德式电力机车空气压缩机改造.pdf

技术改造与改进 技术改造与改进 第3 3 卷2 0 1 5 年第3 期( 总第 1 7 7 期) 德式电力机车空气压缩机改造 赵世强 ( 本钢运输部机动科本溪1 1 7 0 0 0 ) 【 摘要】 介绍了应用S C R 2 0 - 1 0 T型工矿 电力机车专用螺杆式空压机替代 z 一 1 8 8 型往复活塞式空压 机， 以解决E L 1 、 E L 2 型电力机车空气压缩机缺陷的具体方案。 【 关键词】 活塞式空压机 螺杆式空压机 电力机车 M o d i fic a t i o n o f t h e Ai r Co mp r e s s o r f o r Ge r ma n y Ty p e El e c t r i c Lo c o mo t i v e ZHAO S hi q i a n g ( Ma c h i n e r y a n d P o w e r D i v i s i o n o f B e n s t e e l T r a n s p o r t a t i o n D e p a r t me n t ， B e n x i 1 1 7 0 0 0 ) 【 A b s t r a c t I n t r o d u c e t h e a p p l i c a t i o n o f S C R 2 0 一 l O T s c r e w a i r c o m p r e s s o r f o r i n d u s t ri a l m i n e e l e c t r i c l o c o mo t i v e w h i c h r e p l a c e d t h e Z 一1 8 8 p i s t o n a i r c o mp r e s s o r De s c r i b e t h e s p e c i f i c p l a n f o r s o l v i n g t h e d e f e c t e x i s t i n g i n t h e a i r c o mp r e s s o r u s e d f o r E L1 a n d EL 2 e l e c t r i c l o c o mo t i v e 【 K e y w o r d s l P i s t o n a i r c o m p r e s s o r ， s c r e w a ir c o m p r e s s o r ， e l e c t r i c l o c o m o t i v e 本钢运输部承担着本钢厂区内的原材料及产 品运输任务， 运输部共有电力机车2 6 台， 其中德式 机车2 4 台， 型号为E L ， E 两种。该电力机车原设 计选用的 Z 一 1 8 8 型往复活塞式空气压缩机是列车 制动、 卸车、 电气控制的动力风源， 是电力机车的 核心部件。在长期的机车使用与检修实践中发 现， Z 一 1 8 8 型空气压缩机存在制造精度低， 冷却效 果差 ， 机体温度高， 润滑油泄露严重等缺陷， 易发 生活塞、 阀件、 管路等部位积碳 ， 甚至拉缸 、 断曲 轴、 烧直流电动机等事故。而且由于内漏和积碳， 压缩空气中含有的大量油污 ， 严重影响电磁阀正 常动作 ， 加速电磁阀损坏。 z 一 1 8 8 型空压机 的这些缺点 ， 严重影响 了电 力机车的运用效率。统计显示z 一 1 8 8 型空压机 故 障及其连带 的Z Q D 一 1 5型直 流电动机故障约 占 电力机车总故障的3 5 一 4 0 ， 明显高于电力机车 主电动机等其他故障， 是影响电力机车开动率， 困 扰铁路运输生产的一个主要问题。2 0 1 2 年决定采 用 上 海 斯 可 络 压 缩 机 有 限 公 司 研 发 的 S C R 2 0 1 0 T型工矿电力机车专用螺杆式空压机 代替z 一 1 8 8 型往复活塞式空压机， 取得了较好的 实际运用效果。 1 空压机改造方案 为解决Z 一 1 8 8 型活塞式空压机使用中存在的 缺陷 ， 提高E L ， ， E I J2 型电力机车运行效率， 通过市 场调研 、 考察 比较 ， 最终选用了S C R 2 0 1 0 T型工矿 电力机车专用螺杆式空气压缩机 。因为其使用性 能完全可以满足E L ， ， E L 2 型电力机车的工作要求。 2 螺杆式空压机简介 2 1 螺杆式空压机 工作原理 S C R 2 0 1 0 T 型空气压缩机为双螺杆空气压缩 机 ， 其主机平行配置一对相互啮合的螺旋形转子， 节 圆外具有 凸齿 的转子称为 阳转子 ， 具有 凹齿的 转 子称 为阴转子 。在 电机驱动下 ， 阳转子带动阴 转子旋转。 螺杆式 空压 机有吸气 、 压缩 和排气三个 工作 过程。在吸气过程中， 转子齿的一端逐渐脱离啮 合而形成具有一定真空度的齿间容积 ， 并与吸气 口连通进行进气过程。随着转子的旋转 ， 阳转子 的齿不 断从 阴转子 的齿槽 中脱离 出来 ， 齿间容积 不断扩大， 形成一定的真空度， 在压差作用下从吸 气 口吸人的气体不断增加 ， 直至达到最大值， 并在 栏目编辑： 王先强 一 1 一 第3 3 卷2 0 1 5 年第3 期( 总第 1 7 7 期) 技术改造与改进 此位置上齿间容积与吸气口断开， 结束吸气过程， 随着转子继续旋转 ， 齿间容积不断减小， 其内存的 气体压力逐渐升高， 实现气体的压缩过程。压缩 过程一直持续到齿 间容积与排气 口连通 为止 。转 子继续旋转 ， 齿间容积继续进一步缩小， 高压气体 逐 渐通 过排 气 口被排出 ， 直 至封闭的齿 间容积变 为零。然后再重复下一个新 的工作循环。 2 2螺杆式空压机优点 S C R 2 0 1 0 T型螺杆式空压机具有制造精度 高， 安全可靠， 耐用性能好的优点 ， 机组重量轻， 振 动小 ， 噪音低， 故障少， 保养周期长。 S C R 2 0 1 0 T型螺杆式空压机主机系统设计独 特 ， 螺杆采用最新设计 的5 ： 6 非对称齿形 ， 由“ 带” 状密封优化到“ 线” 状密封 ， 极大地减少 了内部 的 三角形泄漏， 泄漏量是普通工业压缩机的1 1 0 。阴 阳转子通过油膜间接接触， 互不磨损 ， 可持久 、 安 全地运转， 并具有极高的容积效率。 S C R 2 0 1 0 T型螺杆式空压 机主机密封方式可 靠 ， 双唇式密封为其主要密封， 外层为防尘密封。 主机还设计有油回路系统， 使少量渗过主密封的 润滑油 ， 在压差作用下可通过此油回路系统回到 主机油路吸入端， 确保主机能够在无泄漏的情况 下持久地运转。 2 - 3 空压机主要技术参数 主要技术参数 ： 环境温度 ： 一 2 5 o C + 7 0 o C； 环境湿度 ： 8 0 ； 海拔高度 ： 2 1 0 0 m； 额定排气压力 ： 1 0 MP a ； 排气量： 1 8 m m i n ； 额定功率 ： 1 5 k W； 额定电流 ： 1 4 A； 主机转速 ： 2 8 0 0 r m i n ； 冷却方式 ： 主机油循环风冷 ； 外形尺寸( 长 宽 高) ： 1 6 0 0 m m6 1 0 m m 71 0 mm。 2 4改造 实施 方案 由于德式电力机车原设计驱动Z 一 1 8 8 型活塞 式空压机的Z Q D 一 1 5 型直流电动机的技术参数与 螺杆空压机可以匹配， 因此我们仍然保留Z Q D 一 1 5 型直流电机作为螺杆空压机的动力。将空压机与 直流电机仍整体安装在同一机座上， 仅将原设计 的直流电机与空压机间齿轮传动改为联轴器传 一 2 一 动。由于螺杆空压机工作方式为单级压缩， 故拆 除电力机车上原有的一级低压管路， 将螺杆式空 压机压缩空气输 出管用耐高 压 、 耐振动 的金 属软 管直接接人原来 的二级高压 管路 ， 从 而简化 了空 压机管路 。S C R 2 0 1 0 T型螺杆空压机设计有温控 保护开关， 将其串接在Z Q D 一 1 5 型直流电动机低压 控制线路中即可起到有效的保护作用。 3 改造效果 3 1 外观效果 机器的外观美观、 小巧、 零件少、 做工精 良。 3 I 2 安装过 程 安装简单 ， 对原有 的管路 、 安装位置无须进行 较大的改动 ， 就可以直接 吊装。 3 3 维护及检修 该 空压机 不须要修理 ， 只要进行正常 的维护 保养， 正常的维护保养的周期较长， 而每次的维护 保养所需的时间少 ( 3台机组 1 人 2 h内轻松完成) ， 因此大大的减少检修工的工作量 。保养所需 的成 本低， 每次保养的零件少( 只须保养空滤 、 油滤、 油 ) 。 3 - 4启 动 效果 启动电流低、 运转电流平稳 。 3 5司乘人 员环境 空压机没有漏油的现象。机械室干净 ， 噪 音低 。 4结语 通过E L ， E 型电力机车空压机改造实践， 并 经过长期 的运行体会 ， S C R 2 0 1 0 T型螺杆式空压 机噪音低 ， 振动小， 泵气快 ， 运转平稳 ， 故障少， 对 Z Q D 一 1 5型直流 电动 机影响小 。同时 S C R 2 0 1 0 T 型螺杆式空压机的运用还彻底解决 了原z 一 1 8 8 型 空压 机漏 油 ， 导致机 械室 和压缩 空气受污染的难 题 ， 大幅度减少了工人的维护保养工作量 ， 节省了 成本费用， 提高了设备运转效率， 是个一举两得收 效显著的技术改造项目。 目前 ， 本钢运输部已改造德式电机车压缩机 8 台， 经过近二年运行 ， 没有发生大的故障， 取得了 非常好的效果， 有效的避免了因压缩机故障而造 成机车运行事故 ， 为本钢铁路运输保产创造 了 条件。 ( 2 0 1 5 - 0 4 - 2 4 收稿 )