关于HX_D3型机车空压机烧损原因分析及改进

 螺杆空压机是一种定容、回转式压缩机，主要通过螺杆的啮合和回转运动，完成吸气-封闭-压缩-排气周期。其优点是坚固耐用、维护方便，其缺点是输出压力不甚稳定，同等条件下的能源效率不及活塞空压机。螺杆空压机又分为双螺杆空压机和单螺杆空压机，目前市场占有率较大的是双螺杆空压机，具有绝大多数，但某些厂家的优质单螺杆空压机也不可小觑。

简单地说，压缩空气净化设备就是能对压缩空气进行净化处理的设备，也称压缩空气后处理设备。

空压机排出的压缩空气含有相对湿度的水份、微量的杂质和微量的油份；压缩空气的应用领域很广，当应用工艺对压缩空气品质有要求时，就必须配置压缩空气净化设备；因此，应根据应用工艺的要求合理选配净化设备。 

1概述3型机车是大连机车车辆有限公司与日本东芝公司合作开发的大功率交流传动电力机车，是铁道部技术引进项目之。该机车供风设备选用了技术先进的螺杆式空气压缩机组。该压缩机组采用铸铝油气筒，内置油细分离器，冷却器下出风，温控油滤体式结构，自带温度保护和压力保护功能。

　　自2007年1月托3型机车正式上线运用以来，压缩机组现直稳定，为机车提供了良好的风源。但2008年2月16日托30024机车入库检查时，发现空压机油气筒外部漆皮脱落，润滑油管路及油过滤器变黑色，散热筋局部呈黑色，泵风试验时机组无法正常启动，机车控制保护开关不断开，控制系统无故障显。盘车检查，发现空压机旋转卡滞。

　　2故障现象通过上述现象，初步判断该空压机已经烧毁，于是对该空压机进行分解检查，发现空气滤清器滤芯和安全滤芯局部呈黑色，其余部分呈原色；目测检查电机正常，机组解体后电机转动灵活，绝缘检测正常；外观检查冷却叶轮正常，未变形和裂纹，联轴器安装螺栓未松动，弹性体正常，未碎裂；油过滤器内干涸，有黑色焦状物，有焦糊味，胶圈烧毁；温度控制器内弹簧压盖温控器面呈褐色，胶圈失去弹性，卡圈未异常，阀体内存在深褐色焦状物；油细分离器在油气筒内分解成3段，护套烧毁，只能观察到残渣。油细分离器上存在锈迹，滤材呈黑色焦状，1.

　　压力维持阀阀板呈黑色，弹簧胶圈完整，活塞下部呈黑色，活塞胶圈完整；进气阀止回阀部面黑色，动作灵活，胶圈有损失，逆止功能丧失，进气端有黑色焦状凝结物；卸荷阀部弹簧座卡圈弹簧完整，动作正常，活塞变色，胶圈完整，卸荷喷嘴完整，面呈褐色；油气筒内面有层褐色焦状物，无润滑油；拆解螺杆机头，转子端面磨损，型线破坏，面呈褐色，尾排管内有黑色积炭；油分回油管单向阀完全堵塞，阀体内有焦状物聚集。

　　检测温度开关及压力开关动作正常。冷却器面正常，翅片无损坏，水压试验无泄漏。

　　3故障原因分析综合故障现象，我们认为该空压机属于因螺杆副缺少润滑油冷却引起的机组排温过高，造成烧毁故障。螺杆空压机缺油引起高温故障主要有以下几个发展阶段第阶段机组润滑油缺油低于2.6时，机组运转就会导致油气筒内油面低于出油口，造成润滑油管路内的润滑油量不足，在温度高于标准工况时，油细分离器分离效果变差，排气含油量增加，润滑油加速流失。该阶段属于可恢复阶段，只要及时检查补充润滑油，空压机可以完全恢复正常工作状态。

　　第阶段由于润滑油量急剧减少使压缩机组失去冷却功能，排气温度急剧升高，排气中混合的少量润滑油因温度高而碳化，碳化颗粒聚集在油滤面和油细分离器面造成阻力增加。该过程会在多次运转中逐渐积累，机组温度升高后，空压机温度开关动作，暂停机组工作；段时间后因温度逐步下降，温度开关恢复正常，机组会在机车的指令下再次投入工作。如此周而复始，于是机体内碳化得到积累。该阶段属于不可恢复阶段，但只要及时发现，并更换油滤油细分离器及润滑油，仍可使机组回到正常工作状态。

　　第阶段当润滑油中积炭过多，最终堵塞油过滤器，导致喷入机头的润滑油低于安全值；机头爬起温度过高，大量积炭堆积在油细分离器面，使油分滤材碳化间隙堵塞，功能丧失，润滑油瞬间全部流失；另方面积炭在管路中聚集，从而使泄放和回油管路失效。该阶段已经处于不可控阶段，通过普通维护手段无法使空压机回到正常工作状态。

　　第阶段因螺杆副干摩擦造成螺杆副粘连，机组无法继续运转，造成驱动电机工作电流过大而烧毁。

　　通过对检查结果的分析，该空压机故障己经发展到第阶段造成螺杆副粘连，但电机尚未烧毁。

　　空压机缺油主要是因为任3型机车的空压机安装设计比较特殊，它的冷却器是向下安装的，冷却风经过风道从机车下部排出机车，空压机的冷却器位于机组最底部，下出风的空压机在冬季面临温度计效应和润滑油的果冻效应。温度计效应指温度降低润滑油面下降的现象，尤其是下出风机组，机组冷却器位于最底部，里面积存大量的润滑油，当温度降低时，润滑油体积收缩必然引起上部油气筒油面降低，结合其他不利因素，润滑油面极有可能出现低于润滑油出口的情况，旦低于出油口，供油管路就会进入空气，必然造成机头供油不足而烧毁。果冻效应指低温情况下，润滑油在管路中以凝胶形式存在，在空压机低温启动时可能供油不畅而烧毁空压机。

　　2008年2月正是大雪灾的气候条件，机车又运行于京沪线济南至徐州之间，夜间温度低于10这和空压机正常工作的油温相差很大，从而产生强烈的温度计效应；加之该机组故障前直运行于济南至徐州之间，润滑油位检查油量补充工作不到位，因此造成此次故障的发生。

　　4改进措施及建议空压机烧损原因查明后，段上迅速制定措施，进步明确了螺杆式压缩机组日常维护要求，润滑油位检查和油量补充的操作方法，同时组织力量对所有托3型机车上压缩机组进行油量普查，发现有12台机组油量偏低，立即组织对机组进行了次润滑油量的补充。经过这次补充后，该型机车压缩机组再没有发生类似事故。

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