螺桿式空氣壓縮機(jī)常見故障處理及維護(hù)

■ 吳風(fēng)麗

吳風(fēng)麗：山東職業(yè)學(xué)院軌道交通系，講師，山東 濟(jì)南，250104

我國鐵路近幾年通過技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)合作一直在向高速、重載方向發(fā)展。無論高速還是重載，制動都是一個非常關(guān)鍵的問題。我國引進(jìn)了目前國際上較先進(jìn)的HXD3C型機(jī)車用CCBII微機(jī)控制制動系統(tǒng)，螺桿式空氣壓縮機(jī)是CCBII微機(jī)控制制動系統(tǒng)的風(fēng)源設(shè)備，給HXD3C型機(jī)車的制動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)提供壓縮空氣。加強(qiáng)螺桿式空氣壓縮機(jī)的日常維護(hù)、及時處理常見故障是保證行車安全的一項(xiàng)重要工作。

1 螺桿式空氣壓縮機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

螺桿式空氣壓縮機(jī)是根據(jù)鐵路運(yùn)行條件專門設(shè)計(jì)，具有如下技術(shù)特點(diǎn)：

（1）旋轉(zhuǎn)機(jī)械具有平穩(wěn)運(yùn)行的特點(diǎn)，近乎零振動；

（2）壓縮空氣輸送時幾乎無振動；

（3）運(yùn)動部件數(shù)量少，特別是沒有往復(fù)運(yùn)動部件；

（4）輕質(zhì)鋁合金設(shè)計(jì)；

（5）由于有氣/油復(fù)合冷卻器，空氣出口溫度低；

（6）無需另裝框架，壓縮機(jī)和電動機(jī)組裝時無需調(diào)整；

（7）安裝尺寸小，重量輕；

（8）配備空載運(yùn)行裝置，滿足機(jī)車上空氣壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)要求；

（9）具有溫度、壓力控制裝置，可以實(shí)現(xiàn)無負(fù)荷啟動。

2 螺桿式空氣壓縮機(jī)構(gòu)造與原理

螺桿式空氣壓縮機(jī)構(gòu)造見圖1，壓縮原理見圖2。

圖1 螺桿式空氣壓縮機(jī)構(gòu)造

圖2 螺桿式空氣壓縮機(jī)壓縮原理

螺桿式空氣壓縮機(jī)為雙軸回轉(zhuǎn)容積式，電機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子為2個互相嚙合的螺桿，具有非對稱的嚙合型面，并在一個鋁合金殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。工作過程分4個階段：

（1）吸入階段。

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，主、副轉(zhuǎn)子齒溝轉(zhuǎn)至進(jìn)氣口時空間最大，轉(zhuǎn)子齒溝空間與進(jìn)氣口自由空氣相通。外界空氣即被吸入，沿軸向流入副轉(zhuǎn)子齒溝內(nèi)。當(dāng)空氣充滿整個齒溝時，轉(zhuǎn)子齒溝的進(jìn)氣側(cè)端面轉(zhuǎn)離機(jī)殼進(jìn)氣口，齒溝間的空氣即被封閉，為“進(jìn)氣過程”。

（2）輸送階段。

主、副兩轉(zhuǎn)子在吸氣結(jié)束時，主、副轉(zhuǎn)子齒峰與機(jī)殼封閉，此時空氣在齒溝內(nèi)閉封不再外流。兩轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，齒峰與齒溝在吸氣端吻合，吻合而逐漸向排氣端移動，為“輸送過程”。

（3）壓縮階段。

輸送過程中，嚙合面逐漸向排氣端移動，嚙合面與排氣口間的齒溝空間逐漸減小，齒溝內(nèi)氣體逐漸壓縮，壓力提高，為“壓縮過程”。

（4）排放階段。

當(dāng)轉(zhuǎn)子的壓縮氣腔（齒溝）轉(zhuǎn)到與機(jī)殼排氣口相通時（壓縮氣體壓力最高），被壓縮的氣體開始排出，直至齒溝嚙合面移至排氣端面，此時兩轉(zhuǎn)子嚙合面與機(jī)殼排氣口間的齒溝空間為零，完成“排氣過程”。與此同時，轉(zhuǎn)子的嚙合面與機(jī)殼進(jìn)氣口間的齒溝長度又達(dá)到最長，其吸氣過程又開始進(jìn)行。

壓縮同時，潤滑油也因壓力差的作用而噴入壓縮室內(nèi)與空氣混合。壓縮機(jī)憑借自身所產(chǎn)生的壓力差不斷向壓縮室及軸承噴入潤滑油。

3 常見故障及防護(hù)、解決措施

3.1 空氣壓縮機(jī)油耗過快：加油口蓋處噴出油霧

原因分析：

（1）加油口蓋沒有擰緊；

（2）密封墊重復(fù)使用。

解決措施：

（1）擰緊加油口；

（2）更換鋁制密封墊，使用力矩扳手按照90+10 N·m力矩?cái)Q緊。

必須使用套筒扳手（規(guī)格24），而不是開口或活動扳手。擰緊后重新做好防松標(biāo)識（見圖3）。

3.2 空氣壓縮機(jī)油耗過快：無明顯故障現(xiàn)象

原因分析：

（1）加油過量；

（2）油氣分離器失效；

（3）回油管堵塞。

解決措施（見圖4）：

（1）從空氣壓縮機(jī)殼體底部放油閥將多余的油排出；

（2）更換新的油氣分離器；

（3）更換或清潔回油管過濾網(wǎng)。

應(yīng)按照正確的油位檢查方法檢查，即開機(jī)運(yùn)行5 min中，停機(jī)5～20 min內(nèi)完成。要定期維護(hù)、更換油過濾器、油氣分離器及回油管過濾網(wǎng)。

3.3 安全閥噴油、進(jìn)氣卸載閥噴油

原因分析：

（1）加油過量；

（2）油氣分離器失效；

（3）回油管堵塞。

解決措施（見圖5）：

圖3 擰緊并做好防松標(biāo)志

圖4 油耗過快無明顯現(xiàn)象時的具體解決措施

圖5 安全閥噴油、進(jìn)氣卸載閥噴油解決措施

（1）從空氣壓縮機(jī)殼體底部放油閥將多余的油排出；

（2）更換新的油氣分離器；

（3）更換或清潔回油管過濾網(wǎng)。

應(yīng)按照正確的油位檢查方法檢查，即開機(jī)運(yùn)行5 min中，停機(jī)5～20 min內(nèi)完成。定期維護(hù)、更換油過濾器、油氣分離器及回油管過濾網(wǎng)。

4 螺桿式空氣壓縮機(jī)日常維護(hù)

加強(qiáng)對螺桿式空氣壓縮機(jī)日常維護(hù)是空氣壓縮機(jī)安全正常運(yùn)行的重要保證。在日常維護(hù)中，應(yīng)按表1的要求嚴(yán)格執(zhí)行。

空氣壓縮機(jī)停機(jī)超過6個月后， 需對螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行預(yù)加油（見圖6）。 潤滑油等級必須符合安裝圖紙上的規(guī)定和/或符合壓縮機(jī)上的油品標(biāo)志。嚴(yán)禁不同型號潤滑油混用。

5 結(jié)束語

綜上所述，從螺桿式空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)及作用原理入手，可方便分析出空氣壓縮機(jī)的故障原因，并得出解決處理措施。加強(qiáng)日常防護(hù)是空氣壓縮機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的重要保證，從而為高速、重載列車的安全運(yùn)行提供有力保障。

表1 螺桿式壓縮機(jī)日常維護(hù)要求

圖6 螺桿轉(zhuǎn)子預(yù)加油

[1]中國北車集團(tuán)大連機(jī)車車輛有限公司．HXD3C型大功率交流傳動電力機(jī)車培訓(xùn)教材．2009

[2]李益民．電力機(jī)車制動機(jī)[M]．北京：鐵道出版社，2008