曾志凌

（中國(guó)鐵路武漢局集團(tuán)有限公司 武漢大功率機(jī)車檢修段，武漢 430071）

隨著我國(guó)鐵路事業(yè)蓬勃發(fā)展，和諧型機(jī)車高級(jí)自主修攻關(guān)腳步也明顯加快，空氣壓縮機(jī)作為機(jī)車風(fēng)源系統(tǒng)原動(dòng)力［2］，持續(xù)頻繁啟動(dòng)，源源不斷為和諧型機(jī)車提供足夠干燥、清潔的空氣壓力，保證機(jī)車正常運(yùn)行［3］，故其檢修質(zhì)量至關(guān)重要。為保證空氣壓縮機(jī)自主修順利進(jìn)行，保質(zhì)保量完成C5修攻關(guān)。文中立足于和諧電力機(jī)車空氣壓縮機(jī)線上運(yùn)用過程中故障現(xiàn)象的梳理總結(jié)和C4修相關(guān)檢修經(jīng)驗(yàn)，對(duì)即將到來(lái)的C5修提出檢修意見。

1 故障現(xiàn)象

2016年~2018年，我段承修的C4修和諧型電力機(jī)車空氣壓縮機(jī)近600臺(tái)，依據(jù)檢修過程及機(jī)車線上運(yùn)用中出現(xiàn)的空氣壓縮機(jī)故障進(jìn)行分類分析［4］，發(fā)現(xiàn)問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）空氣壓縮機(jī)漏油占比54%；（2）空氣壓縮機(jī)不啟動(dòng)占比24%；（3）空氣壓縮機(jī)異音占比22%。其中空氣壓縮機(jī)漏油發(fā)生頻繁，其次為空氣壓縮機(jī)不啟動(dòng)和異音。

2 故障原因分析

2.1 空氣壓縮機(jī)漏油分析

從空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理上分析，空氣壓縮機(jī)漏油源于以下方面：進(jìn)氣閥安裝質(zhì)量；加油口和卸油口密封墊質(zhì)量；油封質(zhì)量；各油管連接質(zhì)量。

（1）進(jìn)氣閥安裝質(zhì)量［5］

進(jìn)氣閥作為空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)吸氣和卸荷排氣的重要通道，與機(jī)頭內(nèi)部直接相通，其安裝質(zhì)量好壞將直接影響空壓機(jī)機(jī)頭內(nèi)部是否滲油，表現(xiàn)出漏油現(xiàn)象。

（2）加油口和卸油口密封墊質(zhì)量

加油口和卸油口與機(jī)體密封是否嚴(yán)實(shí)全由密封墊質(zhì)量好壞決定，空氣壓縮機(jī)頻繁高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑油溫度高達(dá)80多攝氏度，橡膠密封圈長(zhǎng)期擠壓，加上直接與高溫油接觸，極易導(dǎo)致空壓機(jī)加油口和卸油口處漏油。

（3）油封質(zhì)量

空壓機(jī)線上運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，油封C4修檢修過程中未更新，因內(nèi)部彈簧破裂導(dǎo)致失去密封作用，會(huì)造成空壓機(jī)大量漏油。

（4）各油管連接質(zhì)量

空壓機(jī)回油管路、出油管路及輔助管路連接處松脫，結(jié)合部位密封不嚴(yán)，造成管路連接處漏油。

2.2 空氣壓縮機(jī)不啟動(dòng)分析

依據(jù)空氣壓縮機(jī)售后問題分析，空氣壓縮機(jī)不啟動(dòng)原因集中在以下方面：進(jìn)氣閥檢修質(zhì)量；溫度開關(guān)、壓力開關(guān)故障；三相電源線相序接反。

（1）進(jìn)氣閥檢修質(zhì)量

空氣壓縮機(jī)工作時(shí)，進(jìn)氣閥未正常動(dòng)作，進(jìn)風(fēng)口未打開，外界空氣無(wú)法進(jìn)入空壓機(jī)內(nèi)部，造成壓縮機(jī)無(wú)法吸風(fēng)啟動(dòng)。

（2）溫度開關(guān)、壓力開關(guān)故障

在空氣壓縮機(jī)正常線上運(yùn)用過程中，溫度開關(guān)和溫度開關(guān)線路松脫或本身故障導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)保護(hù)、控制電失效，空壓機(jī)自動(dòng)保護(hù)無(wú)法啟動(dòng)。

（3）三相電源線相序接反

在空氣壓縮機(jī)C4修過程中，因檢修人員質(zhì)量意識(shí)差或電機(jī)鑄造時(shí)內(nèi)部繞組相序UVW與三相電源線線號(hào)不一致，導(dǎo)致三相電源線UVW兩兩相序接反，空壓機(jī)反轉(zhuǎn)，無(wú)法正常啟動(dòng)。

2.3 空氣壓縮機(jī)異音分析

在和諧型機(jī)車空氣壓縮機(jī)C4修過程中，空壓機(jī)異音主要表現(xiàn)在以下方面：空氣壓縮機(jī)葉輪不平衡量大；電機(jī)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不良；陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子互磨。

（1）空氣壓縮機(jī)葉輪質(zhì)量

葉輪作為空氣壓縮機(jī)給散熱器散熱的主要部件，其動(dòng)平衡量等級(jí)不合格、安裝位置橫向移動(dòng)都會(huì)引起葉輪與蝸殼刮擦甚至互相碰撞導(dǎo)致扇葉破裂，引起異音。

（2）電機(jī)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不良

空氣壓縮機(jī)電機(jī)采用注油開放式軸承，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)未及時(shí)添加軸承潤(rùn)滑脂將導(dǎo)致軸承在軸承室干磨引起異音。

（3）陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子互磨

空氣壓縮機(jī)機(jī)頭內(nèi)部潤(rùn)滑油不夠，陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，沒有油進(jìn)行潤(rùn)滑，直接互磨引起異音；陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子間隙配合過緊，空壓機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，來(lái)回互相摩擦，引起異音。

3 故障原因查找

綜合以上故障原因分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)故障案例，對(duì)實(shí)際故障原因進(jìn)行查找。

3.1 空氣壓縮機(jī)漏油原因查找

（1）對(duì)空氣壓縮機(jī)漏油進(jìn)氣閥進(jìn)行解體，發(fā)現(xiàn)以下2個(gè)問題：第一，進(jìn)氣閥安裝底座與機(jī)頭采用平面石棉材質(zhì)密封墊進(jìn)行密封，在安裝緊固螺栓過程中，石棉墊受力擠壓易滑動(dòng)，密封不嚴(yán)導(dǎo)致漏油；第二，解體發(fā)現(xiàn)石棉密封墊安裝孔處破損嚴(yán)重不完整，部分石棉墊已丟失，無(wú)密封作用。

基于此，2019年3月，對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣閥安裝面進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，采用凹槽結(jié)構(gòu)，由原來(lái)石棉材質(zhì)平面密封墊換成橡膠材質(zhì)O型密封圈，凹槽與O型圈緊密配合，長(zhǎng)期受力也不會(huì)滑動(dòng)，橡膠材質(zhì)密封圈耐溫效果更好，同時(shí)也避免石棉墊安裝孔因安裝受力帶來(lái)的質(zhì)量隱患，此措施實(shí)施后，進(jìn)氣閥漏油現(xiàn)象只發(fā)生1件（職工未按要求進(jìn)行力矩校驗(yàn)，未安裝緊固導(dǎo)致漏油），漏油得到根本解決。

（2）在空氣壓縮機(jī)C4修過程中，空壓機(jī)加油和卸油時(shí)，發(fā)現(xiàn)密封圈老化嚴(yán)重，密封圈已被壓癟變形，加上長(zhǎng)期浸泡基本無(wú)密封作用。針對(duì)此問題，現(xiàn)場(chǎng)采用鋁制密封墊替代密封圈，不僅受力不易變形且無(wú)老化破損現(xiàn)象，漏油故障也得到了明顯改善。

（3）油封本身質(zhì)量問題，加上空壓機(jī)振動(dòng)和高溫油浸泡，且C4修未更新，導(dǎo)致線上運(yùn)用一直存在漏油現(xiàn)象。

（4）現(xiàn)場(chǎng)跟蹤檢查作業(yè)人員全過程，發(fā)現(xiàn)管路連接處均涂抹樂泰577緊固膠，未發(fā)現(xiàn)有開裂、松脫導(dǎo)致漏油現(xiàn)象。

3.2 空氣壓縮機(jī)不啟動(dòng)原因查找

（1）現(xiàn)場(chǎng)對(duì)不啟動(dòng)空壓機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但進(jìn)氣閥一直不吸風(fēng)，查看進(jìn)氣閥風(fēng)口處擋板未動(dòng)作，解體進(jìn)氣閥，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部彈簧形變量不合格，手動(dòng)擠壓彈簧基本不回彈，單獨(dú)進(jìn)行進(jìn)氣閥試驗(yàn)，由于內(nèi)部彈簧動(dòng)作不良，擋板垂直于進(jìn)氣閥吸風(fēng)方向，導(dǎo)致進(jìn)氣閥吸風(fēng)口關(guān)閉，無(wú)法正常吸風(fēng)。

在此基礎(chǔ)上，更新彈簧后，進(jìn)氣閥正常動(dòng)作，空氣壓縮機(jī)吸風(fēng)順暢，工作正常，故障率降低。

（2）空壓機(jī)是保護(hù)電路的重要元器件，溫度開關(guān)和壓力開關(guān)屬于串聯(lián)，直接監(jiān)測(cè)空壓機(jī)油溫及壓力。故障會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)不工作不啟動(dòng)，元器件本身質(zhì)量問題一直存在，現(xiàn)場(chǎng)未尋得有效措施。

（3）三相電源線接反導(dǎo)致空壓機(jī)不吸風(fēng)問題在引入電源相序儀和接線片之后，反轉(zhuǎn)現(xiàn)象也逐步得到解決。

3.3 空氣壓縮機(jī)異音原因查找

（1）對(duì)空壓機(jī)葉輪線上運(yùn)用狀況分析發(fā)現(xiàn)2個(gè)故障現(xiàn)象：第一，部分葉輪扇葉打碎，與蝸殼碰撞引起異音；第二，葉輪在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸位置發(fā)生移動(dòng)，前后移動(dòng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)引起異音。對(duì)位置發(fā)生變動(dòng)的葉輪進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)平衡量等級(jí)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)要求G=2.5 mm/s。

（2）因電機(jī)軸承為開放式注油結(jié)構(gòu)，未定期注入潤(rùn)滑脂，對(duì)故障電機(jī)進(jìn)行解體發(fā)現(xiàn)，殘留油脂發(fā)黑，軸承內(nèi)部滾珠干磨引起異音［6］。

（3）為排除因潤(rùn)滑油不夠?qū)е庐愐?，隨機(jī)抽查異音故障空壓機(jī)10臺(tái)，在運(yùn)轉(zhuǎn)5 min后，靜置5 min，從油位鏡觀察油位均在中線偏上位置，滿足工藝要求，油位正常；對(duì)故障空壓機(jī)進(jìn)行機(jī)頭解體，發(fā)現(xiàn)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子間隙過緊，已有磨痕，高速運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致異音。

4 空氣壓縮機(jī)C5修建議

基于以上故障原因分析和解決措施實(shí)施效果，在以下方面提出空氣壓縮機(jī)C5修自主修建議［7］，保證空氣壓縮機(jī)自主修攻關(guān)質(zhì)量。

（1）設(shè)計(jì)進(jìn)氣閥安裝面結(jié)構(gòu)

在C5修過程中，對(duì)前期未進(jìn)行整改的進(jìn)氣閥，重新設(shè)計(jì)進(jìn)氣閥安裝面結(jié)構(gòu)，由平面改為凹槽式，密封圈由石棉材質(zhì)平面結(jié)構(gòu)改為橡膠材質(zhì)O型圈結(jié)構(gòu)，保證進(jìn)氣閥安裝面與機(jī)頭緊密貼合，徹底解決進(jìn)氣閥漏油［8］。

（2）更換注油口及卸油口密封圈材質(zhì)

棄用空氣壓縮機(jī)原先橡膠材質(zhì)密封圈，改用硬度更高的鋁制密封墊，受力后更加不易變形，從而有效遏制漏油現(xiàn)象發(fā)生。

（3）對(duì)油封進(jìn)行更新

對(duì)所有C5修空氣壓縮機(jī)油封進(jìn)行全面更新，杜絕油封本身質(zhì)量問題導(dǎo)致漏油，確?？諝鈮嚎s機(jī)的質(zhì)量至下一個(gè)修程。

（4）更新進(jìn)氣閥彈簧

為保證進(jìn)氣閥正常動(dòng)作，在C5修時(shí)，需更新進(jìn)氣閥彈簧，并進(jìn)行單獨(dú)試驗(yàn)，從而保證進(jìn)氣閥通風(fēng)順暢，空壓機(jī)正常工作。

（5）對(duì)葉輪進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)

對(duì)空壓機(jī)所有葉輪不僅是肉眼觀察，而是增加葉輪動(dòng)平衡試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，對(duì)葉輪進(jìn)行不平衡量檢測(cè)［9］，用實(shí)際檢修數(shù)據(jù)卡控葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量，保證空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)異音。動(dòng)平衡等級(jí)G與不平衡量μ之間的關(guān)系為式（1）：

式中：μ為不平衡量；M為葉輪質(zhì)量；9 549是常數(shù)；N為葉輪轉(zhuǎn)速。

（6）定期添加軸承潤(rùn)滑脂

軸承作為空壓機(jī)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)主要部件，因其開放式結(jié)構(gòu)，建議C5修后，主動(dòng)聯(lián)系機(jī)務(wù)段定期3個(gè)月進(jìn)行潤(rùn)滑油脂添加，促使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)良好，消除軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)異音隱患。

（7）測(cè)量陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子間隙

陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子作為空氣壓縮機(jī)核心部件［10］，二者之間間隙配合尤其重要，是保證空壓機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件。在C5修中，需對(duì)空壓機(jī)機(jī)頭進(jìn)行全面解體，將陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子間隙納入質(zhì)量關(guān)鍵卡控項(xiàng)點(diǎn)，確?？諌簷C(jī)容積流量正常、運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)異音。

5 結(jié)束語(yǔ)

文中依據(jù)和諧型機(jī)車空氣壓縮機(jī)C4修過程以及售后運(yùn)行過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行原因分析并驗(yàn)證相關(guān)解決措施效果，得出一些檢修心得，對(duì)空氣壓縮機(jī)C5修自主修攻關(guān)，提出以上檢修意見，希望保證空氣壓縮機(jī)C5修攻關(guān)檢修質(zhì)量。