TSA型空气压缩机C5修相关建议

曾志凌

（中国铁路武汉局集团有限公司 武汉大功率机车检修段，武汉 430071）

随着我国铁路事业蓬勃发展，和谐型机车高级自主修攻关脚步也明显加快，空气压缩机作为机车风源系统原动力［2］，持续频繁启动，源源不断为和谐型机车提供足够干燥、清洁的空气压力，保证机车正常运行［3］，故其检修质量至关重要。为保证空气压缩机自主修顺利进行，保质保量完成C5修攻关。文中立足于和谐电力机车空气压缩机线上运用过程中故障现象的梳理总结和C4修相关检修经验，对即将到来的C5修提出检修意见。

1 故障现象

2016年~2018年，我段承修的C4修和谐型电力机车空气压缩机近600台，依据检修过程及机车线上运用中出现的空气压缩机故障进行分类分析［4］，发现问题主要表现在以下几个方面：（1）空气压缩机漏油占比54%；（2）空气压缩机不启动占比24%；（3）空气压缩机异音占比22%。其中空气压缩机漏油发生频繁，其次为空气压缩机不启动和异音。

2 故障原因分析

2.1 空气压缩机漏油分析

从空气压缩机结构和工作原理上分析，空气压缩机漏油源于以下方面：进气阀安装质量；加油口和卸油口密封垫质量；油封质量；各油管连接质量。

（1）进气阀安装质量［5］

进气阀作为空气压缩机启动吸气和卸荷排气的重要通道，与机头内部直接相通，其安装质量好坏将直接影响空压机机头内部是否渗油，表现出漏油现象。

（2）加油口和卸油口密封垫质量

加油口和卸油口与机体密封是否严实全由密封垫质量好坏决定，空气压缩机频繁高速运转会导致空压机内部润滑油温度高达80多摄氏度，橡胶密封圈长期挤压，加上直接与高温油接触，极易导致空压机加油口和卸油口处漏油。

（3）油封质量

空压机线上运转过程中，油封C4修检修过程中未更新，因内部弹簧破裂导致失去密封作用，会造成空压机大量漏油。

（4）各油管连接质量

空压机回油管路、出油管路及辅助管路连接处松脱，结合部位密封不严，造成管路连接处漏油。

2.2 空气压缩机不启动分析

依据空气压缩机售后问题分析，空气压缩机不启动原因集中在以下方面：进气阀检修质量；温度开关、压力开关故障；三相电源线相序接反。

（1）进气阀检修质量

空气压缩机工作时，进气阀未正常动作，进风口未打开，外界空气无法进入空压机内部，造成压缩机无法吸风启动。

（2）温度开关、压力开关故障

在空气压缩机正常线上运用过程中，温度开关和温度开关线路松脱或本身故障导致空气压缩机保护、控制电失效，空压机自动保护无法启动。

（3）三相电源线相序接反

在空气压缩机C4修过程中，因检修人员质量意识差或电机铸造时内部绕组相序UVW与三相电源线线号不一致，导致三相电源线UVW两两相序接反，空压机反转，无法正常启动。

2.3 空气压缩机异音分析

在和谐型机车空气压缩机C4修过程中，空压机异音主要表现在以下方面：空气压缩机叶轮不平衡量大；电机轴承运转不良；阴阳转子互磨。

（1）空气压缩机叶轮质量

叶轮作为空气压缩机给散热器散热的主要部件，其动平衡量等级不合格、安装位置横向移动都会引起叶轮与蜗壳刮擦甚至互相碰撞导致扇叶破裂，引起异音。

（2）电机轴承运转不良

空气压缩机电机采用注油开放式轴承，长期运转未及时添加轴承润滑脂将导致轴承在轴承室干磨引起异音。

（3）阴阳转子互磨

空气压缩机机头内部润滑油不够，阴阳转子在高速运转过程中，没有油进行润滑，直接互磨引起异音；阴阳转子间隙配合过紧，空压机高速运转，来回互相摩擦，引起异音。

3 故障原因查找

综合以上故障原因分析，结合现场故障案例，对实际故障原因进行查找。

3.1 空气压缩机漏油原因查找

（1）对空气压缩机漏油进气阀进行解体，发现以下2个问题：第一，进气阀安装底座与机头采用平面石棉材质密封垫进行密封，在安装紧固螺栓过程中，石棉垫受力挤压易滑动，密封不严导致漏油；第二，解体发现石棉密封垫安装孔处破损严重不完整，部分石棉垫已丢失，无密封作用。

基于此，2019年3月，对空气压缩机进气阀安装面进行重新设计，采用凹槽结构，由原来石棉材质平面密封垫换成橡胶材质O型密封圈，凹槽与O型圈紧密配合，长期受力也不会滑动，橡胶材质密封圈耐温效果更好，同时也避免石棉垫安装孔因安装受力带来的质量隐患，此措施实施后，进气阀漏油现象只发生1件（职工未按要求进行力矩校验，未安装紧固导致漏油），漏油得到根本解决。

（2）在空气压缩机C4修过程中，空压机加油和卸油时，发现密封圈老化严重，密封圈已被压瘪变形，加上长期浸泡基本无密封作用。针对此问题，现场采用铝制密封垫替代密封圈，不仅受力不易变形且无老化破损现象，漏油故障也得到了明显改善。

（3）油封本身质量问题，加上空压机振动和高温油浸泡，且C4修未更新，导致线上运用一直存在漏油现象。

（4）现场跟踪检查作业人员全过程，发现管路连接处均涂抹乐泰577紧固胶，未发现有开裂、松脱导致漏油现象。

3.2 空气压缩机不启动原因查找

（1）现场对不启动空压机进行试验时，发现电机正常运转，但进气阀一直不吸风，查看进气阀风口处挡板未动作，解体进气阀，发现内部弹簧形变量不合格，手动挤压弹簧基本不回弹，单独进行进气阀试验，由于内部弹簧动作不良，挡板垂直于进气阀吸风方向，导致进气阀吸风口关闭，无法正常吸风。

在此基础上，更新弹簧后，进气阀正常动作，空气压缩机吸风顺畅，工作正常，故障率降低。

（2）空压机是保护电路的重要元器件，温度开关和压力开关属于串联，直接监测空压机油温及压力。故障会导致空压机不工作不启动，元器件本身质量问题一直存在，现场未寻得有效措施。

（3）三相电源线接反导致空压机不吸风问题在引入电源相序仪和接线片之后，反转现象也逐步得到解决。

3.3 空气压缩机异音原因查找

（1）对空压机叶轮线上运用状况分析发现2个故障现象：第一，部分叶轮扇叶打碎，与蜗壳碰撞引起异音；第二，叶轮在转子转轴位置发生移动，前后移动高速运转引起异音。对位置发生变动的叶轮进行动平衡试验，发现动平衡量等级远大于设计要求G=2.5 mm/s。

（2）因电机轴承为开放式注油结构，未定期注入润滑脂，对故障电机进行解体发现，残留油脂发黑，轴承内部滚珠干磨引起异音［6］。

（3）为排除因润滑油不够导致异音，随机抽查异音故障空压机10台，在运转5 min后，静置5 min，从油位镜观察油位均在中线偏上位置，满足工艺要求，油位正常；对故障空压机进行机头解体，发现阴阳转子间隙过紧，已有磨痕，高速运转导致异音。

4 空气压缩机C5修建议

基于以上故障原因分析和解决措施实施效果，在以下方面提出空气压缩机C5修自主修建议［7］，保证空气压缩机自主修攻关质量。

（1）设计进气阀安装面结构

在C5修过程中，对前期未进行整改的进气阀，重新设计进气阀安装面结构，由平面改为凹槽式，密封圈由石棉材质平面结构改为橡胶材质O型圈结构，保证进气阀安装面与机头紧密贴合，彻底解决进气阀漏油［8］。

（2）更换注油口及卸油口密封圈材质

弃用空气压缩机原先橡胶材质密封圈，改用硬度更高的铝制密封垫，受力后更加不易变形，从而有效遏制漏油现象发生。

（3）对油封进行更新

对所有C5修空气压缩机油封进行全面更新，杜绝油封本身质量问题导致漏油，确保空气压缩机的质量至下一个修程。

（4）更新进气阀弹簧

为保证进气阀正常动作，在C5修时，需更新进气阀弹簧，并进行单独试验，从而保证进气阀通风顺畅，空压机正常工作。

（5）对叶轮进行动平衡试验

对空压机所有叶轮不仅是肉眼观察，而是增加叶轮动平衡试验检测设备，对叶轮进行不平衡量检测［9］，用实际检修数据卡控叶轮运转质量，保证空压机运转无异音。动平衡等级G与不平衡量μ之间的关系为式（1）：

式中：μ为不平衡量；M为叶轮质量；9 549是常数；N为叶轮转速。

（6）定期添加轴承润滑脂

轴承作为空压机电机运转主要部件，因其开放式结构，建议C5修后，主动联系机务段定期3个月进行润滑油脂添加，促使轴承运转良好，消除轴承高速运转带来异音隐患。

（7）测量阴阳转子间隙

阴阳转子作为空气压缩机核心部件［10］，二者之间间隙配合尤其重要，是保证空压机正常运转的必要条件。在C5修中，需对空压机机头进行全面解体，将阴阳转子间隙纳入质量关键卡控项点，确保空压机容积流量正常、运转无异音。

5 结束语

文中依据和谐型机车空气压缩机C4修过程以及售后运行过程中出现的质量问题进行原因分析并验证相关解决措施效果，得出一些检修心得，对空气压缩机C5修自主修攻关，提出以上检修意见，希望保证空气压缩机C5修攻关检修质量。