从1975年至今，单螺杆压缩机在我国经历了从低潮逐步进展到正常状态的曲折过程。目前，单螺杆这种结构型式的潜在优点已显露出来，被市场认同接受，成为 容积式压缩机市场上颇受关注的机型。本文介绍了我国单螺杆压缩机的发展历程与进展。

回顾单螺杆压缩机三十余年的发展历程，大体分为两个阶段。

第一阶段：1975~1988年

1975年北京第一通用机械厂（北一通）首先开始研制单螺杆空压机，1976年试制出9立方单螺杆空压机。1978年以来西安交大压缩机教研室开始对单螺杆压缩机进行诸多方面的深入研究，上海704所介绍了美海军装备部门对单螺杆空压机的评价，并做了喷水内冷单螺杆空压机的研制与试验。北一通数次与单螺杆发明人辛麦恩、美国CP公司交流、谈判引进及国外考察。所有这些使有关研制人员对单螺杆技术加深了了解、提高了认识。

在这一阶段，先后研制单螺杆压缩机产品的厂家有四川（简阳）空分设备厂、浙江温岭化机厂、武汉空压机厂和苏北冷冻机厂等厂家。只有北一通9立方空压机一种产品勉强为市场接受，并成为商品持续生产销售。总结其原因最主要的是对蜗杆、星轮片的制造技术的认识深度以及如何解决制造技术问题的差异所致。

首先，对单螺杆压缩机制造技术的认识。星轮片寿命与多种因素密切相关，例如浮动星轮结构，啮合副材质匹配和动力润滑等。特别是啮合副型线很重要，啮合副型线就是单螺杆压缩机的星轮齿侧与蜗杆槽壁接触配合的几何曲面型线，从事单螺杆压缩机的研制人员始终关注型线，寻求接触应力小（接触线长、接触线分散）、磨损小（磨损分散、易形成油膜）、接触良好和泄漏少的型线。毋庸置疑，探讨啮合机理，研究并改进啮合型线是至关重要的。然而，对于发展单螺杆压缩机产品而言，制造出好的型线或较好的型线也是重要的。因此多年来研制人员把解决蜗杆、星轮片的制造技术作为主要课题或主要课题之一。

其次，如何解决蜗杆、星轮片制造技术问题存在着差异。许多研制单螺杆压缩机的单位大多是采用普通车床滚齿机等简单改装配制组合刀具进行加工，由于这类改装机床本身精度低，传动链长，刚性差以及组合刀具误差大等原因，其加工质量较差，难以成为商品。北一通则选择了设计加工专用机床。1975年样机设计刚开始，制造技术的探索同步启动，特别是第一代蜗杆及星轮片专机较快的进展到第二代专机，解决了机床运转可靠性，提高了机床刚度，也适当地提高了机床精度，使星轮片寿命达到了一定水平，才使单螺杆这种结构型式的空压机得以保留在压缩机市场中。回顾起来第一、二代专机，基本上解决了蜗杆的加工方法、刀具及机床（精度还不太高）。星轮片则是仿型法加工，误差大

这一阶段可以说为数不多的厂、校有关科技人员不怕技术封锁，锲而不舍坚韧地探索，积累了许多教训和经验，使我国单螺杆压缩机成为商品，制造技术和产品水平虽然处于初期低级阶段，但仍能被用户接受。

第二阶段：1989~2005年

这一阶段的前期，有关人员又进行了多方面的改进（例如定压比热力设计、喷油雾化、变径设计、密封、主机结构、油气分离直至各系统）。特别注重了对蜗杆、星轮片材质的改进：蜗杆的材质从铜改为铝合金、铸铁再改进为球铁。星轮片材质从第一阶段筛选的普通酚醛树脂层压板改进为酚醛树脂、环氧树脂加玻璃纤维，而且玻璃纤维又从平直改为交叉编织。

在壳体的制造技术方面也有新进展，创造出了在普通铣床上加工壳体星轮孔的加工方法，即：双圆柱无间隙定心，误差放大后观测，逐步调整趋进理想位置的加工方法。基本实现了蜗杆星轮中心距±0.01的要求。

在此前期，设计制造完成了第三代加工蜗杆、星轮片专机。这两种专机加工范围大，能加工多种规格，为增加品种创造了条件，机床精度有所提高，刀具上也有改进。首先是蜗杆专机传动链的精度提高，特别注意了末端件的传动比尽量增大，衰减长传动链的误差，同时也注意到尽量提高末端件的精度。其次，提高了星轮片半自动加工专机的分度精度，有关专业厂制造的鼠牙分度盘精度满足不了要求，自行设计制造了鼠牙分度盘对磨机，使两鼠牙盘在专业厂分度精度的基础上，再进行互相研磨而成，大大提高了分度精度。同时模版、刀具材质结构都有改进。

以上这些进展使单螺杆制造技术又提高了一大步，星轮片寿命随之也显著地提高了，单螺杆产品进一步被市场认可与接受。单螺杆空压机产品的品种规格快速增多、生产厂家不断增加。除北一通外，先后出现了乐雁、飞和、施耐德、浪潮、长沙惠湘、阜新金昊、江汉石油第三机械厂等单螺杆空压机生产厂。2000年后又出现正力、上海佳力士（乐雁）、上海普渡等厂。此外，重庆压缩机厂、常德压缩机厂等也曾组装过。虽然涌现出这么多厂家，但由于上海飞和等厂的共同努力，把多种规格的单螺杆空压机产品广泛地推向市场，并成功地打开了市场，所以其中不少生产厂的销售量仍能以较大幅度逐年上升，特别是1998年后上升势头强劲。

在这一阶段的中期，上海飞和集团汇集了压缩机、机床设计、精密测量仪设计等各行业专家，经过几年努力，首先实现了向大直径蜗杆、星轮片制造技术的跨越，自行设计完成了第四代加工专机，从而向市场推出了大排量单螺杆压缩机。继而，飞和集团成功的自行设计完成第五代专机，即高精度数控蜗杆加工专机和高精度数控星轮片加工专机，在单螺杆制造技术上实现了重大突破。这个突破主要体现在以下两个方面。

星轮齿两侧曲面加工方法，从仿型法进展到滚切法

由于是几何展成，从理论上消除了仿型误差，使蜗杆槽两侧曲面与星轮齿两侧曲面这一特殊的直廊环面蜗杆付共轭。从而制造出最佳齿形，实现最好的型线接触，大大提高了星轮片寿命、容积效率及性能指标。

专用机床的设计进展到专用机床的精度设计

第五代专机设计中完全着重于专机的精度。多年来我们认识到提高专用机床的精度，特别是传动精度至关重要，它决定着蜗杆槽与星轮齿的分度精度。传动精度高、分度误差就小。6个蜗杆槽、11个星轮齿的分度误差不容小视。蜗杆槽的分度误差会使星轮片旋转不均匀，加速或减速旋转意味着有旋转加速度和作用于槽侧面与齿侧面之间的附加作用力，从而使星轮齿在槽内震颤或颤动。如果分度误差小，则附加力小，震颤微小，浮动星轮的橡胶圈弹性阻尼作用尚可有效抑制（控制）。如果分度误差大，则附加作用力大，震颤大，浮动星轮则没有能力有效抑制。蜗杆（侧面）与星轮片（侧面）之间附加作用力就会随震颤增大而增大，最终导致啮合付的油膜遭到破坏，星轮齿快速磨损，严重时会使浮动星轮橡胶圈损坏以致星轮片齿折断等。

由此可见蜗杆及星轮片的分度精度是决定星轮片寿命的最重要的因素。蜗杆和星轮片的分度精度又取决于专机的传动精度。因此在专机设计前着重对这种专机的各种不同传动元件组成的专机传动链的传动精度进行计算、分析与对比，通过分析对比可以认识到影响机床传动精度的末端元件传动比、精度、传动链长短等诸多因素的各自的重要度。最后择优采用，实现了专机具有高的传动精度。

上述两种高精度专机用飞和自行设计制造的机床传动精度测量仪（经国家计量局标定精度为3”）检测其传动精度比以前的专机精度提高了10余倍。目前飞和集团在加工高精度蜗杆、星轮片方面从刀具、工艺装备、专用机床直至检测仪器等已完整齐备。
 

在这一阶段中后期，由于单螺杆制造技术有了重大突破，星轮片材质也进行了第三次改进，采用了更好的材质。设计技术也更加成熟，使得单螺杆压缩机得以更好更快的发展。到目前为止国内现有单螺杆空压机品种规格已相当齐全，产品的规格范围甚至超出了国外产品，且其综合性能指标已具有国际先进水平。

结语

30年来单螺杆压缩机的发展经历了一个曲折而又不均衡的过程，前十几年是艰难探索，缓慢进展，制造技术和产品性能都处于初期低级水平。后十几年特别是后十年左右单螺杆压缩机发展迅速，设计技术更加成熟，测试手段基本完备，品种规格齐全，制造技术（加工方法、刀具、专机）实现了重大突破，某些产品也具有国际先进水平，并已有了单螺杆空压机的行业标准，可以说我国单螺杆空压机技术已经成熟。不过我们也应该清醒看到目前单螺杆压缩机为单级压缩的空压机尚有不少可应用的领域等待研发，任重道远，发展空间广阔。

夏振鹏，1952年进入清华大学学习航空发动机专业。从1957年至今一直从事压缩机设计与研究工作，是我国金属膜片隔膜式压缩机（高压及超高压）及其系列产品的首创人。1975年在国内首先开始研制单螺杆压缩机（任研制组组长），并于1976年研制出第一种单螺杆压缩机OG-9/7。自1975年至2005年，30年来一直从事单螺杆压缩机的设计、试验、改进工作。