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　　滑片式空壓機與螺桿式
　　空壓機的技術對比
　　2
　　前言：
　　目前，在國內中、低壓的空氣市場中，傳統的活塞機雖然購買價格較
　　低，但由于其可靠性低、能耗大、維修量高所帶來的巨額后續支出已經逐漸淡出
　　市場。新型的空壓機主要包括：滑片式空壓機和螺桿式空壓機（分為單螺桿和雙
　　螺桿）兩種。其中螺桿式空壓機進入國內市場較早，已經占據了一定的*。
　　滑片式空壓機技術含量較高，在領域具備生產能力的廠家較少，因此進入國
　　內市場較晚，仍然處在概念傳播的階段。但由于其超長的壽命、良好的可靠性、
　　優異的排氣質量、zui高的效率和zui少的維護正在迅速趕超其它同類產品，必將成
　　為新型壓縮機的市場主流。
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　　1.0 可靠性的對比
　　影響可靠性的主要因素
　　1.1 壓縮機地核心部件－主機的對比
　　影響因素 具體影響
　　零部件數目 l 零部件，尤其是運動部件數目越少，可靠性越高
　　運動速度 l 運動速度越低，可靠性越高
　　運動形式 l 運動形式越簡單，可靠性越高
　　工作應力 l 應力形式越簡單，受力越小，可靠性越高
　　加工裝配要求 l 加工裝配要求越低，越容易達到，可靠性越高
　　材質壽命 l 材質壽命越長，可靠性越高
　　滑片機主機
　　雙螺桿機主機
　　單螺桿機主機
　　運動部件數目 l  1 個轉子 l  1 對陰陽轉子 l  1 個螺桿，2 個星
　　形輪
　　運動速度 l  1000-1500rpm l  1500-3000rpm
　　運動形式 l 單純回轉運動 l 陽轉子驅動陰轉
　　子進行嚙合
　　l  螺桿驅動2 個星
　　形輪進行嚙合
　　加工、裝配要求 l 加工要求很高，但
　　不需要設備
　　l 裝配簡單易行
　　l  必須使用設備加工，要求十分嚴格：
　　l  裝配復雜，要求十分嚴格
　　材質壽命 l 所有運動部件使
　　用壽命都在10 萬
　　小時以上
　　l  壽命2-4萬小
　　時
　　l  軸承壽命5 萬小
　　時
　　l 星形輪屬于易損
　　件，5百到2千小
　　時更換
　　4
　　1.2 受力的對比
　　軸承失效是困擾螺桿機，尤其是雙螺桿機的主要問題之一，即便選用名
　　牌軸承，2－4 萬小時也必須更換。主機受力大、受力形式復雜是導致雙螺
　　桿機軸承失效的直接原因；單螺桿機在受力平衡方面有所改良，但作用有限；滑
　　片機由于從原理上避免了軸向力從而使得軸承問題得以*解決。
　　比較內容 滑片機 雙螺桿機 單螺桿機
　　受力種類 l  只受徑向力 l  軸向力與徑向力均存在
　　軸承形式 l   l 滾動軸承
　　軸承數量 l  2 個 l  5-9 個 l  6－10 個
　　加工裝配要求 l  易于加工裝配 l 加工裝配要求十分嚴格
　　軸承壽命 l  10 萬小時 l  2－4 萬小時 l  5 萬小時以內
　　圖1－1滑片機受力分析 圖1－2雙螺桿機受力
　　分析
　　圖1－5 滑片機的滑動軸承
　　圖1－4 螺桿機的滾動軸承
　　圖1－3 單螺桿機受力
　　分析
　　5
　　1.3 轉速的對比
　　增加轉子轉速可以提高排氣量。但轉速過高，磨損會加大，能量損失也隨之
　　增加，從而壓縮機負荷增大，運動部件壽命減短。因此通過提高轉速來增大排氣
　　量是一種非常不合理的方式。
　　通過設計原理分析，我們知道：主機的有效吸入容積和容積效率是影響排
　　氣量大小的zui主要因素，這也決定了螺桿機與滑片機轉速的不同。
　　小結：
　　通過本節的詳細對比可見，滑片機運動部件少，運動形式簡單，轉速低，受
　　力簡單易平衡，從原理上*消除了軸承失效問題，在可靠性方面大大超出螺桿
　　機。
　　比較內容 滑片式壓縮機 螺桿式壓縮機
　　有效吸入
　　容積
　　l  有效吸入容積較大
　　l  達到相同的排氣量其轉速可明
　　顯降低
　　l 有效吸入容積較小
　　l 達到相同的排氣量只能靠增加
　　轉速
　　容積效率 l  容積效率高，氣體回流量小
　　l  不必提高轉速也能保證排氣量
　　l 泄漏點較多，效率低
　　l 不增加轉速，其排氣量無法保證
　　轉速 l  每分鐘1000－1500 轉 l 每分鐘1500－3000 轉
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　　2.0 效率的對比
　　2.1 容積效率的對比
　　容積效率＝實際產氣量/理論產氣量
　　在壓力差的作用下，壓縮空氣會從高壓腔向低壓腔回流（內泄漏），這是影
　　響容積效率的zui主要因素。這種回流主要表現為以下三個方面 ：
　　一、沿定子內表面的泄漏
　　比較內容 滑片式壓縮機 螺桿式壓縮機
　　裝配形式 l 滑片被離心力甩出，與
　　定子內壁主動密封，無
　　間隙
　　l 雙螺桿：為防止接觸，轉子和定子間
　　必須留有足夠的間隙
　　l 單螺桿：轉子、星形輪與定子間都必
　　須留有足夠的間隙
　　氣體回流 l 油膜密封穩定，內泄漏
　　可能性極小
　　l 油膜不能*密封間隙，回流量較大
　　吸氣口
　　排氣口
　　圖2－1 雙螺桿機轉子與機殼布置 圖2－2 滑片機轉子與定子布置
　　7
　　二、沿端面的泄漏
　　比較內容 滑片式壓縮機 螺桿式壓縮機
　　氣體回流 l 端面間隙不變，油膜密封保
　　證沿端面無泄漏
　　l 排氣口的余隙增大，意味著
　　泄漏無法避免
　　成因 l 強大的軸向推力
　　排氣口余隙
　　吸氣口余隙
　　圖2－3 雙螺桿機轉子與端蓋密封 圖2－4 滑片機轉子與端蓋密封
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　　三、余隙容積（泄漏三角形）
　　“泄漏三角形”是指在螺桿式壓縮機中，轉子在嚙合時其形線造成的一個空
　　隙。高壓空氣會通過此空隙向低壓區回流，而且無法通過密封。
　　這是由螺桿式壓縮機轉子的幾何型線帶來的一個典型技術問題，*地消除
　　它是不可能的。
　　滑片式壓縮機中不存在“泄漏三角形”。
　　圖2－7 滑片的潤滑與密封
　　圖2－5 陰陽轉子嚙合
　　圖2－6 泄漏三角形
　　必須指出，隨著運行時間的增
　　加，磨損無法避免。由于螺桿機是
　　依靠陽轉子驅動陰轉子進行工作
　　的，所以磨損較大，導致各種泄漏
　　隨之增大，排氣量下降。
　　滑片機*可能發生磨損的
　　部件是滑片?；哪┒耸且粋€R
　　弧，通過油膜與定子密封，磨損極
　　小。即便滑片發生了輕微磨損，在
　　離心力作用下的自補償功能仍可
　　以保證滑片與定子的良好密封，因
　　此排氣量始終如一。
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　　2.2 傳動效率的對比
　　滑片機全部采用彈性聯軸器傳動，理論上沒有能損失，實際效率也可以
　　保證在99％以上。為保證高轉速，螺桿機多數采用齒輪傳動，某些機型因為結
　　構設計或降低成本的原因采用了比較落后的皮帶傳動方式。
　　齒輪傳動結構圖
　　圖2－10 齒輪傳動結構
　　小結：
　　電費是空壓機用戶zui大的投資，所占比例超過80％。因此，在效率上微小
　　的提升都會給用戶帶來切實的收益。與雙螺桿機相比，滑片機在效率方面的優勢
　　十分突出，真正符合壓縮空氣成本zui低原則，在長期的使用中必將為用戶帶來巨
　　大的經濟效益。
　　彈性聯軸器 齒輪 皮帶
　　傳動效率 99％以上 96％－98％ 94％－96％
　　安全性 高 低 高
　　維護 基本免維護 維護量很大，費用高 定期維護、2 千到1
　　萬小時更換
　　圖2－8 彈性聯軸器
　　圖2－9 皮帶傳動結構
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　　3.0 維護性能的對比
　　影響維護性能的具體因素分析：
　　維護費用＝ 三濾更換費用＋潤滑油更換費用＋油氣系統檢修費用
　　＋傳動系統檢修費用＋控制系統檢修費用＋主機檢修費用
　　組成部分 影響因素 具體影響
　　維護量 l  零部件數量
　　l  維護周期
　　l  零部件數量越少，維護量越少
　　l  維護周期越長，維護量越少
　　維護難度 l  設備內部結構
　　l  零部件尺寸與形式
　　l  結構越簡單，維護越容易
　　l  零部件尺寸越小、重量越輕、形式越簡單，
　　維護越容易
　　比較內容 滑片式壓縮機 螺桿式壓縮機
　　三濾更換 l 三濾尺寸小，更換容易
　　l 三濾壽命長：油濾可反復使用，
　　油分芯壽命1 萬小時
　　l  三濾尺寸大，更換難度大
　　l  三濾壽命相對較短：油濾2－4
　　千小時，油分芯5－6 千小時
　　潤滑油更換 l 油量僅為螺桿機的1/2 l  油量大，費用高
　　油氣系統檢修 l  95％以上的管路和閥門內置，
　　外部僅余4 根管路，檢修量少
　　l  所有管路和閥門外置，接頭處
　　易泄漏，檢修量大
　　傳動系統檢修 l 日常免維護，基本不發生費用 l  皮帶2 千－1 萬小時更換，張
　　緊系統需定期維護
　　l  齒輪傳動需定期檢修，檢修量
　　大，費用高
　　控制系統檢修 l  PLC 系統自帶電器元件檢測功
　　能，檢修方便
　　l  儀表控制系統檢修量大，檢修
　　不方便
　　主機檢修 l 軸承終生免維護
　　l 排氣量始終如一，主機免維護
　　l 不存在抱死現象
　　l  軸承需定期更換，一般雙螺桿
　　機2－4 萬小時，單螺桿機5
　　萬小時以內，費用很高
　　l  雙螺桿機一般3 年左右排氣量
　　開始明顯下降，需大修調整；
　　單螺桿機星形輪屬于易損件，
　　需定期更換
　　l  軸承失效、潤滑油積炭等多種
　　原因都可能導致主機抱死，一
　　旦抱死，必須采用設備維
　　修，現場無法進行
　　- 1 1 -
　　結束語：
　　滑片式壓縮機從誕生至今已有近80 年的歷史，其間經歷了從設計到加工的
　　數次革命，技術上已趨于，在歐美眾多的企業中得到了廣泛的應用。然而在
　　國內的空壓機市場上，她無疑還是一個新事物，仍然處在概念傳播的階段。沈陽
　　偉納通用設備有限公司將她引進國內市場，目的是為迅速發展的民族工業盡
　　一份綿薄之力。我們有理由堅信：憑借著她超凡的性能和我們不懈的努力，未來
　　的新型空壓機市場必然會成為滑片式壓縮機的天下！
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　　附錄：空壓機選型的*準則——壓縮空氣成本zui低原則
　　客戶購買空壓機和相關后處理設備的zui終目的是組建空壓系統，制造出符合
　　要求的壓縮空氣用于生產。因此，壓縮空氣成本zui低原則就成為了判定壓縮機性
　　能的*準則，即：在一定的生產環境下，生產出同等體積、同等質量壓縮空氣
　　的成本zui低。
　　上圖是綜合了國內外數百家企業的空壓站調研數據之后得出的壓縮空氣成
　　本分析圖。調研機型為：4KW~250KW的往復式、螺桿式、滑片式和少量其它形
　　式的空氣壓縮機；工作條件為：單機每天工作12 小時，連續工作10 年。
　　從圖中可見，在長達10 年的持續投入中，電費占到了80 以上的份額，遠遠
　　超過設備購買的比例；而設備的正常維護和意外事故（包括：非常規維修和停產
　　損失）所占的比例也都接近于設備購買的比例。從技術角度分析以上數據，用戶
　　在壓縮空氣上zui大的三項投資，即：電費、正常維護費用和意外事故帶來的費用
　　分別對應了空壓機的三項綜合技術指標：效率、維護性能和可靠性。
　　從上述分析可見，用戶在選擇空壓機時單純地比較設備價格或形式并無實際
　　意義，而應該依據壓縮空氣成本zui低原則，重點考察設備地效率、維護性能和可
　　靠性這三項技術指標。（可靠性是設備正常工作的基礎，應優先考慮）
　　顯而易見，可靠性越高、效率越高、維護性能越好的空壓機必將成為用戶的
　　。
　　圖2－1 壓縮空氣成本分析
　　設備購買7%
　　正常維護5%
　　意外事故5%
　　其他費用1%
　　電費 82%
　　電費