无油润滑压缩机一般指的是气体所接触的零部件（不包括传动部件）无油。解决无油润滑技术的关键在于采用理想的自润滑材料和合理的结构，才能实现压缩机的无油润滑。质量好的自润滑材料，可保证密封摩擦件（如活塞环，导向环，密封环等）可靠的使用寿命。合理的结构设计对活塞式压缩机实现无油润滑起着重要的作用。
2自润滑材料
实现活塞式压缩机无油润滑的前提，是采用各种自润滑材料制造活塞环，导向环以及填料函密封元件等摩擦件，以取消它们与气缸（或缸套）和活塞杆之间所需要的润滑油，一般把摩擦因数小的材料称为自润滑材料，即减摩材料。目前，在压缩机上使用的自润滑材料主要是一些聚合物和聚合物基复合材料DD通称为塑料。如填充聚四氟乙烯，聚酰胺（尼龙），聚酰亚胺。
纯聚四氟乙烯是公认的自润滑材料，在一定的温度下，无毒，无味，化学稳定性好，但耐磨性差。随着科学技术的发展，对材料的使用要求越来越高，为了满足工程对材料性能的要求，各种复合材料应运而生。常用的填充材料有：玻璃纤维，石墨，二硫化钼，铜等。填充聚四氟乙烯的磨损率比纯态的低一千多倍，因此在无油润滑压缩机摩擦件上得到了广泛的应用。
3塑料摩擦件的缺陷
3.1耐热性差
对温度敏感是塑料的弱点之一。温度对塑料性能的影响远比其它材料明显，而且耐高温，低温的范围也比其它材料狭窄，使得塑料的使用受到限制。在压缩机中，一般以被压缩气体的温度作为自润滑材料*高使用温度的控制指标，常用的填充聚四氟乙烯，其*高使用温度为<160℃。
3.2热导率低
塑料的热导率比金属低得多。塑料的热导率为0.17～0.35W/（m？℃），而钢的为46～70W/（m？℃）。塑料的热导率仅为钢的1/300，是铜的1/500～1/800.
3.3线胀系数大
塑料的线胀系数比金属大得多，为金属的2～10倍，容易受温度影响而发生尺寸变化。这不仅增加了设计摩擦零部件的困难，而且影响零部件的正常运转与尺寸精度。
3.4蠕变
金属的蠕变只在高温下才显着发生，而塑料即使在常温下也会在载荷长期作用下发生蠕变，这对塑料零部件的尺寸稳定性是有害的。填充聚四氟乙烯由于强度低，易于冷流破坏。
4多级压缩
压缩终了时的气体温度，随着压缩比的增高而增高，但压缩气体的温度不允许任意升高，温度过高会影响塑料密封件的工作性能，（限制在160℃之下）当要获得较高的气体压力时，只有采用多级压缩，才能控制气体压缩机的排气温度在规定的范围内。
多级压缩有利于降低排气温度，节省功率，降低（作用于运功机构的）对活塞的作用力，提高气缸的容积效率。
5活塞环的维修
活塞式无油润滑压缩机气缸密封件的维修活塞环是活塞式压缩机中的关键零件之一，它的好坏直接影响压缩机的排气量，功率及其密封性和可靠性，即影响压缩机的经济性。活塞环的使用寿命与活塞环的材料和结构关系很大。
5.1活塞环的密封原理
活塞环的主要作用是密封气缸镜面与活塞之间的间隙，防止气体从压缩容积的一侧漏向另一侧。活塞环为一开口圆环，在自由状态下其外径大于气缸直径，装入气缸后环径缩小，仅在开口处留下一个线胀间隙e.如图5-1所示。活塞环依靠节流与阻塞来密封，其密封原理如图5-2所示。当环装入气缸后，由于环的弹性而产生预紧压力Pk，使环紧贴在气缸壁上。当气体通过环表面高低不平的间隙时，受到节流与阻塞作用，压力自P1降至P2.同时，由于活塞环与环槽间有侧间隙，环紧靠在压力低的一侧，故在活塞环内表面与环槽之间的间隙处（常称背间隙），有一个近似等于P1的气体压力（背压）作用着，而沿活塞环外表面作用的气体压力是变化的，从P1变到P2，其平均值近似等于1/2（P1+P2）。这样，便在半径方向产生了一个压力差△P≈P1-1/2（P1+P2）=1/2（P1-P2），这个压力差使活塞环紧贴在缸壁上达到密封作用。同理，在轴向也有一个压力差，把环紧压在环槽的侧面上起密封作用。气缸内压力越大，密封压紧力也越大，这就表明活塞环具有自紧密封的特点。
5.2活塞环的结构形式
到目前为止，国内外基本上都用矩形或正方形断面，整圈开切口的活塞环。原金属活塞环的切口形式有搭切口，斜切口，直切口三种。从通过切口穿漏的气体来分析，搭切口*少，直切口*多。但由于填充聚四氟乙烯强度低，易于冷流，因此小直径的环用搭切口或斜切口都很容易损坏，同时，搭切口的加工也较复杂。所以，目前用直切口的较多。虽然，这种切口的相对泄漏量要大些，但在同样的操作条件下，用填充聚四氟乙烯的环数要比金属环少得多。所以，总的切口泄漏量也可相应减少。
另外，还有在一个环槽内放置二个环，切口相互错开.这种结构可以使通过切口的泄漏量大为减少，但也造成负荷更显着的集中在活塞两端的**组环上，造成各环的寿命有悬殊的不均匀现象。
随着磨损的增加，活塞环的切口也逐渐加大。容积效率降低，直至*后报废。
为了克服活塞环受负荷不均匀而影响使用寿命的现象，可采取如图5-6的补偿措施，图5-6为带有卸荷孔的活塞环，即于受负荷*大的**环或再加上第二环开一些径向孔，有意识的释放气体，将负荷转移到以后几个环上。
6导向环的维修。
在无油润滑活塞中，无论是卧式还是立式压缩机，均应设置导向环。导向环的作用是承受活塞部件质量以及其它原因引起的侧向力，保证活塞运动的直线性，改善密封效果，同时还可避免活塞与气缸直接接触，防止缸壁拉毛。导向环的轴向高度应比活塞环高，与气缸之间应取适当的动配合。可采用两个导向环，设置在活塞的两端，也可采用一个导向环，设置在活塞的中部或端部，填充聚四氟乙烯导向环结构如下。
6.1活塞环式导向环
此结构与矩形断面活塞环相同，但其轴向尺寸比活塞环大。一般在立式压缩机上的导向环均用此结构，其轴向尺寸为活塞环的二倍。这种结构简单，安装方便，但是环受到和活塞环同样的气体径向力，促使比压增大，加快磨损。用于卧式压缩机，往往因为导向环磨损引起活塞下沉。所以，对于卧式压缩机尤其应该考虑导向环对被压缩气体的卸负荷措施。
6.2带卸荷槽的导向环
该结构是在导向环的外圆表面沿与轴线平行或呈一定角度方向开卸荷槽，使气体通过卸荷槽而直接作用在后面的活塞环上。当卸荷槽与轴线有一定夹角且相互平行时，则在气体压力作用下产生的切向分力可使导向环产生缓慢旋转，导向环的各部分表面都能到达下部的承压位置，使环均匀磨损。也可以开人字形槽，这时气体压力所产生的周向旋转分力将相互平衡。带卸荷槽，卸荷孔的导向环产品在企业应用后的实际效果证明，其使用寿命比传统导向环延长数倍。
6.3活塞环式导向环的设计和维修
导向环的设计同样要考虑填充聚四氟乙烯的特点，如热膨胀系数大，易于磨损等。开切口的导向环适用于整体活塞或组合活塞，但由于开切口，导向环可以在气体力的径向作用下，承受和活塞环同样的比压（等于多一个活塞环），同时还要支承活塞和活塞杆的重量。在卧式压缩机中，往往因为导向环的磨损，造成活塞和气缸不同心，影响活塞环和填料函的正常工作。所以，导向环采取卸荷措施以释放气体的压力是必要的。
6.4整体导向环
整体导向环有整体组合式导向环，过盈热压整体导向环和无过盈整体导向环等。整体组合式导向环是在填充聚四氟乙烯环内以过盈压入一个金属衬环，由于导向环不再受气体背压的影响，所以使用寿命大为提高。目前，国内大多数无油润滑压缩机多采用过盈热压整体导向环，该结构是将导向环加热，以过盈配合压入同时加热的活塞体上，使用这种导向环的活塞，可以是整体式和组合式两种。无过盈整体导向环一般用于组合式活塞上，其特点是安装方便，也不受气体背压作用，多用于温度较低的场合。
7填料函
填料函是压缩机的重要部件之一，其作用是用密封活塞杆与气缸之间的间隙阻止压缩容积内的气体沿活塞杆泄漏。填料函密封作用的好坏，直接影响压缩机的正常生产，要求密封性能好且耐磨。无油润滑压缩机多用于压缩易燃，易爆，有毒气体和贵重的稀有气体，对填料函的密封要求更高。填料函的泄漏属于压缩机的外泄漏，除了降低压缩机的生产能力（即排气量）外，还会带来一系列不良或严重后果。
7.1填料函的结构
根据使用场合的不同，填充聚四氟乙烯填料函有不同的结构，如人字形填料函，蝶形填料函，维形填料函，和平面填料函，目前在高压，中压，低压无油润滑填料函中（活塞杆直径在40毫米以上的）普遍都应用平面填料函结构。
8结束语
无油润滑压缩机较多的用于压缩易燃，易爆，有毒和贵重的稀有气体，因此对密封的要求比一般压缩机高。填充聚四氟乙烯密封件，具有很好的自润滑性能，使用广泛，但也有耐磨性能差，容易冷流破坏，导热系数小，线膨胀系数大的特点。活塞式无油润滑压缩机机型繁多，工况不一。所以，气缸密封件结构尺寸的合理性将直接影响气缸的容积效率和密封件的使用寿命，在实践经验总结的基础上，本文阐述了活塞式无油润滑压缩机气缸密封件维修时应注意事项和密封件结构尺寸合理区间的确定。从而，提高了维修质量。
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