螺杆式空气压缩机常见故障处理及维护

■ 吴风丽

吴风丽：山东职业学院轨道交通系，讲师，山东 济南，250104

我国铁路近几年通过技术引进、技术合作一直在向高速、重载方向发展。无论高速还是重载，制动都是一个非常关键的问题。我国引进了目前国际上较先进的HXD3C型机车用CCBII微机控制制动系统，螺杆式空气压缩机是CCBII微机控制制动系统的风源设备，给HXD3C型机车的制动系统和控制系统提供压缩空气。加强螺杆式空气压缩机的日常维护、及时处理常见故障是保证行车安全的一项重要工作。

1 螺杆式空气压缩机技术特点

螺杆式空气压缩机是根据铁路运行条件专门设计，具有如下技术特点：

（1）旋转机械具有平稳运行的特点，近乎零振动；

（2）压缩空气输送时几乎无振动；

（3）运动部件数量少，特别是没有往复运动部件；

（4）轻质铝合金设计；

（5）由于有气/油复合冷却器，空气出口温度低；

（6）无需另装框架，压缩机和电动机组装时无需调整；

（7）安装尺寸小，重量轻；

（8）配备空载运行装置，满足机车上空气压缩机连续运转要求；

（9）具有温度、压力控制装置，可以实现无负荷启动。

2 螺杆式空气压缩机构造与原理

螺杆式空气压缩机构造见图1，压缩原理见图2。

图1 螺杆式空气压缩机构造

图2 螺杆式空气压缩机压缩原理

螺杆式空气压缩机为双轴回转容积式，电机通过联轴器直接驱动压缩机转子，转子为2个互相啮合的螺杆，具有非对称的啮合型面，并在一个铝合金壳体内旋转。工作过程分4个阶段：

（1）吸入阶段。

当转子转动时，主、副转子齿沟转至进气口时空间最大，转子齿沟空间与进气口自由空气相通。外界空气即被吸入，沿轴向流入副转子齿沟内。当空气充满整个齿沟时，转子齿沟的进气侧端面转离机壳进气口，齿沟间的空气即被封闭，为“进气过程”。

（2）输送阶段。

主、副两转子在吸气结束时，主、副转子齿峰与机壳封闭，此时空气在齿沟内闭封不再外流。两转子继续转动，齿峰与齿沟在吸气端吻合，吻合而逐渐向排气端移动，为“输送过程”。

（3）压缩阶段。

输送过程中，啮合面逐渐向排气端移动，啮合面与排气口间的齿沟空间逐渐减小，齿沟内气体逐渐压缩，压力提高，为“压缩过程”。

（4）排放阶段。

当转子的压缩气腔（齿沟）转到与机壳排气口相通时（压缩气体压力最高），被压缩的气体开始排出，直至齿沟啮合面移至排气端面，此时两转子啮合面与机壳排气口间的齿沟空间为零，完成“排气过程”。与此同时，转子的啮合面与机壳进气口间的齿沟长度又达到最长，其吸气过程又开始进行。

压缩同时，润滑油也因压力差的作用而喷入压缩室内与空气混合。压缩机凭借自身所产生的压力差不断向压缩室及轴承喷入润滑油。

3 常见故障及防护、解决措施

3.1 空气压缩机油耗过快：加油口盖处喷出油雾

原因分析：

（1）加油口盖没有拧紧；

（2）密封垫重复使用。

解决措施：

（1）拧紧加油口；

（2）更换铝制密封垫，使用力矩扳手按照90+10 N·m力矩拧紧。

必须使用套筒扳手（规格24），而不是开口或活动扳手。拧紧后重新做好防松标识（见图3）。

3.2 空气压缩机油耗过快：无明显故障现象

原因分析：

（1）加油过量；

（2）油气分离器失效；

（3）回油管堵塞。

解决措施（见图4）：

（1）从空气压缩机壳体底部放油阀将多余的油排出；

（2）更换新的油气分离器；

（3）更换或清洁回油管过滤网。

应按照正确的油位检查方法检查，即开机运行5 min中，停机5～20 min内完成。要定期维护、更换油过滤器、油气分离器及回油管过滤网。

3.3 安全阀喷油、进气卸载阀喷油

原因分析：

（1）加油过量；

（2）油气分离器失效；

（3）回油管堵塞。

解决措施（见图5）：

图3 拧紧并做好防松标志

图4 油耗过快无明显现象时的具体解决措施

图5 安全阀喷油、进气卸载阀喷油解决措施

（1）从空气压缩机壳体底部放油阀将多余的油排出；

（2）更换新的油气分离器；

（3）更换或清洁回油管过滤网。

应按照正确的油位检查方法检查，即开机运行5 min中，停机5～20 min内完成。定期维护、更换油过滤器、油气分离器及回油管过滤网。

4 螺杆式空气压缩机日常维护

加强对螺杆式空气压缩机日常维护是空气压缩机安全正常运行的重要保证。在日常维护中，应按表1的要求严格执行。

空气压缩机停机超过6个月后， 需对螺杆转子进行预加油（见图6）。 润滑油等级必须符合安装图纸上的规定和/或符合压缩机上的油品标志。严禁不同型号润滑油混用。

5 结束语

综上所述，从螺杆式空气压缩机结构及作用原理入手，可方便分析出空气压缩机的故障原因，并得出解决处理措施。加强日常防护是空气压缩机平稳运行的重要保证，从而为高速、重载列车的安全运行提供有力保障。

表1 螺杆式压缩机日常维护要求

图6 螺杆转子预加油

[1]中国北车集团大连机车车辆有限公司．HXD3C型大功率交流传动电力机车培训教材．2009

[2]李益民．电力机车制动机[M]．北京：铁道出版社，2008