项目三压缩空气供给系统检修与维护.docx
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项目三压缩空气供给系统检修与维护
项目三压缩空气供给系统检修与维护
模块1主空压机、辅助空压机的检修与维护
随着铁路动车组的上线运行的运营公里数的增加，动车组三、四级修程日益临近，在三、四级修程需对组制动系统进行全面检修与维护。
作为供风设备的主空压机、辅助空压机也需要进行分解检修。
另外，随着运行公里数的增加，主空压机、辅助空压机也会出现一些故障。
本项目以主空压机、辅助空压机的检修与维护以及故障处理为载体进行教学，使学生掌握主空压机、辅助空压机的检修与维护技能。
一、教学目标
通过教学使学生具备以下能力：
1、能按维修作业方法和维修作业标准拆装主空压机、辅助空压机各部件；
2、能检测主空压机、辅助空压机各部件尺寸，并能判断其技术状态；
3、能处理故障零部件；
4、能更换主空压机、辅助空压机各零部件和润滑油。
二、工作任务
1、分析主空压机、辅助空压机的功能、结构及组成；
2、分解主空压机、辅助空压机；
3、测量主空压机、辅助空压机并测量处理零部件；
4、组装主空压机、辅助空压机；
5、更换润滑油；
6、实验。
（一）任务一分析主空压机、辅助空压机的功能、结构及组成
通过对主空压机、辅助空压机的功能、结构及组成的分析，并完成填写下面二个表格，掌握主空压机、辅助空压机的功能、结构及组成。
1、认识主空压机。
图10-26、10-27分别为主空气压缩机实物和整体构造图，如图所示的的主空气压缩机压缩方式为往复式单动2段压缩式，驱动方式为直接驱动式，其目的是了降低噪音、减小振动、减轻重量。
气缸的排列是水平置式，其变为容积达1754L/min。
为实现低噪音，压缩机体部分安装有吸入或排气消音器；为减小振动，将气缸排列成对置式，此外再吊架处使用防振橡胶来减少传向车体的振动。
为实现轻量化，压缩机部分采用铝合金材料。
主空气压缩机由空气压缩机、三相交流电动机、联轴节、安全阀以及干燥器等构成。
主空气压缩机组成及零部件规格如表10-14所示。
表10-14主空气压缩机组成及零部件规格
项目
规格
空气压缩机部
型式
往复型单动2级压缩
气缸排列状态
水平对置4缸
气缸直径X行程X数量
高压级
62mmX65mX2缸
低压级
110mmX65X2缸
旋转速度
1420r/min
变位容积
1754L/min
排出压力
Max.880kPa
容积效率
70%以上
润滑方式
齿轮泵强迫润滑方式
冷却方式
自然空冷
电动机部
型式
3相交流、鼠笼式、4极
通风冷却方式
全封闭自冷方式
额定
额定工作时间
30分钟
额定转速
1420r/min
输出功率
12kW
额定电压
AC400V（50Hz）
缘绝等级
F级
联轴节
型式
橡胶弹性联轴节、直接连接
主空气压缩机外形见图10-26。
图10-26主空气压缩机外形见图
10.7.1.2整体构造
本机由表10-15所示的零部件构成。
主空气压缩机及干燥器、各自由专用的吊架吊着构成。
表10-15主空气压缩机部件
部件名
个数
备注
TC2000B空气压缩机
1
包括吸入过滤器，吸入消音器
电动机
1
联轴器
1
吊手
一套式
防振橡胶
一套式
图10-27主空气压缩机的构造图
如图10-27所示本装置是由压缩机和电动机、用法兰盘和机体结合后组装在内部的联轴器形成的动力传送构造。
压缩机和电动机的安装、采用通过凹窝的安装方式、不用出芯。
另外为了调整联轴器的轴方向的间隔，在安装面插入垫片。
底架主要由吊手，吊手托，防振橡胶，紧固螺栓组成，底架的安装是通过吊手托架安装于车体部的。
吊手用紧固螺栓安装在压缩机体2处和电动机侧2处，同时在吊手托处共计有4处V形的防振橡胶，防振橡胶主要是用来减轻车体侧的振动。
1，2-法兰盘；3-弹性体；4-押板；①-螺栓
图10-28连轴器结构图
如图10-28所示连轴器由电动机输出轴、用橡胶接头直接连接压缩机输入轴的有9个勾的法兰盘和镶嵌入其中的弹性体构成。
各轴端由键相结合，用防止拔出用的押板及M10螺栓进行固定。
各法兰盘通过弹性体镶嵌入其中、以图达到分解组装的简易化。
下面将重点对压缩机部结构和功能进行介绍。
（1）压缩机主体
如图10-29、10-30、10-31（图中主要零部件已标出）所示，压缩机主体主要由曲轴箱、曲柄轴（128）、低压气缸（103）、高压气缸（105）、低压活塞（94）、高压活塞（94）、连杆（80）、阀部，以及以齿轮泵为主体的润滑装置等部分组成。
1曲柄（crank）箱
为谋求轻量化，曲柄箱（128）由铝合金铸成的，底部兼做油储存缸。
曲柄箱上用M10双端螺栓（⑪）12个通过垫圈（70）安装的安装在曲柄箱上盖（40）上，在上盖上装有用于压缩机搬运用吊环螺栓（eyebolt）（12）。
②气缸
压缩机主体有高低压气缸两种，低压气缸（103）及高压气缸（105）。
裙板部的突起和曲柄箱安装部的孔眼都是｢镶嵌｣式的，气缸由四根M12双端螺栓被安装在曲轴箱上，如10-3-3所示，空气由低压气缸（右）压缩后经中间冷却系统进入高压气缸。
另外在这之间，为了防止漏油在气缸侧槽插入O型环（9）（10）。
图10-29空气压缩机组装图一
③曲柄轴
如压缩机组装图所示，曲柄轴（35）的输入侧，反对侧都由滚柱轴承（88）（13）支撑。
输入侧轴端呈锥形轴的轴端，轴端上固定联轴器盖和切断M10的螺纹。
输入是通过插入该轴端的联轴器法兰盘中的键（3）在固定于联轴器盖后被传送的。
另外，，输入侧轴承部分为防止油封引起的摩耗，在内侧安装有插入O型环（8）的套筒（76），通过轴承螺母（11），垫片（69）和轴承一起被固定。
轴承箱（89）用4个M10双端螺栓（⑪）被固定于曲柄箱，为防止向外部漏油，通过压入油封（84）的轴承盖（95）。
④活塞
如压缩机组装图所示，为使其重量相同来平衡惯性偶力，低压活塞（94）、高压活塞（100）各为铝合金制和铸铁制。
活塞上部设有3个环形槽，上部2个插入活塞环，下部1个插入油环。
活塞销（95）（101）是随活塞游动嵌入的（用木榔头轻打入的程度），两端被C形止轮（90）（96）决定位置。
图10-30空气压缩机组装图二
⑤连杆
如压缩机组装图所示，连杆（80）低压和高压段都是通用品，小端部压入有活塞支持用的衬套（83），大端部上下套有嵌式分割衬套（79）。
⑥油压泵
油压泵用4个M10双端螺栓（⑫）安装于曲柄箱，在这之间用O型环（19）密封
图10-31空气压缩机组装图三
⑦阀部
阀部采用的是低噪音类型的导阀（48）～（58）①及（59）～（69），和气缸盖（33）（34）一起由M12双端螺栓（⑮）被安装于气缸上。
另外这之间的密封通过垫圈（41）（47）（77）（78）来进行。
图10-32活塞进排气行程示意图
如图10-3-6所示，阀部的阀是细长舌形状的板阀，因为阀的升程（lift）限制一端和止挡器（stopper）一起紧密安装于阀座。
排气阀和吸入阀相同，也因为阀的升程限制，和止挡器一起固定于阀座。
活塞进入吸入行程后，气缸内的压力变为大气压（高压段时、为中间冷却器内压力）以下，通过该压力差吸入板阀压开，空气流入空气气缸内。
进入活塞压缩行程，气缸内压力变为排气口压力（低压段时、为中间冷却器内压力）以上，通过该压力差，排气板阀被押开，空气被排出。
⑧供油口及其他
曲柄箱的反输入侧安装有供油口、油面计、排油口、油过滤器，使得有关润滑的日常保养都可以一起进行。
（2）中间冷却器
1，8-带抛光圆垫圈和弹簧垫圈的六角头螺栓M10X62，9-集管座组件3，10-密封垫4，6-保护板5，7-带弹簧垫圈的六角头螺栓M10X1511-冷却管组件
图10-33中间冷却器组件
如图10-3-7所示，中间冷却器要由冷却管、集管座、保护板、密封垫圈等组成。
为提高空气压缩机效率，在从低压气缸至高压气缸的通路中设置中间冷却器，这样，低压气缸出来的高温压缩气体，经过中间冷却系统直至冷却到不发生水滴的程度。
中间冷却器通过曲柄箱下部的安装板（71）（72）（73）（74）被安装，通过连接管（42）（43）（44）（45），入口部在低压气缸盖被连接，出口部在高压气缸盖被连接。
另外密封通过O型环来进行。
中间冷却器是集管和高性能散热软管一体化构造，低压段的压缩空气冷却后送往高压段。
集管部设有安全阀（135），安全阀调整到当冷却器内压力异常上升到390kPa（4kg/cm2）会喷气，常时冷却器内压力大约为200～250kPa（2～2.5kg/cm2），排气压力为880kPa（9kg/cm2）、。
（3）吸入滤尘器和吸入消音器
1-滤尘器芯片；2-吸入式滤尘器本体组件；3-吸入式滤尘器盖组件
图10-34滤尘器组件
如图10-34所示，吸入滤尘器其主要由滤尘器本体、滤尘器盖、滤尘器芯片组成。
如图10-35所示，吸入消音器主要由消音器盖、O型密封圈、压板、吸音材料、吸音器本体等部件组成。
吸入过滤器（131）及吸入消音器（130）各用2个M12双端螺栓（⑬）安装于曲柄箱，各自通过连接管（39）被连接。
而且吸入消音器通过低压吸入管（32）连接于低压气缸盖。
吸入过滤器是将吸入过滤器元件的过滤器体内置于盖中的构造，为了保养的简易化，通过拆卸金属卡口锁可以简单地被分解。
吸入消音器通过其内部的消音材料和消音器本体来降低中高频段的噪音，另外，吸入消音器能降低从吸入口来的阀部气流
1-消音器盖组件；2-O型密封圈；3-开口销2.5X20；4-压板；5-吸音材料；6-消音器本体组件；7-弹簧垫圈M10；8-六角头螺栓M10X20-ISO
图10-35吸入消音器组件
（3）润滑装置
本机的润滑采用由齿轮泵进行的强制润滑方式，其主要是为了防止高速运转时引起的各部缼油和从降低噪音对策上考虑的。
本机的油循环路径如图10-3-10所示。
首先，曲柄箱油储存缸内的油通过100网眼的油过滤器（119）进行净化，接着经过油储存缸、曲柄箱、齿轮泵体的通道后被吸入齿轮泵的吸入口，然后在主动齿轮（22）、受齿轮（24）和齿轮泵体的间隙产生油压后被压送，通过后齿轮泵体内组装的欧氏联轴oldham（23）、轴接头（29）、经过曲柄轴后向压缩机各部供油。
另外，来自齿轮泵体的油通过齿轮泵盖（28）的油道也压送给组装于齿轮泵体内的保险阀relif（30）的头部，这样使得当油压异常上升时，油可以逃流。
该保险阀通过弹簧（20）被设定为正常油压，油压为150～390kPa（1.5～4.0kg/cm2）、油压的确认可以通过拆除齿轮泵盖设有的1/8插头（15）可以得以进行。
图10-36润滑路径
齿轮泵的驱动是通过在曲柄轴插入7×7×30平行键（14）和嵌入油封环（21）的轴接头，通过欧氏联轴向主动齿轮传导动力驱动。
该构造即使万一曲柄轴和齿轮泵体间有偏心也是可容许的。
另外，轴接头和压入曲柄轴的弹簧托架间放入弹簧（19），由于已使用欧氏联轴，主动齿轮和轴接头间不会分开。
2、认识辅助空压机
CRH2所用的ACMF2及ACMF2A辅助空气压缩机装置是在动车组运行准备时，即总风压力不足、受电弓上升时，对真空断路器（VCB）的压力空气进行供给的空气源。
辅助空气压缩机及其关联部件（如受电弓）等组成单元。
其构成单元特性如10-5所示。
表10-16辅助空气压缩机构成单元规格
辅助空气压缩机的规格
项目
规格
空气压缩机
形式
AK19
方式
一段压缩，单动，空气冷却
非线性电阻排列
V形2非线性电阻
活塞口径×行程
Ф55×20
送出压力
MAX.880kPa
回转数
1700r/min
变位容积
161.6/min
润滑方式
飞溅润滑
电动机
形式
MH117
方式
直流直巻
通风方式
全封闭，自冷形
极数
4
额定
时间额定
15min
输出
850W
电压
80V
电流
15.5A
回转数
1700r/min
绝缘种类
A级
油水分离器
方式
过滤分离
油分离性能
０．０１２ｍｇ／ｍ3（ａｔ５５℃）
冷凝水排出
操作６ｍｍ排水用球形塞门阀
加热器
１００Ｖ，７０Ｗ
干燥器
除湿方式
中空膜式
处理空气量
９０ＮＬ／min以下
处理空气压力
０～８８０ｋＰａ
入气温度
５５℃以下
除湿性能
３０％ＲＨ以下
3/4制压阀
开压力
635±10kPa
调压器
形式
Ｅ５
方式
通过半导体传感器进行空电变换的方式
输入空气压力
０～９８０ｋＰａ
电源
性能保证
ＤＣ７０～１１０Ｖ
电压
动作保证
ＤＣ６０～１１０Ｖ
输出
通过晶体三极管transistor进行无触点输出：
１ａ，１ｂ（１ａ是压力上升后变为「关」的触点）
空气压力比较水平
６００～８８０ｋＰａ内，可任意设定ＯＮ/ＯＦＦ压力
VM31-1电磁阀
型名
VM31-1
形式
ＯＮ
额定电压
ＤＣ１００Ｖ
通道数量
3
线圈电阻值
９７０Ω
通气容量（孔板orifice换算口径）
Ф２．２ｍｍ
排气容量（孔板orifice换算口径）
Ф２．２ｍｍ
质量
１．２ｋｇ
图10-37ACMF2A辅助空气压缩机原理图（2号车用）
图10-38ACMF2辅助空气压缩机原理图（4、6号车用）
任务二分解空压机
1. 活塞销的拔取
2. 活塞环、油环的拔取
边使夹具按活塞圆周方向移动、边将环向上方移动后取出。
用强力使环向上或向下方向移动、都会使环折损、所以要加以注意。
3. 取出轴承螺母、垫片。
4. 取出套筒、Ｏ形环。
套筒要利用拔取用的切口来进行抜取。
5. 拆除油封
油封分解后、就不能再次使用。
6轴承箱、轴承外环的拆卸
7. 曲柄轴、轴承内环的拆卸
8. 曲柄箱、轴承的拆卸
辅助工具
任务三组装空压机
按图13-4-3-6所示流程进行。
该图省略了清洗、保养、简单的组装方法等内容。
以下显示了组装时的要点。
1. 将滚柱轴承热压到曲柄轴上。
热压时的油温为120℃。
2. 轴承箱内压入滚柱轴承外环。
将油封压入轴承盖。
压入时、注意不要损伤油封的橡胶材料。
4. 向曲柄轴插入套筒、Ｏ形环。
注意不要损伤Ｏ形环。
5. 用轴承螺母及垫片将滚柱轴承及套筒固定。
6. 将滚柱轴承外环压入曲柄箱。
7. 把曲柄轴插入曲柄箱。
8. 将轴接头、曲柄轴和键进行键配装。
使键和曲柄轴槽之间有0.01～0.02的过盈量。
用手确认键和接头槽是否配合良好。
插入接头前、在轴上要薄涂一层二硫化钼润滑剂。
9. 进行齿轮泵盖和释放阀的配研。
配研作业在混合碳化硅#800（carborundum）和动作油后进行。
10. 将组装齿轮泵组装到曲柄箱。
组装时、注意不要让弹簧、轴接头、键脱落。
组装结束后、转动曲柄轴、以确认齿轮转动。
11. 确认连杆衬套和曲柄轴的配合状态。
连杆要用紧固力矩250kg-cm来紧固、确认曲柄轴能否顺利回转。
连杆和帽子进行组装时要对齐刻印面。
12. 给活塞组装活塞环、油环。
在确认活塞的槽和活塞环、油环能否顺畅动作的基础上、把刻印侧朝上进行组装。
13. 给活塞组装活塞销。
14. 把气缸、活塞及连杆组装于曲柄箱。
测定活塞顶面和气缸端面的顶部间隙（topclearance）。
顶部间隙由气缸起有0.35～0.05mm的进入量。
15. 把阀气缸盖组装于气缸。
16. 各种螺栓（上述、无特别记述部分）按照下表的紧固力矩进行紧固。
任务四更换润滑油
1．检修保养周期
（1）定期更换润滑油
每运行60万公里或每24个月必须更换润滑油。
（2）初期更换润滑油
初期使用新压缩机时，存在各部的初期摩擦，润滑油会出现早期劣化初期更换，应在压缩机运转开始150小时后实施。
2．更换、补充润滑油，更换润滑油基准见表3—31。
（1）要求；
因此必须进行
首先卸下位于曲轴箱正面的给油盖，然后通过位于同一面的油面计确认油位，同时给
给油量以油面计MAX线为标准，初期给油量为约4．5L。
若需达到油面计MAX～MIN线，需要约2．5L。
（2）更换润滑油要点：
1）油面高度不能超过油面计MAX线。
2）不能混用不同品牌的润滑油。
3）更换润滑油时，应从曲轴箱正面的捧油管捧出剩余的润滑油，并清洗曲轴箱、清扫滤油器，然后加入新的润滑油。
4）润滑油应使用粘着等级ISOVGl00压缩机专用油。
指定润滑油为Mobil生产的Rarus827润滑油。
5）运用期间，对混入润滑油井堆积在储油器内底部的冷凝水需适时排放。
排放时，
可拧松曲轴箱的排放管，此时应注意润滑油也会随着冷凝水一起排放（应监控油面计考虑
适当补油）。
表3-31更换润滑油基准
3．注意事项
（1）确认吸入式滤尘器盖等的挂钩及各部安装零件是否存在松驰。
（2）维护作业须在压缩机停止后约2小时后进行。
否则有可能接触高温部，导致烫伤．
（3）进行维护作业时，要在稳定的场所进行作业，避免部件掉落导致受伤、故障。
（4）取下吸入式滤尘器过滤器时，要使用防尘眼镜、防尘口罩。
粉尘等有可能进入眼睛、嘴等，造成人身伤害。
（5）润滑油必须使用规定的润滑油或与此同等的润滑油井定期更换。
润滑油劣化、润滑不良有可能因电动机电流过大而引起烧损及发热，最终导致火灾。
（6）压缩机停止后，约2小时以后才可打开捧油口，防止润滑油温度过高导致烫伤。
（7）更换密封垫时、剩下密封垫时、使用锐利的刀具时，注意防止划伤。
任务五实验
一、技术规格
空气压缩机技术规格见表6-11所示
二、试验准备
（一）安装油压计；
（二）在中间冷却器上安装压力计；
（三）加润滑油至油位计的MAX线；
（四）确认电动机的绝缘状况。
参考值；绝缘电阻1000V的兆欧表，要在50MQ以上（运转之前）
三、磨合运转及溢漏油试验
磨合运转及溢漏油试验在组装过程中，安装气缸盖之前测定．
（一）磨合运转
在将缸盖从压缩机组件拆除的状态下，低速运转（100—200r／min），连续运转5min
后，确认各部。
规格：
各部无漏油、油压上升、无异音、无异常升温。
（二）溢漏油试验
在将缸盖从压缩机组件拆除的状态下，按照额定速度连续运转30分钟，确认缸体项面的溢漏油情况。
规格：
30分钟内缸体上没有油滴下。
四、性船试验
按图6-7连接方法连接到试验用的风缸、各种仪表和塞门等装置后再进行以下试验项目。
（一）负荷温度上升试验
各部温度和基准周围温度的差要在土5℃以内时开始，基准周围温度的测定，要在对压缩机的温度不会产生影响的地方进行。
在下列条件下，每10分钟分别对电动机电压、电流、旋转速度、各部温度进行测定．使用激光式温度计进行测量。
条件：
负荷压力：
885kPa
电动机外加电压：
AC400V（50Hz）
30分连续运转
规格：
30分运转后的热机状态下
1．电动机旋转速度要在1420rpm的范围内；
2．各部温度上升值要在表6-12中的值以下。
注：
油温与定子线圈是在运转前及运转后测定，定子线囤根据计算式计算。
（二）油压试验
下列条件下，每10分钟测定一次油压。
条件：
负荷压力，885kPa
电动机外加电压；ACA00V（50Hz）
30分连续运转
规格：
油压范围为145kPa～390kPa。
（三）容积效率试验
用充填法测定。
吸入空气的温度、要在离吸气口10crn以内的地点测定。
条件：
负荷压力：
885kPa
电动机外加电压；AC400V（50Hz）
规格；要在68％以上（热机状态时）
（四）绝缘试验
进行电动机的绝缘试验。
1．绝缘电阻试验
用1000V的兆欧表测定绝缘电阻。
规格：
10兆欧姆以上。
2．绝缘耐压试验
规格：
施加1800V（50Hz）1分钟，无异常。
（五）泄漏试验
1．调查各部的泄漏情况，见图6．9所示。
规格：
涂压缩机使用油，用目测的方法确认无泄漏。
2．阀的泄漏试验
（1）负荷储气器的压力上升到900kPa以上并停止，确认泄漏储气器的压力在885kPa以上。
（2）泄漏储气器的压力下降到885kPa时开始，确认在额定时间内泄漏储气器的压力下降。
规格：
1分钟内75kPa以下。
（3）负荷压力885kPa下，运转、停止连续操作3次、确认停止时的中间冷却器内压力的衰减。
规格：
1分钟内无压力上升
（六）起动试验
条件：
起动时的负荷压力：
0kPa
外加电压：
AC360V（50Hz）；
起动方式：
直接起动。
规格：
在上述条件下起动，各部无异常情况下，达到运转状态
（七）重复起动试验
条件：
起动时的负荷压力：
OkPa；
外加电压：
AC360V（50Hz）：
起动方式：
直接起动。
在上述条件下，以2分钟为间隔共进行5次重复起动。
但再起动时的负荷压力减小至符合上述条件时才可再起动。
规格；各部无异常情况下，达到运转状态
（八）失速试验
在额定状态下运转，将外加电压慢慢地下降，测定电动机失速时的电压。
负荷压力要维持在额定压力。
规格；不足360V
1．以从试验装置高电压侧能测定的最低电压无法失速时，停止运转，负荷储气器的压力为0kPa。
2．将外加电压转换为低电压侧，以从低电压侧能测定的最高电压再起动．
3．使负荷储气器的压力上升至额定压力，重新开始试验。
五、试验终了后
（一）排清润滑油、并要清洗曲轴箱、油槽的内部。
（二）将在泄漏试验中涂的压缩机油擦拭。
（装置要充分凉透）
（三）卸下油压计、压力计、在油压计、压力计上拧入管塞、安全阀。
（四）在排出口设置保护盖（塑料盖）。
（五）确认各部分均如图面要求组装无误。
【知识拓展】
一、维修的定义和目的
维修是对工程机械维护和维修的简称。
维护是为了保持、延长或改善提高工程机械性能而实施的技术活动；修理则是为了恢复或改进提高工程机械原有性能而实施的技术活动。
其目的是了保持、延长或改善提高工程机械性能。
因此，维修空压机就是通过维修其零部件从而恢复空压机的机械性能。
二、什么是故障
1、故障（失效）的定义：
“产品丧失规定的功能。
对可修复产品通常也称为故障。
”
2、丧失规定的功能的内涵：
（1）产品发生破坏性故障，使其无法工作，因而丧失其功能；
（2）产品尚能工作，但有一个或几个性能参数达不到规定要；
（3）因操作失误而造成产品功能丧失；
（4）由于环境应力变化，导致功能丧失
因此，空压机发生故障就是某零部件失去了功能，而我们维修就是恢复其功能。
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