轨道交通机车用大排量无油活塞空压机和空气压缩方法技术

本发明专利技术提供了一种轨道交通机车用大排量无油活塞空压机和空气压缩方法，包括电动机和通过联轴器与电动机连接的空压机体，还包括设置在连接电动机与空压机体的联轴器上的离心风机通风装置。离心风机通风装置包括离心风机、轴承端盖和扩散器，离心风机包括蜗壳和设置在蜗壳内部的叶轮；轴承端盖设置在空压机体和蜗壳的吸气口之间，包括机头连接法兰、蜗壳连接法兰和固定连接在机头连接法兰与蜗壳连接法兰之间的进气格栅。空压机体包括进气装置、气缸组件、曲轴组件和连杆组件。本发明专利技术将无油活塞空压机运用在轨道交通机车上，充分利用了无油活塞空压机的优势，保证了压缩气体的纯净度，降低了隐患。并将无油活塞空压机的劣势进行了创造性的改进。

Large displacement oil free piston air compressor and air compression method for rail transit locomotive

The present invention provides oil free piston air compressor and air compression method with large displacement of a railway locomotive, including motor and motor coupling and connected by the air compressor body, which are arranged on the connecting centrifugal fan motor and compressor body coupling device. The centrifugal fan device comprises a centrifugal fan, bearing cover and diffuser, centrifugal fan includes an impeller volute and arranged in the volute; the bearing end cover is arranged between the air pressure and the body of the volute suction head, including connecting flange, casing connection flange and fixedly connected with the head of the connecting flange and the connecting flange between the volute the grille. The air pressure body comprises an air inlet device, a cylinder assembly, a crankshaft assembly and a connecting rod assembly. The oil free piston air compressor is applied to the rail traffic locomotive, the advantages of the oil free piston air compressor are fully utilized, the purity of the compressed gas is ensured, and the hidden danger is reduced. The disadvantage of oil-free piston air compressor is improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轨道交通机车用的空压机和空气压缩方法，具体地说是一种轨道交通机车用大排量无油活塞空压机和空气压缩方法。
技术介绍
无油空压机在轨道交通机车中起到了一个至关重要的作用，其通常为轨道交通机车提供气动系统，通过气动系统来操作轨道车辆的制动器。目前，轨道交通机车的空压机多数采用喷油螺杆压缩机，空压机体的运转是由电动机通过联轴器直接驱动的，其安装工艺较为简单，但是喷油螺杆压缩机中存在的排气含油的故障隐患和润滑油乳化的可能性，使得压缩机中的螺杆、轴承等转动部件的润滑油膜强度易受破坏，其中的润滑油成分会随压缩空气进入列车制动系统，给行车带来安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种轨道交通机车用大排量无油活塞空压机和空气压缩方法，以解决现有的轨道交通机车用空压机中存在的压缩空气中由于混有润滑油成分而导致给行车带来安全隐患的问题。本专利技术是这样实现的：一种轨道交通机车用大排量无油活塞空压机，包括电动机和通过联轴器与电动机连接的空压机体，还包括设置在连接所述电动机与所述空压机体的联轴器上的离心风机通风装置；所述离心风机通风装置包括离心风机、轴承端盖和扩散器；所述离心风机包括蜗壳和设置在所述蜗壳内部的叶轮，所述叶轮固定套设在联轴器上，所述叶轮包括环形前盘、环形后盘和均匀设置在所述前盘和所述后盘之间的外圆周处的多片叶片，所述前盘和所述后盘顺着气流的方向依次放置，在所述后盘的中心孔处设置有用于连接所述叶轮与电动机主轴的风机法兰，在所述风机法兰与电动机主轴之间设置有用于实现所述风机法兰与电动机主轴之间过盈配合的胀紧套；所述蜗壳的吸气口朝向所述空压机体，所述叶片的外侧延线的切线与圆周方向切线的夹角小于13°；所述轴承端盖设置在空压机体和所述蜗壳的吸气口之间，包括机头连接法兰、蜗壳连接法兰和固定连接在所述机头连接法兰与所述蜗壳连接法兰之间的进气格栅，所述轴承端盖的所述机头连接法兰、所述蜗壳连接法兰和所述进气格栅为一体铸造结构；所述扩散器固定连接在所述蜗壳的排气口处，在所述扩散器的出口处设置有冷却器；所述空压机体包括：进气装置，包括曲轴箱、空气过滤器和进气管组，所述空气过滤器设置在所述曲轴箱的侧面上且与所述曲轴箱连通，所述进气管组包括两条进气管路；气缸组件，包括固定设置在所述曲轴箱上的两个一级气缸和一个二级气缸，每个气缸均包括气缸体、对应设置在所述气缸体顶端的气缸盖和设置在每个所述气缸体内部的活塞，所述一级气缸通过所述进气管路与所述曲轴箱连通；所述气缸盖包括气缸进气口、气缸排气口、吸气腔和排气腔，所述气缸进气口与所述吸气腔连通，所述气缸排气口与所述排气腔连通，所述吸气腔和所述排气腔均为设置在所述气缸盖的内部的以所述气缸盖的中心轴线为中心轴线的环形内腔，所述排气腔环绕于所述吸气腔外；曲轴组件，设置在所述曲轴箱内部的中心轴线处，包括设置在所述曲轴箱内部的中心轴线处的曲轴和设置在所述曲轴上的由所述曲轴的两端向中心依次设置的主轴颈、过渡轴颈、副平衡块、连杆轴颈和主平衡块，所述曲轴设置为阶梯状曲轴，所述主轴颈、所述过渡轴颈和所述连杆轴颈均不同轴，所述连杆轴颈包括双连杆轴颈和单连杆轴颈；所述主平衡块包括用来平衡所述曲轴、轴承和连杆的两个重量不同的主平衡块，所述副平衡块包括用来平衡活塞和连杆的两个尺寸相同的副平衡块；以及连杆组件，设置在所述连杆轴颈上，包括两个一级连杆和一个二级连杆，其中一个所述一级连杆设置在所述单连杆轴颈上，另一个所述一级连杆和所述二级连杆设置在所述双连杆轴颈上，所述连杆与所述活塞一一对应连接；所述一级连杆和所述二级连杆均包括连杆小头、连杆大头和连杆杆身，所述连杆大头和所述连杆小头分别设置在所述连杆杆身的两端，在所述连杆大头的内部设置有连杆轴承，所述连杆大头设置为分体式结构，其剖分面设置为斜分式剖分面；所述曲轴组件和所述连杆组件均设置在所述曲轴箱内。所述气缸体和所述活塞之间的减磨处理工艺包括在所述活塞的外表面进行润滑处理和在所述气缸体的内表面的进行硬化处理和光洁处理。在所述吸气腔的顶面、所述排气腔的顶面和所述排气腔的外环侧面均涂覆有吸噪涂层。所述空气过滤器采用板壳式空气过滤器，设置在所述曲轴箱的侧面上，与所述曲轴箱连通，包括壳体和设置于所述壳体内部的用于过滤空气的滤芯，在所述壳体的与所述曲轴箱连通的一侧设置有与所述曲轴箱连通的出气口，在所述出气口的相对侧设置有进气口。所述曲轴组件中的所述主轴颈设置在所述曲轴的两端；所述连杆轴颈设置在两个所述主轴颈之间，所述双连杆轴颈的轴线与所述单连杆轴颈的中心轴线平行设置在所述主轴颈的中心轴线的两侧所述主平衡块设置在所述双连杆轴颈和所述单连杆轴颈之间，所述副平衡块设置在所述连杆轴颈的外侧；所述过渡轴颈设置在所述主轴颈和所述副平衡块之间，两个所述过渡轴颈的中心轴线平行设置在所述主轴颈的中心轴线的两侧，且所述过渡轴颈的中心轴线设置在所述主轴颈中心轴线和所述连杆轴颈中心轴线之间。所述叶轮包括环形前盘、环形后盘和均匀设置在所述前盘和所述后盘之间的外圆周处的多片叶片，所述前盘和所述后盘顺着气流的方向依次放置，在所述后盘的中心孔处设置有用于连接所述叶轮与电动机主轴的风机法兰，在所述风机法兰与电动机主轴之间设置有用于实现所述风机法兰与电动机主轴之间过盈配合的胀紧套。在所述空气过滤器的出气口与所述曲轴箱之间设置有进气法兰，所述空气过滤器的出气口通过所述进气法兰与所述曲轴箱连通。所述气缸盖的所述排气腔的内环侧面的顶端高于其外环侧面的顶端。所述进气格栅的结构是由多片连接肋板围成锥筒状格栅，所述圆锥状格栅的中心轴线与所述机头连接法兰的中心轴线重合。一种轨道交通机车用大排量无油活塞空压机的空气压缩方法，包括如下步骤：（1）将预装有风机法兰的离心风机固定在电动机驱动端端面上，叶轮的后盘靠近电动机端，将风机法兰套装在电动机主轴的轴伸上，并用胀紧套将固定装有风机法兰的叶轮固定设置在电动机主轴的轴肩处，完成后将电动机主轴和空压机体的主轴轴对中，满足公差要求后用联轴器联接，最后用轴承端盖将离心风机与空压机体固定连接，离心风机设置在电动机与空压机体之间；（2）将曲轴箱的进气口与空气过滤器的排气口连通，设置进气管路使曲轴箱的排气口与一级气缸的气缸盖上设置的汽缸进气口连通，由此使来自空气过滤器的气体经行曲轴箱进入气缸盖；（3）开启电动机，在电动机的驱动下，曲轴组件同步运转，同时离心风机随着电动机主轴运转以对冷却器进行吹风冷却，冷却气流的流动路线为：冷却气流从进气格栅进入蜗壳，在旋转叶轮的带动下由蜗壳的排气口径向流出以对冷却器吹风冷却；曲轴组件随电动机运转时，带动连杆组件及与其对应的活塞进行往复运动，往复运动的活塞和气缸组成容积不断变化的空间引导空气压缩机不断地从进气系统吸入空气并从气缸排气口排出压缩空气，其中进气过程和排气过程所产生的噪音在优化设计的气缸盖的作用下被消除抑制。本专利技术包括电动机、空压机体和离心通风装置，电动机和空压机体通过联轴器连接在一起，将离心风机通风装置巧妙地设置在连接电动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道交通机车用大排量无油活塞空压机，包括电动机和通过联轴器与电动机连接的空压机体，其特征在于，还包括设置在连接所述电动机与所述空压机体的联轴器上的离心风机通风装置；所述离心风机通风装置包括离心风机、轴承端盖和扩散器；所述离心风机包括蜗壳和设置在所述蜗壳内部的叶轮，所述叶轮固定套设在联轴器上，所述叶轮包括环形前盘、环形后盘和均匀设置在所述前盘和所述后盘之间的外圆周处的多片叶片，所述前盘和所述后盘顺着气流的方向依次放置，在所述后盘的中心孔处设置有用于连接所述叶轮与电动机主轴的风机法兰，在所述风机法兰与电动机主轴之间设置有用于实现所述风机法兰与电动机主轴之间过盈配合的胀紧套；所述蜗壳的吸气口朝向所述空压机体，所述叶片的外侧延线的切线与圆周方向切线的夹角小于13°；所述轴承端盖设置在空压机体和所述蜗壳的吸气口之间，包括机头连接法兰、蜗壳连接法兰和固定连接在所述机头连接法兰与所述蜗壳连接法兰之间的进气格栅，所述轴承端盖为一体铸造结构；所述扩散器固定连接在所述蜗壳的排气口处，在所述扩散器的出口处设置有冷却器； 所述空压机体包括：进气装置，包括曲轴箱、空气过滤器和进气管组，所述空气过滤器设置在所述曲轴箱的侧面上且与所述曲轴箱连通，所述进气管组包括两条进气管路；气缸组件，包括固定设置在所述曲轴箱上的两个一级气缸和一个二级气缸，每个气缸均包括气缸体、对应设置在所述气缸体顶端的气缸盖和设置在每个所述气缸体内部的活塞，所述一级气缸通过所述进气管路与所述曲轴箱连通；所述气缸盖包括气缸进气口、气缸排气口、吸气腔和排气腔，所述气缸进气口与所述吸气腔连通，所述气缸排气口与所述排气腔连通，所述吸气腔和所述排气腔均为设置在所述气缸盖的内部的以所述气缸盖的中心轴线为中心轴线的环形内腔，所述排气腔环绕于所述吸气腔外；曲轴组件，设置在所述曲轴箱内部的中心轴线处，包括设置在所述曲轴箱内部的中心轴线处的曲轴和设置在所述曲轴上的由所述曲轴的两端向中心依次设置的主轴颈、过渡轴颈、副平衡块、连杆轴颈和主平衡块，所述曲轴设置为阶梯状曲轴，所述主轴颈、所述过渡轴颈和所述连杆轴颈均不同轴，所述连杆轴颈包括双连杆轴颈和单连杆轴颈；所述主平衡块包括用来平衡所述曲轴、轴承和连杆的两个重量不同的主平衡块，所述副平衡块包括用来平衡活塞和连杆的两个尺寸相同的副平衡块；以及连杆组件，设置在所述连杆轴颈上，包括两个一级连杆和一个二级连杆，其中一个所述一级连杆设置在所述单连杆轴颈上，另一个所述一级连杆和所述二级连杆设置在所述双连杆轴颈上，所述连杆与所述活塞一一对应连接；所述一级连杆和所述二级连杆均包括连杆小头、连杆大头和连杆杆身，所述连杆大头和所述连杆小头分别设置在所述连杆杆身的两端，在所述连杆大头的内部设置有连杆轴承，所述连杆大头设置为分体式结构，其剖分面设置为斜分式剖分面；所述曲轴组件和所述连杆组件均设置在所述曲轴箱内。...

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通机车用大排量无油活塞空压机，包括电动机和通过联轴器与电动机连接的空压机体，其特征在于，还包括设置在连接所述电动机与所述空压机体的联轴器上的离心风机通风装置；
所述离心风机通风装置包括离心风机、轴承端盖和扩散器；所述离心风机包括蜗壳和设置在所述蜗壳内部的叶轮，所述叶轮固定套设在联轴器上，所述叶轮包括环形前盘、环形后盘和均匀设置在所述前盘和所述后盘之间的外圆周处的多片叶片，所述前盘和所述后盘顺着气流的方向依次放置，在所述后盘的中心孔处设置有用于连接所述叶轮与电动机主轴的风机法兰，在所述风机法兰与电动机主轴之间设置有用于实现所述风机法兰与电动机主轴之间过盈配合的胀紧套；所述蜗壳的吸气口朝向所述空压机体，所述叶片的外侧延线的切线与圆周方向切线的夹角小于13°；所述轴承端盖设置在空压机体和所述蜗壳的吸气口之间，包括机头连接法兰、蜗壳连接法兰和固定连接在所述机头连接法兰与所述蜗壳连接法兰之间的进气格栅，所述轴承端盖为一体铸造结构；所述扩散器固定连接在所述蜗壳的排气口处，在所述扩散器的出口处设置有冷却器；
所述空压机体包括：
进气装置，包括曲轴箱、空气过滤器和进气管组，所述空气过滤器设置在所述曲轴箱的侧面上且与所述曲轴箱连通，所述进气管组包括两条进气管路；
气缸组件，包括固定设置在所述曲轴箱上的两个一级气缸和一个二级气缸，每个气缸均包括气缸体、对应设置在所述气缸体顶端的气缸盖和设置在每个所述气缸体内部的活塞，所述一级气缸通过所述进气管路与所述曲轴箱连通；所述气缸盖包括气缸进气口、气缸排气口、吸气腔和排气腔，所述气缸进气口与所述吸气腔连通，所述气缸排气口与所述排气腔连通，所述吸气腔和所述排气腔均为设置在所述气缸盖的内部的以所述气缸盖的中心轴线为中心轴线的环形内腔，所述排气腔环绕于所述吸气腔外；
曲轴组件，设置在所述曲轴箱内部的中心轴线处，包括设置在所述曲轴箱内部的中心轴线处的曲轴和设置在所述曲轴上的由所述曲轴的两端向中心依次设置的主轴颈、过渡轴颈、副平衡块、连杆轴颈和主平衡块，所述曲轴设置为阶梯状曲轴，所述主轴颈、所述过渡轴颈和所述连杆轴颈均不同轴，所述连杆轴颈包括双连杆轴颈和单连杆轴颈；所述主平衡块包括用来平衡所述曲轴、轴承和连杆的两个重量不同的主平衡块，所述副平衡块包括用来平衡活塞和连杆的两个尺寸相同的副平衡块；以及
连杆组件，设置在所述连杆轴颈上，包括两个一级连杆和一个二级连杆，其中一个所述一级连杆设置在所述单连杆轴颈上，另一个所述一级连杆和所述二级连杆设置在所述双连杆轴颈上，所述连杆与所述活塞一一对应连接；所述一级连杆和所述二级连杆均包括连杆小头、连杆大头和连杆杆身，所述连杆大头和所述连杆小头分别设置在所述连杆杆身的两端，在所述连杆大头的内部设置有连杆轴承，所述连杆大头设置为分体式结构，其剖分面设置为斜分式剖分面；
所述曲轴组件和所述连杆组件均设置在所述曲轴箱内。
2.根据权利要求1所述的轨道交通机车用大排量无油活塞空压机，其特征在于，所述气缸体和所述活塞之间的减磨处理工艺包括在所述活塞的外表面进行润滑处理和在所述气缸体的内表面的进行硬化处理和光洁处理。
3.根据权利要求1所述的轨道交通机车用大排量无油活塞空压机，其特征在于，在所述吸气腔的顶面、所述排气腔的顶面和所述排气腔的外环侧面均涂覆有吸噪涂层。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，王丽，
申请(专利权)人：石家庄嘉祥精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13