成油和全合成油。（至于说空压机市场上那些什么“食品级空压机油”、“**更换的空压机油”，还有各种了不得的油等等，微微一笑，看看就好）。这里说一样说的是也分三类，并不是说汽车机油和空压机油可以替代。特此说明，以免误导。

空压机润滑油是由基础油及添加剂（抗氧化剂、抗乳化剂、防锈剂、消泡剂、黏度改进剂、分散剂、抗高温酯等）调和而成。

矿物油：按工艺不同分I类、II类、III类基础油；半合成油：III类基础油添加20%以上的合成酯；合成油：聚α-烯烃类，酯类合成油，醚类合成油等。

空压机润滑油的几个重要指标：

倾点和黏度：前者是指润滑油能够流动的温度，再低就凝固了；后者顾名思义可以简单理解为油粘稠的程度，在40℃时，数字越大越稠数字越小越稀。空压机行业基本就两种：32#和46#，大部分是46#。

闪点：指油品或油雾接触火焰时，发生三秒内的火光闪烁时的温度。当然是越高越好。要知道空压机机头排气温度110℃也不少见，局部高温再加上可能产生的静电火花，有爆燃的可能性，所以此值通常大于200℃。

还有比如抗氧化性、抗乳化性、抗泡性等等都对润滑油的性能有较大影响，作为油品的知识范畴，

为什么螺杆机更普及？看看把人逼疯的往复压缩机你就知道了

一、往复式压缩机诊断方法的研究现状

在工业上被广泛使用的往复式压缩机，故障诊断比较复杂，所以国内外学者一直以来都很关注对它的研究。

在国外，美国学者曾经利用气缸内侧的压力信号图像判断气阀故障及活塞环的磨损；学者对千余种不同类型的压缩机建立了常规性参数数据库，确定评定参数，以判断压缩机的工作状态等。

在国内，有些专家对往复式压缩机的缸盖振动信号进行过简单的分析，也有人在缸盖振动信号对缸内气体压力的影响方面进行过研究。

有些学者在压缩机的常规性能参数的监测和控制方面做了大量的工作，就是为了能够改变目前压缩机操作人员用耳听、眼看，凭借经验判断故障的局面，而是有实际强有力的证据得到的检测结果。

然而，由于往复式压缩机结构比较复杂，根据当前的研究状况以及研究资料表明，我们需要完善计算机技术和人工智能领域的专家系统和神经网络技术的初步使用，使在故障诊断技术领域能够有一套像旋转机械那样成熟的，得到人们普遍认可和广泛应用的诊断系统，以供选择并获得往复式压缩机工作状态的有效特征参数。

仅仅采取先凭经验或设想去确定和试凑特征参数，然后再进行实验验证的方法是不充分的，且不能找出特征参数，与实际的应用还是有一定的出入的，这同往复式压缩机在工业中的重要地位是不相称的。

二、往复式压缩机热力性能的故障及机理

（一）常见往复式压缩机热力性能故障类型及起因是各种各样的

从相关资料和研究中可知，造成往复式压缩机热力故障的主要原因为填料函和气阀等易损件的损坏。填料函的故障大大降低了排气量、使得压比失调等。

资料表明，气阀故障占往复式压缩机故障总数的60%，气阀故障可导致压比失调、排气温度增高、排气量降低等，严重时甚至可拉毛气缸导致机组报废。在实际生产中，现场操作人员常根据它来进行诊断。

（二）往复式压缩机机械功能的故障及机理

常见往复式压缩机机械性能故障类型及起因也是多方面的。

在生产过程中典型的机械故障有阀片碎裂、十字头及活塞杆断裂、活塞环断裂、汽缸开裂、汽缸和汽缸盖破裂、曲轴断裂、连杆断裂和变形、连杆螺栓断裂、活塞卡住与开裂、机身断裂和烧瓦、电机故障等。

实践证明，气阀故障的诊断在往复式压缩机故障诊断中是很重要的，但活塞杆断裂、裂纹事故也较常见。由于运动件较多，大多数还是机械性能故障。

三、往复式压缩机状态监测、故障诊断方法及原理和技术特点

往复式压缩机是一种复杂的机械设备，其状态监测和故障诊断的技术手段和方法也很多。通常采用的是在线间接诊断方法，即通过二次诊断信息来间接判断其中关键零部件的状态变化。

常见的方法有：直观检测、热力性能参数监测、振动噪声监测、润滑油液分析、专家系统和神经网络等。

（一）直观检测

压缩机操作人员仅用耳听、眼看、凭借经验判断设备的故障。随着机械设备朝着高度自动化的方向发展，该方法已无法满足目前往复式压缩机故障诊断的要求。

（二）热力性能参数监测

测量热力性能参数，并据此判断往复式压缩机状态，从而诊断故障的研究。

一般通过仪表监测压缩机的油温、水温、排气量、排气压力、冷却水量等，为查找有关部件的故障提供有用的信息。

由于该方法对故障点缺乏准确性及预测性，目前主要用于监测工艺参数及压缩机的运行状态。

（三）振动噪声监测

振动监测诊断往复式压缩机故障，在实验室已取得了许多研究成果。

利用机器表面振动信号诊断活塞与气缸磨损、气阀漏气和主轴承状态；在气缸头安装振动传感器，通过分析振动信号诊断缸内故障；利用振动信号诊断往复式压缩机主轴承故障；利用润滑油管路内的压力波信号诊断往复式压缩机轴承故障等。

但由于背景噪声干扰大，往复式机械工况的变化导致其信号的非平稳性，缺少性能可靠的传感器等原因，因此到现在为止还没有被广泛的运用。

（四）油液监测

润滑油油液分析分为两大类：一类是油液本身物理化学性能的分析，润滑油的粘度、酸度、水分、燃点、闪点等；另一类是油液中摩擦副磨损信息的分析，包括光谱分析、铁谱分析、颗粒计数等。

该方法的实施过程包括取样、样品制备、获得监测数据、形成诊断结论等步骤。润滑油中磨粒监测技术则可分为在线和离线两大类。

离线监测技术主要有油液光谱分析、铁谱分析及利用扫描电子显微镜和能谱仪分析铁谱谱片等；在线监测技术主要有颗粒计数器、在线式铁谱仪等，已经投入使用的主要有光学型磨损颗粒计数器，电磁型磨损颗粒计数器，尚未投入实际使用但已在研究的有X射线磨损颗粒在线监测仪，超声磨损颗粒监测仪等。

（五）人工智能诊断

随着计算机技术的不断进步，人工智能诊断系统被应用于工业生产的各个领域，压缩机的故障诊断也不例外。

人工智能诊断是一种使用专家系统和神经网络系统，人工神经网络具有自学性和组织性特点，具备联想记忆功能，能从设备故障中学习、积累经验，并借助故障方面的知识，同时以一些搜索方式和推理方式作为辅助，对较为复杂的系统故障进行诊断的智能化计算机程序系统。

其所具有的优势是诊断方式较为简单快捷且解释机制强，但缺陷是推理机制太过简单且所借助的知识是否可靠等等。

（六）早期预警技术

早期预警技术能够对设备的异常信息做出快速的分析和判断，并准确地得出设备当前时刻的异常信息、开停车状态、异常诊断结论等信息，进而主动反馈输出结果，有效辅助现场工作人员对设备进行统一管理。

当前主要的研究方向包括气阀故障及预警、活塞杆断裂故障及预警、大头瓦磨损故障及预警等等，并通过相关实验得出了相应的结论，在减少故障发生方面起到了至关重要的作用。

随着研究的不断深入，越来越多的典型故障决策模型将会建立起来，诊断经验的积累不断增多，决策模型和预警方法将会进一步改进**，**对故障诊断的准确性，保证设备的正常运行。

四、对于往复式压缩机中出现问题的对策

对于往复式压缩机热力性能故障中的问题的类型，其主要是：

（1）排气量不足；

（2）温度异常。

其对策：

（1）对于排气量不足

a. 进气滤清器的故障，应定期清洗滤清器，对气阀板、阀片上的污垢进行清洗，有利于空压机保持正常排气量。常规情况下每200小时应清洗一次滤清器，每500～800小时应清洗一次气阀。

b. 气缸、活塞、活塞环磨损严重超差，使有关间隙增大，泄漏量增大，影响排气量。属于正常磨损的，应及时更换易损件，如活塞环等。属于安装不当、间隙不合适时，应按图纸进行纠正；无图纸时，可按经验资料，活塞与气缸之间沿圆周的间隙，为铸铁活塞时，间隙为气缸直径的0.06％～009％；为铝合金活塞时，间隙为气缸直径的0.12％～0.18％；钢活塞可取铝合金活塞的较小值。

c. 压缩机转速降低，因为空气压缩机的排气量是按一定的海拔高度、吸气温度、湿度设计的，所有使用不能超过标准的高原，就不会导致吸气压力降低，使排气量降低。

d. 润滑油质量不好，应选择高质量的润滑油。长期工作后，润滑油会含有杂质、灰尘，要进行过滤。一般情况，每500～800小时应更换一次机油，并对前一次使用的机油进行过滤。

（2）对于温度异常

a. 中间冷却效率低，或者中冷却器内结水垢影响换热，则后一级的吸气温度必然升高，排气温度也会增高。

b. 气阀漏气、活塞环漏气，不仅影响到排气温度升高，而且会使级间压力发生变化，压力比高于正常值均会使排气温度升高。

c. 水冷式压缩机，缺水或水量不足时均会使排气温度升高。

对于往复式压缩机机械功能的故障中的类型其主要表现为异常振动、异常响声。

往复压缩机由于存在旋转惯性力、往复惯性力及力矩，将会引起机械及基础的振动。

主要部位包括气缸和机体部分振动：

（1）气缸部分

a. 气缸内侵入杂物，应排除夹杂物；

b. 填料、托瓦或活塞环异常磨损，轴向间隙大，应更换部件；

c. 管线强制振动，应加强管线支承；

d. 气缸与十字头滑道的同心度不正，应重找同心度；

e. 缸套定位不好或其他原因，连接部位存在松动；

f. 气阀工作状态不好。

（2）机体部分振动

a. 往复惯性力和力矩没有平衡好；

b. 曲轴中心线与机身滑道中心线不垂直；

c. 对称平衡型压缩机机身的主轴承不同心；

d. 机身水平度不符合要求；

e. 运动部件连接不牢固；

f. 地脚螺栓松动。

（3）故障解决方法

a. 气缸余隙容积过大，调整气缸余隙尺寸；

b. 吸排气阀咬住，拆开气阀，清洗、修理或更换；

c. 吸排气阀不严密或活塞环漏气，清洗或进行更换；

d. 吸排气阀、管通道截面积小，清洗过滤器，检查吸气阀和排气管路的通道面积。