V-2.4/9型空壓機(jī)常見(jiàn)故障分析及處置方法

向 健

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

目前貴溪冶煉廠鐵路編組站有五臺(tái)GKD2 型內(nèi)燃機(jī)車(chē)，每臺(tái)機(jī)車(chē)上裝有兩臺(tái)V-2.4/9 型空壓機(jī)，它為內(nèi)燃機(jī)車(chē)上的空氣制動(dòng)系統(tǒng)、控制用風(fēng)裝置、撒砂、風(fēng)喇叭等各種用風(fēng)裝置提供所需要的壓力空氣［1］。該車(chē)主要用于廠礦調(diào)車(chē)作業(yè)，調(diào)車(chē)作業(yè)過(guò)程中空壓機(jī)啟動(dòng)頻繁、泵風(fēng)時(shí)間也長(zhǎng)，同時(shí)，機(jī)車(chē)上的V-2.4/9 型空壓機(jī)使用年限都在十年以上，出現(xiàn)了不同程度的設(shè)備老化。因此，在實(shí)際運(yùn)行中，空壓機(jī)故障頻發(fā)，影響了機(jī)車(chē)的安全運(yùn)行，降低了運(yùn)輸效率。

2 V-2.4/9 型空壓機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理

V-2.4/9 型空壓機(jī)是一種四缸V 型結(jié)構(gòu)、風(fēng)冷、兩級(jí)壓縮往復(fù)活塞式空氣壓縮機(jī)［2］。氣缸頂部裝有氣缸蓋，每個(gè)氣缸蓋內(nèi)各有一個(gè)進(jìn)、排氣閥與管路連接，形成空氣壓縮系統(tǒng)。一級(jí)和二級(jí)風(fēng)缸之間連有冷卻器，用來(lái)冷卻壓縮后的空氣。V-2.4/9 型空壓機(jī)由一臺(tái)ZD319 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它通過(guò)輪胎聯(lián)軸器帶動(dòng)曲軸，兩個(gè)曲拐各帶動(dòng)兩組活塞連桿，活塞做往復(fù)性周期運(yùn)動(dòng)，使氣缸容積發(fā)生變化，從而控制進(jìn)、排氣閥的動(dòng)作，到達(dá)泵風(fēng)的目的。

3 V-2.4/9 型空壓機(jī)常見(jiàn)故障分析

從表1 可以看出自2015 年1 月-2019 年1 月V-2.4/9 型空壓機(jī)常見(jiàn)故障現(xiàn)象有：空壓機(jī)漏油、高、低壓閥起噴、泵風(fēng)量降低、空壓機(jī)異響等。

表1 V-2.4/9 型空壓機(jī)常見(jiàn)故障統(tǒng)計(jì)

3.1 空壓機(jī)漏油

V-2.4/9 型空壓機(jī)工作時(shí)，需要油脂潤(rùn)滑、冷卻其運(yùn)動(dòng)部件，油脂采用鐵路空壓機(jī)油200#。空壓機(jī)內(nèi)部油路的密封件多為橡膠材料，泵風(fēng)時(shí)油壓能到達(dá)200～400kPa，油溫為50～60℃。工作環(huán)境容易造成橡膠密封件失效，導(dǎo)致空壓機(jī)密封點(diǎn)漏油?？諌簷C(jī)漏油一方面使空壓機(jī)失去冷卻介質(zhì)造成空壓機(jī)工作溫度異常升高；另一方面，頻繁地漏油，會(huì)造成直接的經(jīng)濟(jì)損失［3］。V-2.4/9 型空壓機(jī)漏油位置多發(fā)生在端蓋、油位示窗、缸頭壓蓋、油壓表組裝連接管等處。端蓋漏油，一般是端蓋與曲軸之間70×50×8mm 的橡膠油封老化、變形。油位示窗采用塑料材質(zhì)，油溫高就容易開(kāi)裂漏油，示窗內(nèi)的O 型圈也容易被腐蝕產(chǎn)生漏油。油壓表組裝連接管采用的是直徑為8mm 的銅管，由于空壓機(jī)泵風(fēng)時(shí)的震動(dòng)和高壓油的沖擊，銅管兩頭焊接處易破損、折斷。根據(jù)上述情況，我們把原來(lái)的密封件改為優(yōu)質(zhì)耐油、耐高溫橡膠密封件，油位示窗改成了有機(jī)透明玻璃，油壓表組裝的連接管由銅管改為高壓膠管。通過(guò)上述措施后，漏油情況大為改善。

3.2 泵風(fēng)量降低

空壓機(jī)泵風(fēng)給總風(fēng)缸，為機(jī)車(chē)提供風(fēng)源，要求二級(jí)氣缸出口壓縮空氣壓力為900kPa，如果風(fēng)壓過(guò)低，會(huì)使空壓機(jī)打風(fēng)時(shí)間超長(zhǎng)，排氣溫度過(guò)高，影響空壓機(jī)的相關(guān)性能，甚至損壞空壓機(jī)。 V-2.4/9型空壓機(jī)泵風(fēng)量降低的主要原因有：活塞氣環(huán)開(kāi)口過(guò)大、空氣濾清器堵塞、管路泄漏等。

（1）活塞氣環(huán)開(kāi)口過(guò)大。在壓縮機(jī)中，活塞氣環(huán)是為氣缸工作面與活塞之間的的縫隙提供密封作用［4］。 V-2.4/9 型正常的活塞氣環(huán)開(kāi)口為03～0.5mm，一旦超過(guò)0.6mm 就起不到密封作用，會(huì)導(dǎo)致氣缸內(nèi)竄氣，從而使空壓機(jī)排風(fēng)壓力降低。這時(shí)，要檢查氣缸、測(cè)量活塞氣環(huán)，及時(shí)更換開(kāi)口尺寸過(guò)大的活塞氣環(huán)。

（2）空氣濾清器堵塞。每臺(tái)V-2.4/9 型空壓機(jī)裝有兩個(gè)紙質(zhì)濾芯的空氣濾清器，主要作用是清除進(jìn)入空壓機(jī)空氣中的灰塵和其它雜物。由于五臺(tái)GKD2 型內(nèi)燃機(jī)車(chē)經(jīng)常出入礦倉(cāng)，大量的礦粉末進(jìn)入到空壓機(jī)空氣濾清器中，縮短了紙質(zhì)濾芯的使用期限，造成空壓機(jī)進(jìn)氣不足，降低了泵風(fēng)量。所以，V-2.4/9 型空壓機(jī)在運(yùn)行中需要定期檢查濾芯狀況，一般使用600h 或者每次機(jī)車(chē)小修要更換濾芯。

（3）管路泄漏。V-2.4/9 型空壓機(jī)管路較多，各管路連接部位多采用石棉橡膠墊密封，石棉橡膠墊老化、破損是管路泄漏的主要原因。對(duì)老化的石棉橡膠墊要及時(shí)更換以免漏風(fēng)。此外，V-2.4/9 型空壓機(jī)二級(jí)風(fēng)缸的金屬軟管用卡子固定在輔助室地板上，而空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速高、振動(dòng)大，造成金屬軟管與地板摩擦力也大，軟管常常因磨損而漏風(fēng)。針對(duì)這種情況，我們?cè)诮饘佘浌芘c地板接觸面之間加裝了一層橡膠墊，效果明顯。

3.3 高、低壓閥起噴

V-2.4/9 型空壓機(jī)在中間冷卻器上安裝了低壓閥（保安閥）。用來(lái)防止因氣閥等故障，導(dǎo)致壓縮空氣壓力升高破壞鋁制的中間冷卻器。在后冷卻器上安裝了高壓閥（安全閥），當(dāng)調(diào)壓器失靈不能停止空壓機(jī)工作時(shí)，安全閥自動(dòng)起噴，防止總風(fēng)缸超壓使后冷卻器爆裂。7009 機(jī)車(chē)和7020 機(jī)車(chē)先后發(fā)生過(guò)幾次低壓閥起噴故障。通過(guò)缸頭分解檢查，都是由二級(jí)風(fēng)缸進(jìn)氣閥閥片折斷故障造成，如圖2 所示。與空壓機(jī)相比，氣閥最為敏感，其好壞直接影響到空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性［5］。因此，每次機(jī)車(chē)小修時(shí)要分解、清洗氣閥，對(duì)氣閥閥片、彈簧等易損件要重點(diǎn)檢查。

圖1 V-2.4/9 型空壓機(jī)二級(jí)風(fēng)缸進(jìn)氣閥

3.4 空壓機(jī)泵風(fēng)異音

空壓機(jī)泵風(fēng)時(shí)，如果有異音發(fā)生，要立即停止泵風(fēng)，做徹底檢查。V-2.4/9 型空壓機(jī)泵風(fēng)異音一般分為以下幾種情況：

（1）異音在氣缸蓋內(nèi)。一般多為氣閥故障，像閥片、彈簧折斷、菊花螺母或者壓蓋螺母松動(dòng)未擰緊。通常只要更換折斷的閥片、彈簧，擰緊螺母即可。

（2）異音在機(jī)體內(nèi)。連桿瓦間隙過(guò)大、潤(rùn)滑不良、連桿螺栓松動(dòng)；滾動(dòng)軸承磨損是造成機(jī)體內(nèi)異音的主要原因。此類(lèi)故障要對(duì)磨損的連桿瓦和軸承要進(jìn)行更換，松動(dòng)的連桿螺栓加以緊固。

（3）異音在氣缸內(nèi)。氣缸內(nèi)有異音可能是氣缸內(nèi)有異物、活塞環(huán)與活塞環(huán)槽側(cè)間隙大、活塞銷(xiāo)與活塞襯套間隙過(guò)大等造成。7007 機(jī)車(chē)右側(cè)V-2.4/9型空壓機(jī)泵風(fēng)時(shí)，氣缸內(nèi)發(fā)生過(guò)一次明顯異音，經(jīng)過(guò)解體檢查后，發(fā)現(xiàn)氣缸蓋內(nèi)部的灰鑄鐵氣閥座疲勞斷裂，部分氣閥座脫落后跌入氣缸內(nèi)，造成空壓機(jī)泵風(fēng)異音，如圖2 所示。此外，空壓機(jī)泵風(fēng)時(shí)，活塞的運(yùn)動(dòng)使得活塞環(huán)與活塞環(huán)槽之間發(fā)生振動(dòng)、沖擊和表面滑移，造成活塞環(huán)槽磨損［6］?；钊h(huán)槽間隙過(guò)大，泵風(fēng)時(shí)氣缸內(nèi)會(huì)產(chǎn)生異音，當(dāng)間隙值超過(guò)0.05mm，要更換活塞環(huán)。

4 結(jié)束語(yǔ)

GKD2 內(nèi)燃機(jī)車(chē)上的V-2.4/9 型空壓機(jī)工作環(huán)境惡劣，故障時(shí)有發(fā)生。除了及時(shí)正確處置故障，確?？諌簷C(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)外，在日常運(yùn)用和檢修中更要做好維護(hù)保養(yǎng)工作，保證其處于良好的技術(shù)狀態(tài)，來(lái)延長(zhǎng)V-2.4/9 型空壓機(jī)使用壽命。

圖2 V-2.4/9 空壓機(jī)氣缸蓋