【壓縮機(jī)網(wǎng)】1.概述
為降低全壽命周期成本，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高機(jī)車可用率，選取運(yùn)行里程在30萬公里以上的和諧電力機(jī)車空壓機(jī)，按照鐵路行業(yè)機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組試驗(yàn)方法 [1]進(jìn)行性能測(cè)試，通過測(cè)試數(shù)據(jù)分析，研究空壓機(jī)的可靠性能。
2.試驗(yàn)基本情況
在中車株洲電力機(jī)車有限公司的協(xié)助下，選取待檢修的HXD1型電力機(jī)車6臺(tái)空氣壓縮機(jī)，主要信息如表1所示，其中4臺(tái)空壓機(jī)出廠約14年，1臺(tái)空壓機(jī)出廠約13年，一臺(tái)空壓機(jī)出廠約8年，如表1。
2.1.空壓機(jī)結(jié)構(gòu)和技術(shù)說明
TSA-230AD型空壓機(jī)屬于噴油雙螺桿空氣冷卻式壓縮機(jī)，主要由：驅(qū)動(dòng)裝置（電機(jī)）、壓縮裝置（壓縮機(jī)體）和冷卻裝置（冷卻器）三個(gè)主要部件構(gòu)成。采用聯(lián)軸器直聯(lián)傳動(dòng)，帶動(dòng)主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行空氣壓縮，通過噴油對(duì)主機(jī)內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)行冷卻和密封，主機(jī)排出的空氣和油混合氣體經(jīng)過粗、精兩道分離，將壓縮空氣中的油分離出來，最后得到潔凈的壓縮空氣[4]。
3.試驗(yàn)測(cè)試情況
隨機(jī)選取HXD1機(jī)車在線運(yùn)行超過230萬公里的6臺(tái)空壓機(jī)，按照螺桿空氣壓縮機(jī)全壽命周期驗(yàn)證試驗(yàn)試驗(yàn)要求，根據(jù)機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組試驗(yàn)方法[1]進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，判定其是否滿足機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。
4.試驗(yàn)結(jié)果分析
4.1.外觀及拆解檢查
4.1.1.整機(jī)外觀
TSA-230AD空壓機(jī)外觀存在大量灰塵，但無零部件缺失，無明顯損壞，未發(fā)現(xiàn)明顯漏油、漏氣現(xiàn)象。
4.1.2.潤(rùn)滑油
正常狀態(tài)下的潤(rùn)滑油，隨著機(jī)組的運(yùn)行，顏色會(huì)從初始的淡黃色變?yōu)辄S色，機(jī)組運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，黃色越深并漸漸變?yōu)榧t棕色。正常狀態(tài)下的潤(rùn)滑油，無論顏色的深淺，都應(yīng)該是清澈透明的，不應(yīng)出現(xiàn)乳濁液狀態(tài)。
潤(rùn)滑油作為噴油式螺桿空氣壓縮機(jī)最主要部件之一。在機(jī)頭轉(zhuǎn)子嚙合時(shí)，潤(rùn)滑油由噴油孔進(jìn)入螺桿副之間，潤(rùn)滑油包裹壓縮空氣通過螺桿型線間孔隙逐漸壓縮，不僅起到潤(rùn)滑作用，而且具有密封、冷卻、降低噪音和振動(dòng)的效果。同時(shí)在溫控閥的控制下，通過調(diào)解進(jìn)入冷卻器內(nèi)部油量，可以使機(jī)組運(yùn)行溫度始終處于最佳工作溫度范圍內(nèi)。
而被測(cè)空壓機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑油成墨汁顏色，并且渾濁，這將導(dǎo)致潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性、密封性、冷卻性能的降低，有可能導(dǎo)致空壓機(jī)機(jī)頭轉(zhuǎn)子的異常磨損，從而導(dǎo)致容積流量[3]降低、排氣溫度升高、機(jī)械振動(dòng)烈度加劇、噪聲增加等問題。
4.1.3.冷卻器
經(jīng)過拆解檢查清洗，冷卻器表面附著有大量灰塵，內(nèi)部微小通道有較多雜物。而冷卻器作為空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)中的核心部件，其內(nèi)部管路堵塞或者冷卻表面減小，將直接影響空壓機(jī)的冷卻器效果，可導(dǎo)致空壓機(jī)工作溫度偏高，機(jī)組在較高的環(huán)境溫度下運(yùn)行存在空壓機(jī)發(fā)生高溫保護(hù)而停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。
4.1.4.空氣過濾器
空氣過濾器是通過多孔過濾材料的作用從氣固兩相流中捕集粉塵，并使氣體得以凈化的設(shè)備。 它把含塵量低的空氣凈化處理后送入空壓機(jī)，以保證機(jī)組內(nèi)潤(rùn)滑油的潔凈度。通過拆解被測(cè)空壓機(jī)，空氣過濾器內(nèi)殼附著有大量的灰塵，過濾器芯和安全濾芯容灰量已接近飽和。
4.1.5.電機(jī)
電機(jī)作為空壓機(jī)的動(dòng)力部件，通過電機(jī)軸帶動(dòng)空壓機(jī)進(jìn)行工作，由拆解檢查可知。電機(jī)軸前后端蓋處已經(jīng)聚集了大量灰塵，不僅影響轉(zhuǎn)矩而且對(duì)電機(jī)散熱存在一定的影響。
4.1.6.軸承
電機(jī)軸承和機(jī)頭軸承表面存在較多油泥和雜質(zhì)，這些異物進(jìn)入軸承內(nèi)部，將會(huì)影響軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，并導(dǎo)致軸承磨損，可導(dǎo)致機(jī)組異常噪音或者振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生軸承跑圈或者軸承卡死。
4.2. 容積流量[3]
空壓機(jī)出廠時(shí)的額定容積流量[3]為3.0m3/min,而被測(cè)的6臺(tái)空壓機(jī)的實(shí)際容積流量[3]都發(fā)生了不同程度的衰減，其中3臺(tái)機(jī)組（圖11紅色直方圖）低于鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的空壓機(jī)出廠要求。其主要原因?yàn)闄C(jī)頭陰陽轉(zhuǎn)子由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)而造成了磨損、磨耗；并且其機(jī)頭內(nèi)部的間隙容積，由于受到機(jī)車長(zhǎng)時(shí)間的沖擊振動(dòng)及其機(jī)組自身的振動(dòng)的影響，已經(jīng)發(fā)生了尺寸變化。
空壓機(jī)的容積流量[3]是指在所要求的排氣壓力下，空壓機(jī)單位時(shí)間內(nèi)排出的氣體容積，折算到進(jìn)氣狀態(tài)的量，是空壓機(jī)性能最重要的指標(biāo)。其數(shù)值直接關(guān)系空壓機(jī)的打風(fēng)能力，空壓機(jī)實(shí)際容積流量[3]的下降將導(dǎo)致打風(fēng)時(shí)間的延長(zhǎng)。
4.3.機(jī)械振動(dòng)烈度
振動(dòng)烈度是表征振動(dòng)強(qiáng)烈程度的參量，絕大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)損壞都是由振動(dòng)速度過大引起的，被測(cè)6臺(tái)機(jī)組，007AD231D號(hào)和007AD244D號(hào)兩臺(tái)空壓機(jī)電機(jī)測(cè)的振動(dòng)烈度超過GB/T 7777-2003[5]的標(biāo)準(zhǔn)要求，空壓機(jī)在此振動(dòng)烈度下長(zhǎng)期運(yùn)行存在空壓機(jī)軸承、轉(zhuǎn)子損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
4.4.極限環(huán)境
經(jīng)過試驗(yàn)證明，在+55℃的環(huán)境倉內(nèi)，3臺(tái)被測(cè)空壓機(jī)潤(rùn)滑油溫度超過溫度開關(guān)設(shè)定值，空壓機(jī)被迫熱保護(hù)停機(jī)。其主要原因有：空壓機(jī)外表面被大量灰塵覆蓋導(dǎo)致自然散熱能力低；空壓機(jī)冷卻器內(nèi)部不清潔和外部被灰塵覆蓋，導(dǎo)致強(qiáng)制風(fēng)冷效果降低；潤(rùn)滑油性能發(fā)生了變化，潤(rùn)滑效果降低導(dǎo)致空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度上升。因此經(jīng)過230萬公里運(yùn)行的部分空壓機(jī)在極限高溫+55℃條件下無法長(zhǎng)期運(yùn)行。
經(jīng)過試驗(yàn)證明，被測(cè)機(jī)組在-40℃的環(huán)境倉內(nèi)，空壓機(jī)無法一次性啟動(dòng)成功。其主要原因有：潤(rùn)滑油性能發(fā)生了變化，一方面潤(rùn)滑效果降低導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩阻力增加，另一方面潤(rùn)滑油的傾點(diǎn)隨著雜質(zhì)的增多而升高，導(dǎo)致-40℃時(shí)潤(rùn)滑油發(fā)生凝固；空壓機(jī)軸承等部件存在磨損，導(dǎo)致阻力增大。因此空壓機(jī)在-40℃環(huán)境條件下存放一段時(shí)間后，導(dǎo)致機(jī)組無法一次性正常啟動(dòng)。
4.5.溫度保護(hù)
按照TB/T 2710.2-2015[1] 機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)，第4.4.9章節(jié)要求“螺桿空壓機(jī)應(yīng)設(shè)置溫度保護(hù)開關(guān)，其潤(rùn)滑油及壓縮空氣在未經(jīng)冷卻器之前的極限溫度不應(yīng)超過120℃。當(dāng)達(dá)到該極限溫度時(shí)，螺桿空壓機(jī)應(yīng)通過螺桿空壓機(jī)外部關(guān)聯(lián)電路的控制迫使其停機(jī)”，其主要目的為防止?jié)櫥秃拖鹉z部件長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)下降低其使用壽命，并且防止機(jī)組溫度高于潤(rùn)滑油閃點(diǎn)溫度（ANDEROL 3057M潤(rùn)滑油閃點(diǎn)260℃）存在爆燃風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過測(cè)試所有被測(cè)空壓機(jī)溫度開關(guān)動(dòng)作數(shù)值均小于120℃。
4.6.排氣溫度
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)在環(huán)境溫度約30℃條件下，空壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行后潤(rùn)滑油溫度平均測(cè)試值96℃，與國(guó)家鐵路產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)該型新品空壓機(jī)的測(cè)試溫度數(shù)據(jù)87.9℃比較，排氣溫度有所增加。其主要原因?yàn)椋嚎諌簷C(jī)由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，空壓機(jī)效率的降低而導(dǎo)致了發(fā)熱量有所增加，同時(shí)由于空壓機(jī)冷卻器內(nèi)部不清潔和外部被灰塵覆蓋，冷卻效果的降低從而導(dǎo)致了排氣溫度的升高。但是所有空壓機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)都滿足TB/T2710.2標(biāo)準(zhǔn)120℃的要求，證明其控溫系統(tǒng)基本正常。
4.7.噪聲
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)的噪聲聲功率符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定≤106dB(A)的要求，空壓機(jī)運(yùn)行基本正常，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成超過標(biāo)準(zhǔn)要求的噪聲污染。
4.8.壓力卸荷
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)的壓力卸荷時(shí)間，經(jīng)過測(cè)試都符合≤14s的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，空壓機(jī)仍具有防背壓保護(hù)功能，可有效的防止空壓機(jī)因?yàn)楦弑硥簡(jiǎn)?dòng)導(dǎo)致的電機(jī)燒毀或斷軸等故障。
4.9.接地電阻
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)的接地電阻測(cè)量結(jié)果，都符合≤50mΩ的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，空壓機(jī)接地導(dǎo)通良好。
4.10.絕緣電阻
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)的絕緣電阻測(cè)量結(jié)果，都符合≥100MΩ的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，空壓機(jī)絕緣良好。
4.11.啟停機(jī)正常
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)在常溫工況下，每小時(shí)啟停機(jī)次數(shù)≥30次，持續(xù)時(shí)間8h，全部機(jī)組運(yùn)行情況良好，無滲漏現(xiàn)象。
4.12.超負(fù)荷運(yùn)行
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)在1100kPa壓力下運(yùn)行4小時(shí)，全部運(yùn)行狀態(tài)良好，無部件損壞，無漏氣、漏油現(xiàn)象。
4.13.滲漏現(xiàn)象
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)經(jīng)過驗(yàn)證，均不存在明顯的滲漏現(xiàn)象。
5.驗(yàn)證結(jié)論
通過對(duì)在大秦線運(yùn)行里程230萬公里以上HXD1電力機(jī)車空壓機(jī)的外觀檢查和性能測(cè)試，該狀態(tài)下空壓機(jī)的容積流量[3]發(fā)生了明顯衰減，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)車打風(fēng)時(shí)間延長(zhǎng)。并且由于潤(rùn)滑油的老化、旋轉(zhuǎn)部件的磨耗、空壓機(jī)冷卻效果的下降等原因，導(dǎo)致了空壓機(jī)在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行有發(fā)生熱保護(hù)而被迫停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)空壓機(jī)也不能在-40℃低溫條件下一次性啟動(dòng)成功，因此在特殊高低溫條件下，需先對(duì)采取措施才能正常使用。但經(jīng)過檢查和測(cè)試，該狀態(tài)下的空壓機(jī)外觀完整，無零部件缺失或者損壞，無滲漏現(xiàn)象，接地導(dǎo)通良好，絕緣電阻滿足要求，且能夠在超負(fù)荷110%排氣壓力下正常工作，因此該狀態(tài)下的空壓機(jī)在常溫下除容積流量[3]部分機(jī)組發(fā)生衰減外，其它的工作性能是良好的。
參考文獻(xiàn)
[1] TB/T 2710.2-2015 機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組技術(shù)條件第2部分：螺桿空氣壓縮機(jī)組.
[2] TB/T 2711-2015 機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組試驗(yàn)方法.
[3] GB/T 15487-2015 容積式壓縮機(jī)流量測(cè)定方法.
[4] GB/T 4975-2018 容積式壓縮機(jī)術(shù)語總則.
[5] GB/T 7777-2003 容積式壓縮機(jī)機(jī)械振動(dòng)測(cè)量與評(píng)價(jià).
來源：本站原創(chuàng)
【壓縮機(jī)網(wǎng)】1.概述
為降低全壽命周期成本，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高機(jī)車可用率，選取運(yùn)行里程在30萬公里以上的和諧電力機(jī)車空壓機(jī)，按照鐵路行業(yè)機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組試驗(yàn)方法 [1]進(jìn)行性能測(cè)試，通過測(cè)試數(shù)據(jù)分析，研究空壓機(jī)的可靠性能。
2.試驗(yàn)基本情況
在中車株洲電力機(jī)車有限公司的協(xié)助下，選取待檢修的HXD1型電力機(jī)車6臺(tái)空氣壓縮機(jī)，主要信息如表1所示，其中4臺(tái)空壓機(jī)出廠約14年，1臺(tái)空壓機(jī)出廠約13年，一臺(tái)空壓機(jī)出廠約8年，如表1。
2.1.空壓機(jī)結(jié)構(gòu)和技術(shù)說明
TSA-230AD型空壓機(jī)屬于噴油雙螺桿空氣冷卻式壓縮機(jī)，主要由：驅(qū)動(dòng)裝置（電機(jī)）、壓縮裝置（壓縮機(jī)體）和冷卻裝置（冷卻器）三個(gè)主要部件構(gòu)成。采用聯(lián)軸器直聯(lián)傳動(dòng)，帶動(dòng)主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行空氣壓縮，通過噴油對(duì)主機(jī)內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)行冷卻和密封，主機(jī)排出的空氣和油混合氣體經(jīng)過粗、精兩道分離，將壓縮空氣中的油分離出來，最后得到潔凈的壓縮空氣[4]。
3.試驗(yàn)測(cè)試情況
隨機(jī)選取HXD1機(jī)車在線運(yùn)行超過230萬公里的6臺(tái)空壓機(jī)，按照螺桿空氣壓縮機(jī)全壽命周期驗(yàn)證試驗(yàn)試驗(yàn)要求，根據(jù)機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組試驗(yàn)方法[1]進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，判定其是否滿足機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。
4.試驗(yàn)結(jié)果分析
4.1.外觀及拆解檢查
4.1.1.整機(jī)外觀
TSA-230AD空壓機(jī)外觀存在大量灰塵，但無零部件缺失，無明顯損壞，未發(fā)現(xiàn)明顯漏油、漏氣現(xiàn)象。
4.1.2.潤(rùn)滑油
正常狀態(tài)下的潤(rùn)滑油，隨著機(jī)組的運(yùn)行，顏色會(huì)從初始的淡黃色變?yōu)辄S色，機(jī)組運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，黃色越深并漸漸變?yōu)榧t棕色。正常狀態(tài)下的潤(rùn)滑油，無論顏色的深淺，都應(yīng)該是清澈透明的，不應(yīng)出現(xiàn)乳濁液狀態(tài)。
潤(rùn)滑油作為噴油式螺桿空氣壓縮機(jī)最主要部件之一。在機(jī)頭轉(zhuǎn)子嚙合時(shí)，潤(rùn)滑油由噴油孔進(jìn)入螺桿副之間，潤(rùn)滑油包裹壓縮空氣通過螺桿型線間孔隙逐漸壓縮，不僅起到潤(rùn)滑作用，而且具有密封、冷卻、降低噪音和振動(dòng)的效果。同時(shí)在溫控閥的控制下，通過調(diào)解進(jìn)入冷卻器內(nèi)部油量，可以使機(jī)組運(yùn)行溫度始終處于最佳工作溫度范圍內(nèi)。
而被測(cè)空壓機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑油成墨汁顏色，并且渾濁，這將導(dǎo)致潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性、密封性、冷卻性能的降低，有可能導(dǎo)致空壓機(jī)機(jī)頭轉(zhuǎn)子的異常磨損，從而導(dǎo)致容積流量[3]降低、排氣溫度升高、機(jī)械振動(dòng)烈度加劇、噪聲增加等問題。
4.1.3.冷卻器
經(jīng)過拆解檢查清洗，冷卻器表面附著有大量灰塵，內(nèi)部微小通道有較多雜物。而冷卻器作為空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)中的核心部件，其內(nèi)部管路堵塞或者冷卻表面減小，將直接影響空壓機(jī)的冷卻器效果，可導(dǎo)致空壓機(jī)工作溫度偏高，機(jī)組在較高的環(huán)境溫度下運(yùn)行存在空壓機(jī)發(fā)生高溫保護(hù)而停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。
4.1.4.空氣過濾器
空氣過濾器是通過多孔過濾材料的作用從氣固兩相流中捕集粉塵，并使氣體得以凈化的設(shè)備。 它把含塵量低的空氣凈化處理后送入空壓機(jī)，以保證機(jī)組內(nèi)潤(rùn)滑油的潔凈度。通過拆解被測(cè)空壓機(jī)，空氣過濾器內(nèi)殼附著有大量的灰塵，過濾器芯和安全濾芯容灰量已接近飽和。
4.1.5.電機(jī)
電機(jī)作為空壓機(jī)的動(dòng)力部件，通過電機(jī)軸帶動(dòng)空壓機(jī)進(jìn)行工作，由拆解檢查可知。電機(jī)軸前后端蓋處已經(jīng)聚集了大量灰塵，不僅影響轉(zhuǎn)矩而且對(duì)電機(jī)散熱存在一定的影響。
4.1.6.軸承
電機(jī)軸承和機(jī)頭軸承表面存在較多油泥和雜質(zhì)，這些異物進(jìn)入軸承內(nèi)部，將會(huì)影響軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，并導(dǎo)致軸承磨損，可導(dǎo)致機(jī)組異常噪音或者振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生軸承跑圈或者軸承卡死。
4.2. 容積流量[3]
空壓機(jī)出廠時(shí)的額定容積流量[3]為3.0m3/min,而被測(cè)的6臺(tái)空壓機(jī)的實(shí)際容積流量[3]都發(fā)生了不同程度的衰減，其中3臺(tái)機(jī)組（圖11紅色直方圖）低于鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的空壓機(jī)出廠要求。其主要原因?yàn)闄C(jī)頭陰陽轉(zhuǎn)子由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)而造成了磨損、磨耗；并且其機(jī)頭內(nèi)部的間隙容積，由于受到機(jī)車長(zhǎng)時(shí)間的沖擊振動(dòng)及其機(jī)組自身的振動(dòng)的影響，已經(jīng)發(fā)生了尺寸變化。
空壓機(jī)的容積流量[3]是指在所要求的排氣壓力下，空壓機(jī)單位時(shí)間內(nèi)排出的氣體容積，折算到進(jìn)氣狀態(tài)的量，是空壓機(jī)性能最重要的指標(biāo)。其數(shù)值直接關(guān)系空壓機(jī)的打風(fēng)能力，空壓機(jī)實(shí)際容積流量[3]的下降將導(dǎo)致打風(fēng)時(shí)間的延長(zhǎng)。
4.3.機(jī)械振動(dòng)烈度
振動(dòng)烈度是表征振動(dòng)強(qiáng)烈程度的參量，絕大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)損壞都是由振動(dòng)速度過大引起的，被測(cè)6臺(tái)機(jī)組，007AD231D號(hào)和007AD244D號(hào)兩臺(tái)空壓機(jī)電機(jī)測(cè)的振動(dòng)烈度超過GB/T 7777-2003[5]的標(biāo)準(zhǔn)要求，空壓機(jī)在此振動(dòng)烈度下長(zhǎng)期運(yùn)行存在空壓機(jī)軸承、轉(zhuǎn)子損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
4.4.極限環(huán)境
經(jīng)過試驗(yàn)證明，在+55℃的環(huán)境倉內(nèi)，3臺(tái)被測(cè)空壓機(jī)潤(rùn)滑油溫度超過溫度開關(guān)設(shè)定值，空壓機(jī)被迫熱保護(hù)停機(jī)。其主要原因有：空壓機(jī)外表面被大量灰塵覆蓋導(dǎo)致自然散熱能力低；空壓機(jī)冷卻器內(nèi)部不清潔和外部被灰塵覆蓋，導(dǎo)致強(qiáng)制風(fēng)冷效果降低；潤(rùn)滑油性能發(fā)生了變化，潤(rùn)滑效果降低導(dǎo)致空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度上升。因此經(jīng)過230萬公里運(yùn)行的部分空壓機(jī)在極限高溫+55℃條件下無法長(zhǎng)期運(yùn)行。
經(jīng)過試驗(yàn)證明，被測(cè)機(jī)組在-40℃的環(huán)境倉內(nèi)，空壓機(jī)無法一次性啟動(dòng)成功。其主要原因有：潤(rùn)滑油性能發(fā)生了變化，一方面潤(rùn)滑效果降低導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩阻力增加，另一方面潤(rùn)滑油的傾點(diǎn)隨著雜質(zhì)的增多而升高，導(dǎo)致-40℃時(shí)潤(rùn)滑油發(fā)生凝固；空壓機(jī)軸承等部件存在磨損，導(dǎo)致阻力增大。因此空壓機(jī)在-40℃環(huán)境條件下存放一段時(shí)間后，導(dǎo)致機(jī)組無法一次性正常啟動(dòng)。
4.5.溫度保護(hù)
按照TB/T 2710.2-2015[1] 機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)，第4.4.9章節(jié)要求“螺桿空壓機(jī)應(yīng)設(shè)置溫度保護(hù)開關(guān)，其潤(rùn)滑油及壓縮空氣在未經(jīng)冷卻器之前的極限溫度不應(yīng)超過120℃。當(dāng)達(dá)到該極限溫度時(shí)，螺桿空壓機(jī)應(yīng)通過螺桿空壓機(jī)外部關(guān)聯(lián)電路的控制迫使其停機(jī)”，其主要目的為防止?jié)櫥秃拖鹉z部件長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)下降低其使用壽命，并且防止機(jī)組溫度高于潤(rùn)滑油閃點(diǎn)溫度（ANDEROL 3057M潤(rùn)滑油閃點(diǎn)260℃）存在爆燃風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過測(cè)試所有被測(cè)空壓機(jī)溫度開關(guān)動(dòng)作數(shù)值均小于120℃。
4.6.排氣溫度
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)在環(huán)境溫度約30℃條件下，空壓機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行后潤(rùn)滑油溫度平均測(cè)試值96℃，與國(guó)家鐵路產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)該型新品空壓機(jī)的測(cè)試溫度數(shù)據(jù)87.9℃比較，排氣溫度有所增加。其主要原因?yàn)椋嚎諌簷C(jī)由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，空壓機(jī)效率的降低而導(dǎo)致了發(fā)熱量有所增加，同時(shí)由于空壓機(jī)冷卻器內(nèi)部不清潔和外部被灰塵覆蓋，冷卻效果的降低從而導(dǎo)致了排氣溫度的升高。但是所有空壓機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)都滿足TB/T2710.2標(biāo)準(zhǔn)120℃的要求，證明其控溫系統(tǒng)基本正常。
4.7.噪聲
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)的噪聲聲功率符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定≤106dB(A)的要求，空壓機(jī)運(yùn)行基本正常，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成超過標(biāo)準(zhǔn)要求的噪聲污染。
4.8.壓力卸荷
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)的壓力卸荷時(shí)間，經(jīng)過測(cè)試都符合≤14s的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，空壓機(jī)仍具有防背壓保護(hù)功能，可有效的防止空壓機(jī)因?yàn)楦弑硥簡(jiǎn)?dòng)導(dǎo)致的電機(jī)燒毀或斷軸等故障。
4.9.接地電阻
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)的接地電阻測(cè)量結(jié)果，都符合≤50mΩ的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，空壓機(jī)接地導(dǎo)通良好。
4.10.絕緣電阻
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)的絕緣電阻測(cè)量結(jié)果，都符合≥100MΩ的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，空壓機(jī)絕緣良好。
4.11.啟停機(jī)正常
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)在常溫工況下，每小時(shí)啟停機(jī)次數(shù)≥30次，持續(xù)時(shí)間8h，全部機(jī)組運(yùn)行情況良好，無滲漏現(xiàn)象。
4.12.超負(fù)荷運(yùn)行
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)在1100kPa壓力下運(yùn)行4小時(shí)，全部運(yùn)行狀態(tài)良好，無部件損壞，無漏氣、漏油現(xiàn)象。
4.13.滲漏現(xiàn)象
被測(cè)6臺(tái)空壓機(jī)經(jīng)過驗(yàn)證，均不存在明顯的滲漏現(xiàn)象。
5.驗(yàn)證結(jié)論
通過對(duì)在大秦線運(yùn)行里程230萬公里以上HXD1電力機(jī)車空壓機(jī)的外觀檢查和性能測(cè)試，該狀態(tài)下空壓機(jī)的容積流量[3]發(fā)生了明顯衰減，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)車打風(fēng)時(shí)間延長(zhǎng)。并且由于潤(rùn)滑油的老化、旋轉(zhuǎn)部件的磨耗、空壓機(jī)冷卻效果的下降等原因，導(dǎo)致了空壓機(jī)在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行有發(fā)生熱保護(hù)而被迫停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)空壓機(jī)也不能在-40℃低溫條件下一次性啟動(dòng)成功，因此在特殊高低溫條件下，需先對(duì)采取措施才能正常使用。但經(jīng)過檢查和測(cè)試，該狀態(tài)下的空壓機(jī)外觀完整，無零部件缺失或者損壞，無滲漏現(xiàn)象，接地導(dǎo)通良好，絕緣電阻滿足要求，且能夠在超負(fù)荷110%排氣壓力下正常工作，因此該狀態(tài)下的空壓機(jī)在常溫下除容積流量[3]部分機(jī)組發(fā)生衰減外，其它的工作性能是良好的。
參考文獻(xiàn)
[1] TB/T 2710.2-2015 機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組技術(shù)條件第2部分：螺桿空氣壓縮機(jī)組.
[2] TB/T 2711-2015 機(jī)車、動(dòng)車組用空氣壓縮機(jī)組試驗(yàn)方法.
[3] GB/T 15487-2015 容積式壓縮機(jī)流量測(cè)定方法.
[4] GB/T 4975-2018 容積式壓縮機(jī)術(shù)語總則.
[5] GB/T 7777-2003 容積式壓縮機(jī)機(jī)械振動(dòng)測(cè)量與評(píng)價(jià).
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