对于双螺杆压缩机和单螺杆压缩机的滚动与滑动摩擦问题，人们众说纷纭，有人说：双螺杆两转子之间是滚动摩擦，单螺杆压缩机转子与星轮之间是滑动摩擦……

为了正确的认识滑动与滚动摩擦，我们不妨分析两个物体的摩擦形态。两个物体的摩擦形态有三种：滚动摩擦、滑动摩擦和滚滑摩擦。

滚动摩擦是相对运动的摩擦偶件不断地变换接触点（例如球轴承）或接触线（例如滚柱轴承），而且其接触点的线速度相同，形成无滑动的滚动摩擦。

滑动摩擦是相对运动的摩擦偶件有一件不断的变换接触点（例如气缸）；而另一件的接触点不变化（例如活塞上的某点），也就是说相对滑动的一摩擦偶件的接触点相对位置不变；而另一摩擦偶件的接触点在一直变化，形成滑动摩擦。滑动摩擦是物体沿着另一物体表面滑动时所产生的摩擦。

滚滑摩擦是指由于两个零件啮合而形成的摩擦。两个互相啮合的物体（例如齿轮、双螺杆、单螺杆与星轮），当啮合点位于节圆直径上时，瞬时线速度相等，此时摩擦是滚动摩擦；当啮合点偏离节圆直径时，一个零件的瞬时线速度增大，另一个零件的瞬时线速度减小，由于啮合点两零件瞬时线速度不同，形成了基于滚动摩擦附加滑动摩擦的滚滑动摩擦。由于啮合点的位置周期性的发生变化，这种滚滑动摩擦的数据会发生周期性的交替变化。

1.双螺杆压缩机

双螺杆压缩机两转子是定传动比啮合，一对啮合的螺杆其节圆直径是固定的，当接触点位于节圆直径时，两个转子接触点的线速度相同，此时两转子的运动是纯滚动。

当接触点离开节圆直径时，两个转子接触点的线速度就发生了变化，当阳转子与阴转子的接触点位于阴转子节圆一侧某一点时，其阴转子接触点的瞬时线速度小于阳转子接触点的线速度。此时阴转子的瞬时运动是滚动，而阳转子的瞬时运动是滚动+滑动。同样，当阳转子与阴转子的接触点位于阳转子节圆一侧某一点时，其阳转子接触点的瞬时线速度小于阴转子接触点的线速度，此时阳转子的瞬时运动是滚动，而阴转子的瞬时运动是滚动+滑动。

当一个转子啮合点在齿尖时，另一个转子的啮合点必然在齿根，位于齿尖此时转子滑动分量与滚动分量的比值最大，也就是滑动摩擦最大。

双螺杆压缩机的型线水平，不仅体现在泄漏三角形的大小，也体现在型线的流畅与否。流畅的型线不会产生干涉带，差的型线会产生干涉带，影响螺杆的性能和可靠性，这种干涉会增加螺杆的磨损。干涉带多发生在螺杆齿高的中部，在分解主机换轴承时，会发现螺杆的型面有宽度不同的干涉带。

齿高中部呈现干涉带原因在于，齿高中部是两螺杆节圆区域及附近区域，此处基本是纯滚动区域，没有和很少有滑动摩擦，基本没有磨损；离开这部分区域，开始有滑动摩擦，相对于上述区域会有磨损发生，出现干涉带减小趋势，因而出现齿高中部呈现干涉带的现象。

没有其它措施时，双螺杆压缩机在这种情况下会因滑动摩擦大而无法正常运转。

双螺杆压缩机的发明人就想办法克服这种滑动摩擦，发明出无油双螺杆压缩机和喷油双螺杆压缩机。

无油双螺杆压缩机的两转子并不接触，其相对位置是由同步齿轮保证的，不接触也就没有摩擦。

喷油双螺杆有大量的润滑油被喷入压缩气体介质，并被带入两转子表面，起到冷却、润滑、密封、降噪和净化的作用。喷油双螺杆压缩机没有同步齿轮，由阳转子直接带动阴转子旋转。喷油双螺杆压缩机必须喷油，失油的喷油双螺杆压缩机转子由于摩擦作用，很快就会由于焊接而粘牢发生“抱机”事故。

2.单螺杆压缩机

单螺杆压缩机的摩擦比较复杂，蜗杆和星轮的轴线互相垂直，不像双螺杆那样两转子轴线互相平行。单螺杆压缩机蜗杆与星轮是定传动比啮合，蜗杆与星轮的节圆直径是固定的，当接触点位于节圆直径时，蜗杆与星轮接触点的线速度相同，此时蜗杆与星轮运动是纯滚动。

当接触点离开节圆直径时，蜗杆与星轮接触点的线速度就发生了变化，位于节圆直径星轮侧某一点时，其蜗杆接触点的瞬时线速度大于星轮接触点的线速度。此时蜗杆的瞬时线速度大，而星轮的瞬时线速度小，呈现星轮的摩擦状态是滚动，而蜗杆的摩擦是滚动加滑动形态。

同样，当转子与星轮的接触点位于蜗杆节圆一侧某一点时，其蜗杆接触点的瞬时线速度则小于星轮接触点的瞬时线速度。此时蜗杆的瞬时运动是滚动，而星轮接触点的瞬时运动是滚动+滑动。

当蜗杆的啮合点在齿尖时，星轮的啮合点必然在齿根，此时蜗杆的滑动分量与滚动分量的比值最大，也就是滑动摩擦最大。

好的啮合付是首要条件，互不干涉是单螺杆啮合付必须遵循的原则，诚然，制造中的微量误差使实际啮合付与理论上的啮合付有一定差异。在型面上的某处会有微点接触，或某处接触面有微量不均布，经开机后其磨损是必然的。在较短的时间内使啮合付干涉处被磨去，呈现出与理论啮合付相吻的型面，即为磨合期，粗糙度小的单螺杆压缩机很容易磨合。在此期间内，啮合付渐渐由稍差转化为较好的啮合付，最终为互不干涉的啮合付。此后在很长的时间内啮合付磨损越来越微量，直至不再磨损。

蜗杆与星轮的不干涉在于啮合时，星轮型线对蜗杆型线干涉的不断退让，形成第二、第三、第四……条接触线。

学者们对直线包络啮合副的星轮齿侧理论型面进行了多方研究，为单螺杆压缩机星轮齿型面的设计提供了理论依据，使单螺杆压缩机的摩擦状况有了进一步的改善，促进了单螺杆压缩机的发展。

由于人们对单螺杆空气压缩机的摩擦形式看法不同，虽然普遍认为单螺杆压缩机有摩擦，但是人们也有不同的看法：

其一：人们认为单螺杆空气压缩机最大做到60立方米/分钟，不像双螺杆压缩机可做到很大；

其二：虽然有些压缩机供应商也认为单螺杆压缩机还有摩擦（相对于双螺杆压缩机来说摩擦小），但是有的单螺杆生产商的产品却很少更换星轮片，更不用说更换蜗杆了；

其三：由于单螺杆压缩机的摩擦特性决定，单螺杆压缩机适合制作单级压缩比高的压缩机；两级微油单螺杆压缩机的排气压力可以做到4.0MPa，而双螺杆压缩机要三级压缩才行，而用于军工的舰船单螺杆压缩机做得更高。

3.水润滑螺杆压缩机

双螺杆压缩机和单螺杆压缩机的滚动与滑动摩擦状况不同，反映在水润滑螺杆压缩机上，出现了差异。

单螺杆水润滑压缩机

由于单螺杆压缩机有独特的滚动与滑动摩擦特性，加之其轴承轴向很小，型线的多条接触线变换，使螺杆水润滑压缩机的磨损很小，因而得到广泛应用。不同生产商的单螺杆压缩机在型线、材料和加工细节方面各有特点，呈现在应用场合就表现不同。有的单螺杆水润滑压缩机在很长的时间内啮合付磨损越来越微量，直至不再磨损。

当然，同样规格的单螺杆空压机由于水润滑的摩擦力大，密封性差，但其冷却性能好，因而反映在性能方面稍有差距。据制造商提供的数据看来，同水平的水润滑单螺杆空压机在0.8MPa110kW工况气量为微油单螺杆空压机的0.965，可以说是相当不错了。

双螺杆水润滑压缩机

一般都有同步齿轮，人们也想把双螺杆压缩机做成无同步齿轮的水润滑压缩机，但是一直没有取得成功。

作者认为，虽然喷油双螺杆压缩机轴承轴向负载大，转子滚滑摩擦性能也不差，所以，解决了机体和转子的材料和配比问题，没有同步齿轮的双螺杆水润滑压缩机也是可行的。

4.单、双螺杆压缩机摩擦类型的差异

不得不说，单双螺杆压缩机摩擦类型的差异是由它们的转子轴线决定的，因为双螺杆压缩机的两转子轴线是平行的，而单螺杆压缩机转子轴线是相互垂直的，这就决定了它们的摩擦差异。其瞬时滚滑动的比例构成也较为复杂，摩擦特性对其不同啮合线的依赖不同，好的型线的啮合线摩擦小、寿命长，在轴承不失效和润滑冷却的情况下，其螺杆转子或星轮的寿命会很长，甚至会无限长。

小结

1.双螺杆压缩机和单螺杆压缩机的摩擦类型是不同的两种滚滑动摩擦，并非是双螺杆两转子之间是滚动摩擦，单螺杆压缩机转子与星轮之间是滑动摩擦那么简单；

2.现在看来，人们对水润滑单螺杆压缩机的接触线研究是成功的，改善了单螺杆压缩机的摩擦磨损状况，好的单螺杆压缩机星轮片几乎不磨损；

3.解决了机体和转子材料和配比问题以及其它问题，不设同步齿轮的双螺杆水润滑压缩机是可行的；

4.单螺杆压缩机解决了摩擦问题，更适用于中压压缩机和舰船用高压空压机。