TSA型空氣壓縮機C5修相關建議

曾志凌

（中國鐵路武漢局集團有限公司 武漢大功率機車檢修段，武漢 430071）

隨著我國鐵路事業蓬勃發展，和諧型機車高級自主修攻關腳步也明顯加快，空氣壓縮機作為機車風源系統原動力［2］，持續頻繁啟動，源源不斷為和諧型機車提供足夠干燥、清潔的空氣壓力，保證機車正常運行［3］，故其檢修質量至關重要。為保證空氣壓縮機自主修順利進行，保質保量完成C5修攻關。文中立足于和諧電力機車空氣壓縮機線上運用過程中故障現象的梳理總結和C4修相關檢修經驗，對即將到來的C5修提出檢修意見。

1 故障現象

2016年~2018年，我段承修的C4修和諧型電力機車空氣壓縮機近600臺，依據檢修過程及機車線上運用中出現的空氣壓縮機故障進行分類分析［4］，發現問題主要表現在以下幾個方面：（1）空氣壓縮機漏油占比54%；（2）空氣壓縮機不啟動占比24%；（3）空氣壓縮機異音占比22%。其中空氣壓縮機漏油發生頻繁，其次為空氣壓縮機不啟動和異音。

2 故障原因分析

2.1 空氣壓縮機漏油分析

從空氣壓縮機結構和工作原理上分析，空氣壓縮機漏油源于以下方面：進氣閥安裝質量；加油口和卸油口密封墊質量；油封質量；各油管連接質量。

（1）進氣閥安裝質量［5］

進氣閥作為空氣壓縮機啟動吸氣和卸荷排氣的重要通道，與機頭內部直接相通，其安裝質量好壞將直接影響空壓機機頭內部是否滲油，表現出漏油現象。

（2）加油口和卸油口密封墊質量

加油口和卸油口與機體密封是否嚴實全由密封墊質量好壞決定，空氣壓縮機頻繁高速運轉會導致空壓機內部潤滑油溫度高達80多攝氏度，橡膠密封圈長期擠壓，加上直接與高溫油接觸，極易導致空壓機加油口和卸油口處漏油。

（3）油封質量

空壓機線上運轉過程中，油封C4修檢修過程中未更新，因內部彈簧破裂導致失去密封作用，會造成空壓機大量漏油。

（4）各油管連接質量

空壓機回油管路、出油管路及輔助管路連接處松脫，結合部位密封不嚴，造成管路連接處漏油。

2.2 空氣壓縮機不啟動分析

依據空氣壓縮機售后問題分析，空氣壓縮機不啟動原因集中在以下方面：進氣閥檢修質量；溫度開關、壓力開關故障；三相電源線相序接反。

（1）進氣閥檢修質量

空氣壓縮機工作時，進氣閥未正常動作，進風口未打開，外界空氣無法進入空壓機內部，造成壓縮機無法吸風啟動。

（2）溫度開關、壓力開關故障

在空氣壓縮機正常線上運用過程中，溫度開關和溫度開關線路松脫或本身故障導致空氣壓縮機保護、控制電失效，空壓機自動保護無法啟動。

（3）三相電源線相序接反

在空氣壓縮機C4修過程中，因檢修人員質量意識差或電機鑄造時內部繞組相序UVW與三相電源線線號不一致，導致三相電源線UVW兩兩相序接反，空壓機反轉，無法正常啟動。

2.3 空氣壓縮機異音分析

在和諧型機車空氣壓縮機C4修過程中，空壓機異音主要表現在以下方面：空氣壓縮機葉輪不平衡量大；電機軸承運轉不良；陰陽轉子互磨。

（1）空氣壓縮機葉輪質量

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

（2）電機軸承運轉不良

空氣壓縮機電機采用注油開放式軸承，長期運轉未及時添加軸承潤滑脂將導致軸承在軸承室干磨引起異音。

（3）陰陽轉子互磨

空氣壓縮機機頭內部潤滑油不夠，陰陽轉子在高速運轉過程中，沒有油進行潤滑，直接互磨引起異音；陰陽轉子間隙配合過緊，空壓機高速運轉，來回互相摩擦，引起異音。

3 故障原因查找

綜合以上故障原因分析，結合現場故障案例，對實際故障原因進行查找。

3.1 空氣壓縮機漏油原因查找

（1）對空氣壓縮機漏油進氣閥進行解體，發現以下2個問題：第一，進氣閥安裝底座與機頭采用平面石棉材質密封墊進行密封，在安裝緊固螺栓過程中，石棉墊受力擠壓易滑動，密封不嚴導致漏油；第二，解體發現石棉密封墊安裝孔處破損嚴重不完整，部分石棉墊已丟失，無密封作用。

基于此，2019年3月，對空氣壓縮機進氣閥安裝面進行重新設計，采用凹槽結構，由原來石棉材質平面密封墊換成橡膠材質O型密封圈，凹槽與O型圈緊密配合，長期受力也不會滑動，橡膠材質密封圈耐溫效果更好，同時也避免石棉墊安裝孔因安裝受力帶來的質量隱患，此措施實施后，進氣閥漏油現象只發生1件（職工未按要求進行力矩校驗，未安裝緊固導致漏油），漏油得到根本解決。

（2）在空氣壓縮機C4修過程中，空壓機加油和卸油時，發現密封圈老化嚴重，密封圈已被壓癟變形，加上長期浸泡基本無密封作用。針對此問題，現場采用鋁制密封墊替代密封圈，不僅受力不易變形且無老化破損現象，漏油故障也得到了明顯改善。

（3）油封本身質量問題，加上空壓機振動和高溫油浸泡，且C4修未更新，導致線上運用一直存在漏油現象。

（4）現場跟蹤檢查作業人員全過程，發現管路連接處均涂抹樂泰577緊固膠，未發現有開裂、松脫導致漏油現象。

3.2 空氣壓縮機不啟動原因查找

（1）現場對不啟動空壓機進行試驗時，發現電機正常運轉，但進氣閥一直不吸風，查看進氣閥風口處擋板未動作，解體進氣閥，發現內部彈簧形變量不合格，手動擠壓彈簧基本不回彈，單獨進行進氣閥試驗，由于內部彈簧動作不良，擋板垂直于進氣閥吸風方向，導致進氣閥吸風口關閉，無法正常吸風。

在此基礎上，更新彈簧后，進氣閥正常動作，空氣壓縮機吸風順暢，工作正常，故障率降低。

（2）空壓機是保護電路的重要元器件，溫度開關和壓力開關屬于串聯，直接監測空壓機油溫及壓力。故障會導致空壓機不工作不啟動，元器件本身質量問題一直存在，現場未尋得有效措施。

（3）三相電源線接反導致空壓機不吸風問題在引入電源相序儀和接線片之后，反轉現象也逐步得到解決。

3.3 空氣壓縮機異音原因查找

（1）對空壓機葉輪線上運用狀況分析發現2個故障現象：第一，部分葉輪扇葉打碎，與蝸殼碰撞引起異音；第二，葉輪在轉子轉軸位置發生移動，前后移動高速運轉引起異音。對位置發生變動的葉輪進行動平衡試驗，發現動平衡量等級遠大于設計要求G=2.5 mm/s。

（2）因電機軸承為開放式注油結構，未定期注入潤滑脂，對故障電機進行解體發現，殘留油脂發黑，軸承內部滾珠干磨引起異音［6］。

（3）為排除因潤滑油不夠導致異音，隨機抽查異音故障空壓機10臺，在運轉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；對故障空壓機進行機頭解體，發現陰陽轉子間隙過緊，已有磨痕，高速運轉導致異音。

4 空氣壓縮機C5修建議

基于以上故障原因分析和解決措施實施效果，在以下方面提出空氣壓縮機C5修自主修建議［7］，保證空氣壓縮機自主修攻關質量。

（1）設計進氣閥安裝面結構

在C5修過程中，對前期未進行整改的進氣閥，重新設計進氣閥安裝面結構，由平面改為凹槽式，密封圈由石棉材質平面結構改為橡膠材質O型圈結構，保證進氣閥安裝面與機頭緊密貼合，徹底解決進氣閥漏油［8］。

（2）更換注油口及卸油口密封圈材質

棄用空氣壓縮機原先橡膠材質密封圈，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象發生。

（3）對油封進行更新

對所有C5修空氣壓縮機油封進行全面更新，杜絕油封本身質量問題導致漏油，確保空氣壓縮機的質量至下一個修程。

（4）更新進氣閥彈簧

為保證進氣閥正常動作，在C5修時，需更新進氣閥彈簧，并進行單獨試驗，從而保證進氣閥通風順暢，空壓機正常工作。

（5）對葉輪進行動平衡試驗

對空壓機所有葉輪不僅是肉眼觀察，而是增加葉輪動平衡試驗檢測設備，對葉輪進行不平衡量檢測［9］，用實際檢修數據卡控葉輪運轉質量，保證空壓機運轉無異音。動平衡等級G與不平衡量μ之間的關系為式（1）：

式中：μ為不平衡量；M為葉輪質量；9 549是常數；N為葉輪轉速。

（6）定期添加軸承潤滑脂

軸承作為空壓機電機運轉主要部件，因其開放式結構，建議C5修后，主動聯系機務段定期3個月進行潤滑油脂添加，促使軸承運轉良好，消除軸承高速運轉帶來異音隱患。

（7）測量陰陽轉子間隙

陰陽轉子作為空氣壓縮機核心部件［10］，二者之間間隙配合尤其重要，是保證空壓機正常運轉的必要條件。在C5修中，需對空壓機機頭進行全面解體，將陰陽轉子間隙納入質量關鍵卡控項點，確保空壓機容積流量正常、運轉無異音。

5 結束語

文中依據和諧型機車空氣壓縮機C4修過程以及售后運行過程中出現的質量問題進行原因分析并驗證相關解決措施效果，得出一些檢修心得，對空氣壓縮機C5修自主修攻關，提出以上檢修意見，希望保證空氣壓縮機C5修攻關檢修質量。