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造成柴油發(fā)電機(jī)組燒瓦和軸瓦失效現(xiàn)象的原因
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柴油發(fā)電機(jī)組是社會生產(chǎn)生活的重要動力源,在船舶、核電、化工、交通等多領(lǐng)域廣泛使用。柴油機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、激勵源多,長期受不平衡慣性力、爆燃沖擊力作用,其運(yùn)動件、易損件故障頻發(fā)。當(dāng)前柴油斷齒故障、曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障研究成果很多但研究方法較為傳統(tǒng),缺乏對其它關(guān)聯(lián)零部件原因?qū)е碌墓收线M(jìn)行分析的方法,因此常出現(xiàn)故障不能一次性徹底解決的問題。柴油機(jī)故障輕則停機(jī)維修造成企業(yè)和社會巨大經(jīng)濟(jì)損失,重則引起機(jī)組失控危及人身影響企業(yè)聲譽(yù)。因此提高柴油機(jī)故障分析診治水平,發(fā)展柴油機(jī)故障在線監(jiān)測診斷技術(shù)實現(xiàn)故障預(yù)警,降低惡性故障發(fā)生概率減小故障損失極具社會和經(jīng)濟(jì)價值。本文針對柴油機(jī)實際運(yùn)行中齒輪系與曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障頻發(fā),嚴(yán)重危害機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的問題,考慮到實際故障數(shù)據(jù)缺乏,部分故障進(jìn)行故障模擬實驗難度大、風(fēng)險高、成本昂貴的現(xiàn)狀,采用計算機(jī)建模仿真技術(shù),結(jié)合實驗與實踐驗證的方式,開展柴油機(jī)齒輪系與曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障機(jī)理與監(jiān)測研究。
(1)現(xiàn)象與判斷
1)燒瓦。燒瓦是指曲軸的主軸頸與主軸瓦之間或連桿軸頸與連桿軸瓦之間因缺少潤滑油潤滑而咬死。
柴油發(fā)電機(jī)工作時,如果突然在曲軸箱聽到一種“唧、唧”的響聲,好像在缺乏潤滑油的情況下用大鉆頭在材質(zhì)堅硬的鋼件上鉆孔時所發(fā)出的聲音,這一般是缺油而發(fā)生燒瓦的前兆。同時出現(xiàn)以下三種情況時,一般可判斷柴油發(fā)電機(jī)的軸瓦已燒壞;潤滑油溫度急劇升高達(dá)90℃以上、潤滑油壓力原來正常后又突然大幅度下降、拆開機(jī)油濾清器或清洗油底殼時發(fā)現(xiàn)許多軸瓦合金碎末。
燒瓦常常與“所軸”同時出現(xiàn)。軸瓦在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了不應(yīng)有的剝離、龜裂、燒損、粘結(jié)和嚴(yán)重拉傷等現(xiàn)象,輕者需要更換軸瓦及連桿活塞組,重者會使柴油發(fā)電機(jī)曲軸頸嚴(yán)重拉傷,甚至還會使曲軸、機(jī)體報廢。造成柴油發(fā)電機(jī)燒瓦抱軸的原因雖然是多方面的,但歸根到底是其潤滑條件被破壞,引起摩擦性質(zhì)改變成粘附磨損。
2)疲勞剝落。疲勞剝落是由于交變負(fù)荷及其作用周次超過材料本身所能承受的極限而發(fā)生的損壞現(xiàn)象。
出現(xiàn)疲勞剝落的軸瓦工作表面出現(xiàn)微裂紋,進(jìn)而向縱深和橫向護(hù)展,裂紋相互連通時,軸瓦表面層剝落形成不規(guī)則的剝落坑。實際使用中,若瓦背墊有異物,造成局部應(yīng)力集中,也是引起疲勞剝落的原因。合金脫落會導(dǎo)致軸頸和軸瓦配合間隙增大、潤滑油壓力下降和出現(xiàn)響聲(敲擊聲)。
3)劃痕。劃痕是指軸瓦表面沿圓周方向出現(xiàn)連續(xù)或斷續(xù)的溝線,輕微的劃痕并不影響柴油發(fā)電機(jī)正常工作,嚴(yán)重的劃痕使軸瓦承載面積顯著減少。
4)異物嵌入。所謂異物嵌入是指外來顆粒全部或部分嵌入合金層。異物混入潤滑油后,在工作負(fù)荷作用下被壓入合金層。細(xì)小顆粒全部嵌入合金層時,通常不會使軸瓦失效,但大于0.3mm的顆粒將不能被合金層全部嵌藏。
5)軸瓦穴蝕。軸瓦穴蝕是因潤滑油中形成大量細(xì)小的潤滑油蒸氣泡被擠壓破裂而產(chǎn)生很大的 力,沖擊軸瓦表面形成凹坑。蒸氣泡的形成是由于軸瓦承受的載荷發(fā)生波動或波動幅度增加及油中含水或夾帶空氣所致。
6)擦傷。擦傷是因瞬時缺潤滑油,油膜破裂面造成軸瓦工作表面與軸頸表面直接接觸,而導(dǎo)致的一種熱損壞,其特征為軸瓦和軸頸表面出現(xiàn)擦傷的斑痕,屬較為嚴(yán)重的粘著磨損。
(2)軸瓦失效的原因
1)油底殼內(nèi)潤滑油量不足或機(jī)油油路不暢通,機(jī)油泵不能正常供油或潤滑油壓力過低,導(dǎo)致潤滑不良。
2)潤滑油的等級不符合要求,潤滑油變質(zhì)、過臟;氣缸套防水橡皮密封圈失效,導(dǎo)致冷卻水滲漏到油底殼。
3)軸頸和軸瓦的間隙不符合標(biāo)準(zhǔn)。該間隙影響潤滑油膜的形成;間隙過小,則潤滑油不易進(jìn)入軸頸和軸瓦的摩擦表面,無法形成潤滑油膜;間隙過大,軸頸與軸瓦間的振動和撞擊增大,導(dǎo)致潤滑油膜破裂。
4)柴油發(fā)電機(jī)剛起動,特別是冬季,潤滑油尚沒有進(jìn)行充分潤滑時,應(yīng)以很高的速度并滿負(fù)荷工作,或頻繁起動,長時間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)等。
5)柴油發(fā)電機(jī)長時間超負(fù)荷、超轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn):機(jī)體溫度高,潤滑油粘度下降,不易形成正常的潤滑油膜;交變載荷及作用周次超過了軸瓦材料極限;載荷波動或波動幅度增加,使?jié)櫥蜌馀萜屏选?
6)使用維護(hù)和裝配不當(dāng),軸頸表面有飛邊,以及裝配時未清洗干凈。
在排除機(jī)件本身故障的同時,還要特別注意查找、分析引起故障的原因,如軸瓦失效是由于潤滑油壓力低、缺潤滑油,還是油道有臟堵、油流不暢等原因所致,只有查找到引發(fā)故障的終原因并排除后,才能保證柴油發(fā)電機(jī)可靠工作,以免更換軸瓦后,再次發(fā)生同類故障。



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發(fā)電機(jī)安裝時要檢測哪些
柴油發(fā)電機(jī)在使用過程中,發(fā)電機(jī)的安裝就成為重要的問題,對于發(fā)電機(jī)安裝檢測及停機(jī)注意事項你了解嗎?發(fā)電機(jī)進(jìn)行安裝時,要保證冷卻空氣入口處暢通無阻,并要避免排出的熱空氣再進(jìn)入發(fā)電機(jī)。如果通風(fēng)蓋上有百葉窗,則窗口應(yīng)朝下,以滿足保護(hù)等級的要求。單軸承發(fā)電機(jī)的機(jī)械耦合要特別注意定子轉(zhuǎn)子之間的氣隙要均勻。
1、如果在供電系統(tǒng)中的各臺發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)互相連接,或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)和變壓器及其負(fù)荷中性點(diǎn)連接時,機(jī)組運(yùn)行時在中性線會出線3倍頻率的中線電流。因此,必須對運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種負(fù)載情況下,發(fā)電機(jī)的中線電流進(jìn)行測定。為使發(fā)電機(jī)運(yùn)行不致過熱,發(fā)電機(jī)租賃,其中線電流不得超過發(fā)電機(jī)額定電流底的50%。中線電力過大,發(fā)電機(jī)租賃價錢,在中線上應(yīng)加裝中線電抗器加以限制。
2、發(fā)電機(jī)出線盒內(nèi)接線端頭上打有U、V、W、N印記,不表示實際的相序取決于旋轉(zhuǎn)方向。合格證上印有UVW表示順時針旋轉(zhuǎn)時的實際相序,VUW即表示逆時針旋轉(zhuǎn)時的實際相序。
3、流發(fā)電機(jī)與柴油發(fā)電機(jī)耦合,要求聯(lián)軸器的平行度和同心度均小于0.05mm。實際使用時要求可略底些,約在0.1mm以內(nèi),過大回影響軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致破壞,耦合好要用定位銷固定。安裝前要復(fù)測耦合情況。
4、滑動軸承的發(fā)電機(jī)在耦合時,發(fā)電機(jī)中心的高度要調(diào)整得你柴油機(jī)中心略地些,這樣柴油機(jī)上的飛輪的重量就不會轉(zhuǎn)移到發(fā)電機(jī)軸承上,否則發(fā)電機(jī)軸承將額外承受飛輪的重量,不利于滑動軸承油膜的形成,導(dǎo)致發(fā)熱,甚至燒毀軸承。這類發(fā)電機(jī)的聯(lián)軸器上也不能帶任何重物。
5、按原理圖或接線圖,柴油發(fā)電機(jī)租賃,選擇合適的電力電纜,用銅接頭來接線,銅接頭與匯流排,匯流排與匯流排固緊后,其接頭處局部間隙不大于0.05mm,導(dǎo)線間的距離不大于10mm,還需加裝必要的接地線。
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