■ 吳風麗

吳風麗：山東職業(yè)學院軌道交通系，講師，山東 濟南，250104

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

1 螺桿式空氣壓縮機技術特點

螺桿式空氣壓縮機是根據(jù)鐵路運行條件專門設計，具有如下技術特點：

（1）旋轉(zhuǎn)機械具有平穩(wěn)運行的特點，近乎零振動；

（2）壓縮空氣輸送時幾乎無振動；

（3）運動部件數(shù)量少，特別是沒有往復運動部件；

（4）輕質(zhì)鋁合金設計；

（5）由于有氣/油復合冷卻器，空氣出口溫度低；

（6）無需另裝框架，壓縮機和電動機組裝時無需調(diào)整；

（7）安裝尺寸小，重量輕；

（8）配備空載運行裝置，滿足機車上空氣壓縮機連續(xù)運轉(zhuǎn)要求；

（9）具有溫度、壓力控制裝置，可以實現(xiàn)無負荷啟動。

2 螺桿式空氣壓縮機構造與原理

螺桿式空氣壓縮機構造見圖1，壓縮原理見圖2。

圖1 螺桿式空氣壓縮機構造

圖2 螺桿式空氣壓縮機壓縮原理

螺桿式空氣壓縮機為雙軸回轉(zhuǎn)容積式，電機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動壓縮機轉(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。

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

（2）輸送階段。

主、副兩轉(zhuǎn)子在吸氣結束時，主、副轉(zhuǎn)子齒峰與機殼封閉，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。

當轉(zhuǎn)子的壓縮氣腔（齒溝）轉(zhuǎn)到與機殼排氣口相通時（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)子的嚙合面與機殼進氣口間的齒溝長度又達到最長，其吸氣過程又開始進行。

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、解決措施

3.1 空氣壓縮機油耗過快：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力矩擰緊。

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識（見圖3）。

3.2 空氣壓縮機油耗過快：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)。

應按照正確的油位檢查方法檢查，即開機運行5 min中，停機5～20 min內(nèi)完成。要定期維護、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、進氣卸載閥噴油解決措施

（1）從空氣壓縮機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)。

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

4 螺桿式空氣壓縮機日常維護

加強對螺桿式空氣壓縮機日常維護是空氣壓縮機安全正常運行的重要保證。在日常維護中，應按表1的要求嚴格執(zhí)行。

空氣壓縮機停機超過6個月后， 需對螺桿轉(zhuǎn)子進行預加油（見圖6）。 潤滑油等級必須符合安裝圖紙上的規(guī)定和/或符合壓縮機上的油品標志。嚴禁不同型號潤滑油混用。

5 結束語

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

表1 螺桿式壓縮機日常維護要求

圖6 螺桿轉(zhuǎn)子預加油

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

[2]李益民．電力機車制動機[M]．北京：鐵道出版社，2008