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滑片技术

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滑片空压机运作原理

对于滑片式空压机而言,随着时间的推移,零点时刻的比功率也不会保持一成不变。要解释这一现象,先要了解其工作原理。滑片机的定转子总成由一个偏置的转子和一个圆柱形的定子组成,两端由端盖密封并配以巴氏白瓦合金套管。转子上面有机加工过的纵向槽,以便滑片在里面自由滑动。转子通过电机进行直接驱动,转速通常在1000到1500转(50Hz)之间,通过偏心力转动使滑片与定子内壁进行密封接触从而形成压缩袋。空气被吸入后,此时容积大,随着转子的转动,容积逐渐减小(压力上升)从而形成一个压缩循环。当容积减到更小时,空气通过压缩元件被释放出来。

泄漏路径和间隙

在滑片式空气压缩机中,滑片总是与定子内表面的润滑膜相接触,这样既可以避免两个金属表面直接接触,也避免了气体泄漏。在滑动叶片的前缘存在一个润滑楔子,加工的叶片尖部半径,润滑的滑动元件和支撑面(定子)的附着力增加了润滑压力,并在两个表面之间产生了流体动力润滑膜。当施加非常大的压力时,润滑剂的粘度会增加,润滑油就可以避免被挤压在表面之间,从而保持一个恒定的薄膜。此外,润滑油也起到了一个完美的密封功能。

另一个可能的泄漏途径是通过压缩机端盖。然而,滑片空压机没有轴向推力将转子推向两侧端盖,因此也就没有必要安装止推轴承来控制轴向位置。轴向间隙是在机器装配过程中就已经设定好的。转子可以自由地沿着轴向移动,它通过在压力下注入的润滑油,与两端端盖保持同样的距离,从而防止接触和提供有效的密封。

由于在滑片式空压机内没有磨损的滚子和推力轴承,所以在机器制造的时候设定的间隙是恒定的,该间隙在压缩机的整个生命周期内都不会变化。这样的设计有两个好处:首先,随着时间的推移,容积效率不会有任何衰减;其次,永远不需要进行更换磨损轴承这样的大修。这就保证了玛泰的压缩单元(机头)可以达到超过10年不限时间的使用寿命。

滑片的磨合期与前1000小时

从启动滑片式空压机开始到前1000个小时期间,滑片进行着一个前期磨合的过程。虽然玛泰在生产滑片的时候已经对其滑片进行了非常精确的打磨,但是前1000小时的运转可以更好地磨合转子槽和滑片之间锲合度,从而达到更佳效果。从摩擦学的角度讲,必要的抛光处理可以使表面更加平整、光滑。

此处不能将磨合与磨损的概念相混淆。磨损指摩擦体接触表面的材料在相对运动中由于机械作用,间或伴有化学作用而产生的不断损耗的现象,长时间的磨损将会影响机器的性能。而磨合是为了使配合件正常稳定运转的一种措施。玛泰滑片空压机的滑片采用特殊材质制作,可以使其寿命长达10年以上无需更换。

这种前期磨合效果对摩擦损失的功率有显著的正向影响,并对空压机产生的功率有显著的影响。多年来,这一效应在滑片式空压机工业领域中早已经为人所知,但直到现在,它还没有被独立地和科学地测试过。

在2016年,针对这一理论,玛泰发起了两个同时并行的测试计划:一个是在玛泰总部现代化的研发中心测试一台50Hz 的Maxima 75 Xtreme,另一个是在美国的 INTERTEK(天祥集团)总部测试一台 60Hz的Maxima 55。 INTERTEK也是美国为CAGI提供空压机测试认证的公司。

在这两种测试环境下,压缩机的性能都是从零点时刻开始记录,然后每100小时采集一次数据。毫不夸张地说,测试结果非常显著。从测试结果中可以看出,在保持一个恒定地空气输出的条件下,电能的消耗呈显著下降,其比功率得到了很大的提升,比零点时刻更低。

表 1– 在特定环境下进行的两项长期的测试,证明了随着时间的推移,玛泰滑片式空压机的比功率得到了很大的提升。


滑片式空压机优势

1. 寿命更长久

独特的滑片设计,1000-1500rpm低转速,寿命更长久,定转子超过10万小时无大修。

2. 结构更紧凑

采用旋转滑片式设计,运动部件只有转子一个,体积和重量约为同等功率螺杆机58%-80%左右。

3. 维护成本更低

滑片式压缩机使用巴氏合金做轴瓦,无需更换轴承、齿轮,使用寿命更长,可保证整个压缩机工作 10 万小时以上无需大修和更换零部件(保养件除外)。而螺杆式压缩机由于使用轴承和齿轮连接,每3-4万小时左右,需要进行大修。

4. 气量更稳定、无衰减

由于在滑片式空压机内没有磨损的滚子和推力轴承,所以在机器制造的时候设定的间隙是恒定的,该间隙在压缩机的整个生命周期内都不会变化。 随着时间的推移,容积效率不会有任何衰减。这就保证玛泰滑片空压机的气量更加稳定,不会随着时间的推移而发生衰减。

5. 低转速,更节能

玛泰滑片式空压机采用联轴器直接耦合连接,普遍采用1000-1500rpm低转速电机,此外无轴向推力、无径向推力的能效损耗,提供更加节能的解决方案。比功率更低可以低至5.2.

6. 配套更便捷

玛泰ERC系列采用独特的敞开式设计,无箱体,体积更小、结构更紧凑,更加适用于制氮机、制氧机、天然气、工程机械、新能源大巴、地铁等配套行业。

7. 小机更轻便

低至1.5kw-3kw的小型滑片空压机,重量不足50kg,能更好地满足客户对于小型用气量的需求。而螺杆式空压机一般更小为5.5kw。

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