隨著技術(shù)的發(fā)展，壓縮機有關(guān)零件的粗糙度問題也在不斷演變，出現(xiàn)了不同的觀點，探析不同的觀點有益于獲得該問題較為正確的認識。

  我們都知道粗糙度與光潔度的對應(yīng)關(guān)系是：

  為了表述更準(zhǔn)確和兼顧歷史表述，作者在文中會交替使用粗糙度和光潔度兩種說法中的一種，不至于與新國標(biāo)矛盾。

  我們不妨對不同的壓縮機零件粗糙度進行探究。

  1、軸瓦與軸徑

  軸瓦是一種滑動軸承，軸瓦的作用是支撐軸，并使軸在潤滑油的參與下，減少摩擦，減少此處產(chǎn)生的熱量和磨損。

  過去要求軸瓦與軸的接觸面積不小于80%。

  經(jīng)過多年實踐，人們普遍認為軸瓦間隙的測量與調(diào)整方法如下：

  即軸瓦的頂隙應(yīng)為軸徑的0.15%～0.2%，側(cè)隙應(yīng)為頂隙的60%～100%， 軸向間隙應(yīng)為1～3mm等。表面硬度在HV40以下的鋁錫合金軸瓦內(nèi)表面粗糙度在國內(nèi)為：Ra=0.8μm；國外軸瓦專業(yè)生產(chǎn)廠對軸瓦內(nèi)表面加工是采用鏜、拉并用，加工后的表面粗糙度一般為：Ra=0.40～0.50μm。

  也有人認為：曲軸徑粗糙度應(yīng)為：Ra=1.40～0.8μm。并經(jīng)拋光，粗糙度降為Ra=0.1～1.2μm；軸瓦鏜削后Ra=1.4～0.8μm。此處，不同的觀點和不同的要求會呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。

2、活塞桿

  活塞桿作為填充聚四氟乙烯密封件摩擦的偶件狀態(tài)，在很大程度上影響填充聚四氟乙烯零件的壽命。所謂的“碳纖密封件”還需要合適的偶件才能達到長壽命或超長壽命。

  在這方面國內(nèi)外的學(xué)者認識差異較大，對活塞桿的粗糙度有截然不同的說法。這些說法有些是國外供應(yīng)商的說法在國內(nèi)的流傳。有的說氣缸和活塞桿的粗糙度應(yīng)達到Ra0.1～0.2；也有人說活塞桿的粗糙度不應(yīng)太高，他們認為原因在于磨合時要產(chǎn)生預(yù)涂敷作用，在氣缸和活塞桿的表面會形成預(yù)涂敷膜，以保證后續(xù)的低磨損量。

  作者認為正確的說法應(yīng)是：填充聚四氟乙烯零件的摩擦偶件其粗糙度應(yīng)該是越低越好，即光潔度越高越好；低的活塞桿粗糙度配粒度小的聚四氟乙烯和填充劑制成的密封件壽命會更長。

  在化工壓縮機中，填料最外邊幾環(huán)往往是擔(dān)負著密封回氣腔的作用，里邊填料的漏氣在回氣腔漏至回收管，并排到回收裝置。維護好此處活塞桿的表面光潔度和密封環(huán)的狀態(tài)至關(guān)重要，這幾環(huán)填料的損壞會劃傷活塞桿，使應(yīng)該導(dǎo)往回收管的高壓化工氣體直接漏到中體，或直接漏入大氣，造成化工氣體嚴(yán)重流失并且污染環(huán)境或造成失火、中毒現(xiàn)象。

  所以采用拋光活塞桿，并設(shè)法維護好此摩擦面的狀態(tài)就很重要。

  3、氣缸

  我們不妨從一些特殊的氣缸情況開始了解：

  一種特殊的氣缸鏡面

  人們稱之為蛇皮或銼皮現(xiàn)象。早年作者在研制L3.5-20/7時，發(fā)現(xiàn)一級氣缸屢次出現(xiàn)蛇皮鏡面，為了解決這種現(xiàn)象，作者曾調(diào)整了活塞環(huán)的配方和活塞環(huán)的彈力數(shù)據(jù)進行試驗，均不能見效。歷經(jīng)多次試驗，并請教過國內(nèi)一些頂尖的學(xué)者，他們也無能為力。后來，作者與幾個技師同事研究解決該問題，作者提出了一種解決方案，但同事們不以為然。作者還是堅持試驗，要求試驗人員把活塞環(huán)外圓摩擦面中間切一道槽，以便儲一些油。后來發(fā)現(xiàn)還真正解決了問題。在以后，作者也發(fā)現(xiàn)過，有些壓縮機某級氣缸會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

  作者經(jīng)過分析，認為是某些高速壓縮機的活塞環(huán)尺寸與活塞速度不匹配，在行程中間瞬時速度峰值時，發(fā)生了極短時間的局部高溫，產(chǎn)生了燒蝕。呈現(xiàn)在氣缸鏡面處的是直徑約2～3mm的不連續(xù)淺坑，雖然不至于形成拉缸，對壓縮機性能也沒有明顯的影響，但不好看。

  壓縮機氣缸的進一步探究

  壓縮機的氣缸鏡面或缸套應(yīng)是鑄態(tài)材料。有些人試圖用氮化鋼制作壓縮機缸套與PEEK活塞環(huán)配合，結(jié)果不理想。

  作者認為：用氮化鋼制作壓縮機缸套應(yīng)該用鑄態(tài)氮化鋼，而軋制的氮化鋼容易產(chǎn)生分層磨損。

  現(xiàn)在，有些新的材料觀與經(jīng)典材料觀不同，它們不是軋制，而是粉末冶金、納米粉末冶金、彈性球和彈性管類，類似于碳納米管的聚合，這些材料在航空航天領(lǐng)域、軍工領(lǐng)域不斷發(fā)展。壓縮機應(yīng)該借鑒上述有關(guān)新材料，運用到壓縮機氣缸與活塞環(huán)的實踐中。

  同樣，作者也認為壓縮機氣缸鏡面光潔度越高越好，高光潔度的壓縮機氣缸鏡面，容易形成氣力懸浮效果，使鏡面與活塞環(huán)磨損量極小。那種認為聚四氟乙烯密封件初期在較低光潔度的氣缸鏡面摩擦中產(chǎn)生預(yù)涂覆而得到延長活塞環(huán)壽命的理論值得商榷。

  一種新的潤滑理論是彈性潤滑和懸浮潤滑

  我們不妨從“共晶滾球”談起，“共晶滾球”曾經(jīng)風(fēng)靡潤滑界一段時間。雖然一段時間遭熱捧和冷遇，但其不失是一種彈性潤滑的創(chuàng)始，其打破了均質(zhì)潤滑的束縛。就在深圳超美科技網(wǎng)頁上不遺余力的宣傳“共晶滾球”時，刊載了北京的一位博士導(dǎo)師在電子顯微鏡下觀察到：共晶滾球是一種懸浮的液體球在均質(zhì)潤滑劑中的存在。到底“共晶滾球”是顆粒狀還是凝膠狀懸浮球？對此，深圳超美科技并未深究，看來是默認了。凝膠狀懸浮球不同于納米金剛石、納米碳化鎢、納米銅、納米鈦等微粒說，應(yīng)該屬于一種彈性潤滑或懸浮潤滑。

  為了提高壓縮機氣缸的耐磨性和減小摩擦力，壓縮機氣缸都進行珩磨用機械拋光方式提高摩擦零件的表面光潔度是最常用的技術(shù)手段，其不僅能提高表面光潔度，而且，在拋光過程中也隨之產(chǎn)生一定的表面硬化作用。

  內(nèi)燃機氣缸套珩磨要求與壓縮機不同，其要求呈現(xiàn)網(wǎng)紋：1、珩磨網(wǎng)紋在缸套中心方向的夾角120°±20°；2、微觀不平度的算術(shù)平均值(Ra)：對于100mm、95mm缸套平均值0.5～0.90μm范圍0.4～1.0μm，對于135mm、130mm缸套平均值0.5～1.1μm范圍0.4～1.1μm；3、網(wǎng)紋溝槽深度平均值0.0034～0.0063mm范圍0.0025～0.0075mm。

  由于壓縮機氣缸直徑大，行業(yè)普遍沒有要求呈現(xiàn)珩磨網(wǎng)紋。當(dāng)壓縮機氣缸或氣缸套采用高強度鑄鐵時，在精磨階段采用高硬度大目數(shù)油石，配以合適的珩磨頭轉(zhuǎn)速，潤滑冷卻合理時，氣缸鏡面會出現(xiàn)烏黑、發(fā)亮的高表面光潔度。雖然也有人提出網(wǎng)紋說和拉削氣缸說，但主流還是普通珩磨。

  也有人提出過，珩磨氣缸的最后工序應(yīng)用填充聚四氟乙烯制成的磨條，以便在氣缸鏡面形成預(yù)涂覆聚四氟乙烯微觀薄膜。這種說法堅持的時間也不長。

  4、螺桿

  螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子的光潔度決定著螺桿壓縮機的性能和穩(wěn)定性能的持久性，螺桿轉(zhuǎn)子的表面光潔度的高低程度是一種壓縮機檔次的象征。作者從螺桿壓縮機吸氣口就可以看到其光潔度如何。諸如GHH、凱撒、阿特拉斯·科普柯的轉(zhuǎn)子光潔度都很好。有些螺桿壓縮機主機在使用20年后，仍能保持性能的穩(wěn)定。

  單螺桿壓縮機的蝸桿的表面光潔度也是越高越好，高到一定程度，會抵消單螺桿空壓機的抱軸現(xiàn)象。

  另外，JPLUS2000高效抗磨節(jié)能潤滑油添加劑是一種新的潤滑技術(shù)，其對于受傷的摩擦面具有一定的修復(fù)作用。作者在東風(fēng)柴油機車和SS4電動機車的螺桿空壓機中，多次用于修復(fù)強烈異音的空壓機，收到奇異的效果。這些發(fā)生異音的螺桿空壓機都是用的進口空壓機油，在有些特殊工況下，還是會發(fā)生異音。只有JPLUS2000高效抗磨節(jié)能潤滑油添加劑可以救贖這些空壓機，否則，只好從機車上拆下，換一臺備用機上去，這臺機器就須返廠，這會產(chǎn)生品牌的負面影響，產(chǎn)生機會損失和機器損失。

  實際上，這是高效抗磨節(jié)能潤滑油添加劑修復(fù)了螺桿壓縮機的軸承，從而保護了螺桿壓縮機的螺桿，使其免遭破壞。

  5、總結(jié)

  表面粗糙度對壓縮機有關(guān)零件的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

  a 表面粗糙度影響零件的耐磨性：表面粗糙度越大，表面越粗糙，配合表面間的有效接觸面積越小，真實比壓越大，摩擦阻力越大，磨損就越快；

  b 表面粗糙度影響配合的穩(wěn)定性：對間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對過盈配合來說，由于裝配時將微觀凸峰擠平，減小了實際有效過盈，降低了連接強度；

  c 表面粗糙度影響零件的疲勞強度：表面粗糙度大的零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對應(yīng)力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強度；

  d 表面粗糙度影響零件的耐腐蝕性：粗糙的零件表面，易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內(nèi)層，造成表面腐蝕；

  e 影響密封性：表面粗糙度差的零件表面之間無法嚴(yán)密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。