公元一九六九年法国的B.zimmern先生（辛麦恩）从发明了第一台高密封高效率的无油螺杆压缩机，这种先进的技术一经发掘就被用于军工制造和舰船配套。这使无油螺杆压缩机技术得到了快速而又成熟的发展。

无油，却能正常压缩，这技术不是不是很牛？

的确，这技术很牛。

但所谓的“无油”，是指气体在压缩过程中不与油接触，而压缩机的轴承、同步齿轮等零部件，仍然需要润滑，只是这些润滑部件和压缩腔之间，采用了有效的轴封加以隔离。确保润滑油不进入压缩腔。

无油压缩分类

无油空压机是根据压缩空气是否含油来划分的，与之对应的是有油空压机或微油空压机。

无油空压机根据压缩形式不同或主机结构不同区分，常见的几种无油空压机有：

1.干式无油螺杆式空压机

2.水润滑无油螺杆空压机

3.无油活塞空压机

4.无油涡旋空压机

5.无油旋齿空压机

6.离心式空压机

其中，无油活塞已逐步淘汰，这种产品已越来越少，不再讨论。

无油涡旋和无油旋齿以及离心式空压机后面有专门的章节单独讨论。

本节，只聊干式无油螺杆和水润滑无油螺杆空压机

干式无油螺杆介绍

干式无油螺杆主要是双螺杆压缩机，压缩腔内无润滑，仅在齿轮箱内有润滑油，可以说是干燥的。

转子之间有间隙，不互相接触，具有同步齿轮结构，转子之间依靠同步齿轮传递扭矩和定位。

进排气端阴阳转子都有轴封结构，将介质气体和润滑油隔开。

转子的表面有特殊涂层，由于不接触，所以第一次压缩压力不是很高，要提高压力，采用二级压缩。

压缩效果最好是等温压缩，实际没法做到等温压缩，所以在第一级压缩后有中间冷却器和疏水阀（降温，排水），第二级压缩后也有后部冷却器。

第一级压缩的压力大概是根号2，然后此压力进入第二级压缩，二级压缩排出的压力达到系统要求，所以二级压缩比更高，工作环境更严苛，寿命相比一级较短。

由于转速很高，机头内温度很高，所以机头外壳是采用的一次性消失模技术，用于降温。此机头外壳与转子是完全分开的。外壳一般由油冷却。

水润滑无油介绍

水润滑无油空压机一般是单螺杆空压机，其特点是用于润滑的介质是水，采用水基作为密封，完全无油，产出纯净无油的压缩空气。

由于是往压缩腔内喷水，温度只有40-50度左右，恒温压缩，容积效率更高，比干式无油螺杆空压机效率提高15%。价格便宜。

其缺点是，故障率高（星轮体易损件等）。

为什么水润滑无油机一般都是单螺杆，而非双螺杆？

其原因是单螺杆运行时螺杆和星轮片有速度差，单向压缩，空气容易压缩，转速偏低。

双螺杆是同向挤压，需要高转速，并且水的润滑相比机油密度不够，压缩空气容易倒流。

需要注意两点

1.润滑部分是水，最好是纯净水。

2.空气绝对不含油，但是含有水。

水润滑无油机流程图：

无油螺杆的应用

在用气品质要求高的领域，如纺织、冶金、食品、化工、医药、石油和空分等各种需要纯净无油压缩空气的场所，无油螺杆压缩机能够提供优质的压缩气体满足各种需求，因此应用前景广阔。

在食品制造及包装行业，采用喷油螺杆压缩机制备压缩气体时，生产过程经过多次高温氧化和冷凝乳化，压缩机中润滑油的性能已大幅度降低，且呈酸性，对后续设备不仅起不到润滑作用，反而会破坏正常润滑，使用无油螺杆压缩机可以避免失效的润滑油对设备的负面影响。

在制药、生物工程中，压缩气体中含有细菌和噬菌体的污染是不容忽视的，无油螺杆压缩机提供的纯净压缩气体，可避免细菌和噬菌体在气体中滋生。

在电镀行业，生产过程中存在镀层表面发花、烧焦、针孔、裂纹等问题，人们采用搅拌来解决此类问题，搅拌需要压缩空气的支持。

在汽车喷涂行业，不纯的气体往往造成劣质的涂层。如果压缩空气中含有油，涂层表面出现一些分散或集中的小隆起，这些水泡一般在面漆下的某一涂层中产生，水泡是由于涂层下面有水汽或污物而产生的。此外，含油的压缩空气也有可能导致湿涂层表面出现点状分布的小坑洞，形成火山口状的矽坑，在坑底有时可见底材，俗称鱼眼。如今汽车喷涂行业已经开始应用无油螺杆压缩机，以制备用于喷涂的纯净气体，使得国产汽车的喷涂水平得到提高。

在纺织行业，喷气织机需要干燥且无油的压缩空气。在生产过程中，精细喷嘴会将压缩空气吹到线束上，形成涡流，从而赋予纱线形状、弹力和弹性，无油螺杆压缩机提供的纯净压缩空气可以保证布匹成品的质量。

干式无油螺杆表面涂层

转子材料与型线转子材料在干式螺杆压缩机中，由于没有润滑油的润滑及带走微小颗粒，气体会对转子、壳体内壁、气道产生腐蚀，因此在传统喷油螺杆转子材料的基础上，通常会喷涂防腐层，如喷涂聚四氟乙烯、二硫化钼、特氟龙等，达到保证转子不变形，不被腐蚀的作用。

水润滑无油螺杆转子技术

在喷水螺杆压缩机中，由于向压缩腔内注水，虽然取到了冷却、密封和保持气体的纯净度的作用，提高了压缩机的效率，同时也很好的控制了排气温度，但是水必将对转子等部件产生腐蚀作用，因此需要慎重选择转子材料。

转子材料的选择一般有如下几种：　

1.NSB钢转子。

2.高分子聚合陶瓷转子，这种材料耐磨性好，并且具有良好的可靠性和适用性。

3.工程塑料转子，工程塑料转子的采用，开辟了螺杆压缩机转子材质及加工手段的新经济途径，并为喷水螺杆压缩机的发展提供了良好条件。精密注塑成型的工程塑料转子，不锈、成本低，同时降低了螺杆压缩机的噪声和振动。为压缩腔内采用喷水密封冷却技术创造了很好的条件。螺杆转子型线对于螺杆压缩机而言，型线设计至关重要，需要综合考虑转子型线的啮合要求、连续的接触线、加工性能等因素。

无油螺杆技术难点

干式螺杆压缩机的技术难点

1.转子变形。

干式螺杆压缩机的性能, 很大程度上取决于转子啮合时的密封间隙。

在转子间、转子与机壳间存在多条泄漏通道, 流体通过间隙的泄漏直接影响容积效率和总效率。

在实际运转过程中, 转子在热、力边界条件的作用下发生热、力弹性变形, 这就使得实际运行间隙与设计间隙差别较大。间隙过大会造成泄漏增加, 容积效率下降，间隙过小又容易发生烧伤咬死事故

2. 涂层失效

低劣的转子涂层运行一段时间后会脱落，转子暴露在空气中，承受空气中杂质和温度变化的影响。最终，导致运行性能的降低，甚至对机器造成损坏。

喷水螺杆压缩机技术难点

1. 陶瓷转子的制造由于陶瓷材料的耐磨性，不适宜采用机床加工，故采用精密铸造的方式，而铸造工艺是其中的难点。一般陶瓷制品的气孔、裂纹等缺陷，需用显微对焦的X射线仪表探测，以及保持陶瓷毛坯密度的一致性，需用超声波仪器进行监控。

2.清理由于水的存在，必然对螺杆压缩机主机和冷却水系统造成一定的腐蚀影响，更会在管路中形成一定的水垢。水垢在冷却系统内形成后，将会缩小水流道截面积, 增加水循环的阻力, 阻碍正常的热交换, 随着水垢层的不断加厚, 将造成设备严重的冷却不良而带来一连串的恶果，如压缩机增加功率消耗, 减少吸气量, 降低排气量等，因此对水垢的处理方式也非常重要。水垢处理的方式一般有化学试剂法、物理法、人工法等。

3.水润滑轴承需要改变传统金属轴承系统的材质性能和润滑结构，将轴承与动密封装置等部件有机合为一体，以水作为润滑介质。

目前，能够提供水润滑轴承的厂家相对较少，瑞典的SKF公司在积极从事该方面的研究开发工作。

小结

以上，我分别从结构原理、技术难点、应用场景几个维度和你讨论了无油螺杆空压机技术，希望对你了解无油机有所帮助。