活塞空压机的运动部件(如活塞、曲轴、连杆、十字头等)在高速运转中存在频繁摩擦,需通过合理润滑减少磨损、降低能耗。根据设备类型和工况需求,主要分为油润滑和自润滑两大类,各有其适用场景和技术特点。
一、油润滑方式
(一)飞溅润滑
飞溅润滑是中小型活塞空压机常用的方式,依靠曲轴旋转时带动曲轴箱内的润滑油,通过曲柄、连杆大头等部件的运动将油滴溅射到气缸壁、活塞销等摩擦表面,形成油膜。其结构简单、无需额外润滑装置,成本较低,但润滑均匀性较差,受设备安装角度和运行转速影响较大。适用于负荷较小、转速较低(通常低于1500r/min)的工况,如小型空气压缩机的曲轴轴承和连杆轴承润滑。
(二)压力润滑
压力润滑通过油泵将润滑油加压后,经油道输送至关键摩擦部位(如主轴颈、连杆轴颈、十字头滑道等)。油泵提供稳定压力(一般为0.2-0.4MPa),确保润滑油均匀覆盖摩擦面,形成可靠油膜。这种方式润滑效果好、适应范围广,能满足高负荷、高转速(2000r/min以上)的运行需求,广泛应用于中型以上活塞空压机。但结构复杂,需配备油泵、油过滤器、油压传感器等组件,维护成本相对较高。
(三)喷雾润滑
喷雾润滑通过喷嘴将润滑油雾化后喷射到摩擦表面(如气缸壁与活塞环之间),兼具润滑和冷却功能。油雾能均匀覆盖不规则摩擦面,减少润滑油用量,适用于高速、高温工况。但需严格控制油雾浓度,避免油雾过多导致积碳或过少引起润滑不足,常用于对冷却要求较高的空压机气缸润滑。
二、自润滑方式
自润滑无需依赖外部供油系统,通过运动部件自身采用的自润滑材料实现润滑,是无油活塞空压机的核心技术。常用材料包括金属基(如铜基含石墨)、聚合物基(如PTFE、PEEK)和陶瓷基(如氮化硅含六方氮化硼)自润滑材料,这些材料在摩擦过程中通过固体润滑剂转移形成润滑膜,摩擦系数可低至0.02-0.3。
自润滑方式适用于对压缩空气洁净度要求极高的领域,如医疗、食品、制药等,避免润滑油污染气体。但自润滑材料承载能力和耐高温性有限(如聚合物基材料通常承受温度不超过300℃),且成本较高,多用于低至中负荷工况,需根据摩擦系数、磨损率等指标匹配具体部件(如活塞环、导向环)。
三、润滑方式的选择原则
按设备类型:有油空压机优先选择压力润滑(关键部件)+飞溅润滑(辅助部件)的组合;无油空压机必须采用自润滑方式。
按工况条件:高负荷、高转速设备需压力润滑;低负荷、小型设备可采用飞溅润滑;洁净环境下的设备强制使用自润滑。
按部件特性:曲轴主轴颈、连杆轴颈等承受重载的部件需压力润滑;气缸壁、活塞销等可根据负荷选择飞溅或喷雾润滑;无油工况下的活塞环、十字头滑道需用自润滑材料。