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机械制造及其自动化
Mechanical Manufacturing and Its Automation

中国有部分厂家进行了小批量的试生产，但无论是理论研究和生产能力，与

其他国家都还有较大的差距，还不具备批量生产的能力。风冷无油涡旋空气压缩
机的研究主要包括材料、结构参数、加工精度。
（1）涡盘材料、密封材料、轴承的分析
由于风冷无油涡旋空气压缩机工作过程中温度较高，对涡盘材料、密封材

料、轴承性能有着较高的要求。
常用的涡盘材料有铸铁、铸钢、碳钢、铝合金，铸铁或铸钢导热系数和热膨
胀系数较小，但是比重较大，不适合用于高速旋转的动盘，并且成本较高。铝合

金材质较轻，价格较低，可作为动盘材料，但其导热系数和热膨胀系数较大，温
度较高时，热变形比较明显，需要对其进行改良，降低其热膨胀系数，提高极限
强度，防止在温度载荷和压力载荷作用下发生破坏，日本岩田的无油涡旋空气压
缩机涡盘即为铝合金材料，其材质轻且强度高。对于中国企业、研发单位来说，

需要继续对涡盘材料性能进行改良，以适应大排量、高压缩比无油涡旋空气压缩
机的开发。
为了提高涡齿表面硬度，减少高温气体向涡盘的热量传递，涡盘表面需要进

行氧化处理，表面氧化可以大幅度地降低涡盘温度，是涡旋空气压缩机关键的生
产技术之一，对氧化过程进行深入的研究，能够有效地提高涡旋压缩机的性能。
密封是决定涡旋压缩机性能的重要因素，无油涡旋空气压缩机多用涡齿齿顶

内嵌密封条减少轴向泄露。密封材料要求具有自润滑功能，以减少与涡盘底面的
摩擦，避免工作较长时间后干掉失效。涡盘材料不同，密封材料的选择也不一
样，铸铁涡盘常用聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚酰亚胺复合材料，铸钢涡盘常用聚

四氟乙烯、聚酰亚胺复合材料，碳钢涡盘常用聚苯硫醚，铝合金常用由填充物改
性后的聚四氟乙烯，目前日本和法国生产的聚四氟乙烯密封条自润滑性能较好，
使用寿命长。
涡旋压缩机主轴为动盘运动提供动力，主轴轴承位于动盘中心位置，环境温度

较高，内外圈均是过盈配合，装配后径向间隙变小，磨损较快，润滑脂在磨损粉末
和高温作用下，容易变稠变干，有必要进行无油涡旋空气压缩机专用轴承的开发，
主轴轴承正常工作的关键是保持合理的径向间隙以及减少保持架的磨损、变形。

（2）涡旋型线、加工工艺的分析
涡旋型线是涡旋压缩机研究的重要内容，满足动定盘共轭关系的几何

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