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柴油發(fā)電機組發(fā)生故障拉缸了怎么處理
柴油發(fā)電機組拉缸故障的表現(xiàn)特征:
1、柴油發(fā)電機組發(fā)生拉缸后的外部特征是聲音發(fā)生變化,排氣冒黑煙。
2、活塞、活塞環(huán)及氣缸套工作表面被破壞,氣體密封失效,機油的消耗量及竄氣量迅速增加,使發(fā)動機不能正常運轉(zhuǎn),甚至在很短的時間內(nèi),由于活塞、活塞環(huán)與缸套咬死而停車。
柴油發(fā)電機組拉缸故障的原因:
1、拉缸的主要原因?qū)嶋H上是活塞、活塞環(huán)與氣缸套表明由于高溫而‘熔接’拉傷,即活塞不與氣缸套之間由于油膜中斷產(chǎn)生干磨擦,熾熱的磨擦熱引起金屬的顯微熔化而粘著,并將附近的金屬質(zhì)點扯斷。
2.柴油發(fā)電機組拉缸的根本的原因是油膜中斷。根據(jù)氣體密封的要求,活塞環(huán)與氣缸套之間的間隙應(yīng)盡可能小,這就使它們的潤滑條件十分不利。當由于接觸表面超負荷,使氣缸套表面與活塞環(huán)工作面之間由于直接接觸而劇烈磨擦,產(chǎn)生大量的磨擦熱,使工作表面的溫度急劇上升,其后果是兩個磨擦表面熔接粘附而造成拉傷。
由此可見,供油狀況不良,竄氣嚴重,零件過大的接觸應(yīng)力破壞油膜,是造成拉缸的主要原因。除了潤滑、配合間隙、零件制造質(zhì)量外,使用不當也可能造成柴油發(fā)電機組拉缸故障,具體地說有如下幾點:
1.活塞與氣缸套配合間隙過小,或在正式帶負荷工作以前沒有經(jīng)過良好的磨合。
2.潤滑不良,如間隙小、機油稀或在裝配時未涂油等。
3.柴油機過熱。
4.裝配時機體不清潔或活塞裝得太死。
5.活塞及活塞環(huán)質(zhì)量差。
從使用的角度講,還要注意盡量避免突然增加負荷或緊急停車,起動前 用搖把將曲軸轉(zhuǎn)動幾圈,使磨擦表面保持一定的潤滑油。
6.機組拉缸的表現(xiàn)油路、電路和氣管密封性,供油不足是很常見的表現(xiàn),電路的原因需要檢查手動調(diào)速或者電子調(diào)速是否過高,密封性要檢查氣管卡箍是否密封良好。
柴油發(fā)電機組是機動性強的特色供電設(shè)備。因其使用基本不受場所的限制,且能夠連續(xù)、穩(wěn)定、地提供電能,因而被廣泛地引用于應(yīng)急供電設(shè)備。作為應(yīng)急電源,在使用、管理方面有著特殊的要求,避免故障的發(fā)生,使供電的保障受影響,甚至導致整機的報廢,造成重大的損失。本文以某單位采用的12V135AJZD高速柴油機配以上海電機(集團)公司革新電機廠生產(chǎn)的T2XU-250-4三相同步發(fā)電機作為應(yīng)急電源,在使用過程中,出現(xiàn)嚴重“拉缸”、活塞燒熔等,導致整機報廢的事故進行分析,探討其故障的原因及避免再次發(fā)生此類故障現(xiàn)象的日常管理應(yīng)注意的問題。
故障分析
上述現(xiàn)象是一起因拉缸導致柴油機報廢的重大事故。從發(fā)動機的工作原理可知,引起柴油機產(chǎn)生“拉缸”的原因有很多,如:活塞—連桿組變形,發(fā)動機不完全燃燒或后燃,超負荷運轉(zhuǎn),冷卻水溫度過高,潤滑油溫度過高或壓力過低等等。這些都可引起柴油機在工作過程中,使活塞與缸套之間因為缺乏一層潤滑油膜的潤滑作用而導致活塞(環(huán))與缸套內(nèi)壁的直接接觸,在相對的運動過程中,接觸的金屬表面氧化層被磨掉后,金屬原子間的吸引力大,且熔點又相對減低;加上在相對運動過程因摩檫產(chǎn)生大量的熱量沒有及時地被帶走,引起極部高溫,溫度的積累達到一定的值,使兩金屬熔焊在一起。隨著活塞上、下往復運動的撕(推)拉作用,使缸套上的材料比較薄弱部分出現(xiàn)細小裂紋,極少量潤滑油的進入裂紋處后,由于活塞的推壓,裂紋部分形成一個密閉的空間,油壓劇增,裂紋進一步擴張深入,終可使裂紋透過缸套或是撕下金屬碎屑。造成缸套冷卻水漏入油底殼或引起潤滑油濾器的堵塞等事故。另外,由于“拉缸”破壞了原有的活塞與缸套的配合間隙,使吸入的空氣渦動效果變差,噴入燃油的霧化質(zhì)量變差,引起后燃嚴重,且“拉缸”產(chǎn)生的熱量沒有及時散出去,缸內(nèi)的溫度上升過高,進而引起活塞頭部的熔化、燒塌等現(xiàn)象。海鋒柴油發(fā)電機組提供技術(shù)支持。
從上面分析可見,造成上述嚴重事故的根本原因是潤滑不良引起的。該機潤滑系統(tǒng)采用飛濺潤滑的形式,其潤滑油路是這樣:潤滑油從油底殼→粗濾器→潤滑油泵→細濾器→冷卻器,分三路:
(1)主軸承→連桿大端軸承→連桿→連桿小端軸承→活塞→油底殼;
(2)搖臂軸→凸輪軸→油底殼;
(3)蝸輪增壓器,回油底殼。而引起潤滑不良的原因有:潤滑油的氧化粘度大),潤滑油溫度高,潤滑油壓力低或流量小等。因該柴油機發(fā)電機組不久前曾對發(fā)電機進行大修,同時更換潤滑油,排除潤滑油氧化導致粘度大,但在更換潤滑油之前,沒有對潤滑系統(tǒng)進行清洗,使冷卻效果變差是可能的。在試車過程中,從儀表板的指示值可知,潤滑油的壓力為3.2kg/cm2,而潤滑油溫度達到90~95℃、冷卻水溫度達到85℃左右,溫度偏高,從量油孔可見明顯的油氣冒出(當時已發(fā)出警告并提出溫度過高處理的處理意見),導致潤滑油的潤滑性能變差的原因是溫度問題。
而潤滑油冷卻器的冷卻介質(zhì)是來自發(fā)動機冷卻水箱的冷卻水;冷卻水箱采用風冷式,由發(fā)動機通過皮帶輪帶動風扇轉(zhuǎn)動;發(fā)動機艙的通風條件差,發(fā)動機工作時,室內(nèi)溫度可達40℃以上。海鋒柴油發(fā)電機組提供技術(shù)支持。正是由于周圍冷卻介質(zhì)的溫度高,潤滑油冷卻器臟,使?jié)櫥屠鋮s器的冷卻效果變差,潤滑油的溫度偏高,粘度下降,油膜難于形成,運動副間的磨損加劇,磨掉的金屬碎屑掉在油底殼中,被潤滑油泵吸出,細小的金屬碎屑隨潤滑油循環(huán)而增加磨料磨損,大顆粒的金屬碎屑堵在濾器中,使進入系統(tǒng)的潤滑油量大大下降,進一步加劇磨損,這就是為什么后來打開的潤滑油細濾器中能發(fā)現(xiàn)大量金屬碎屑。終潤滑油濾器的全堵塞,造成斷油,運動副的摩擦熱來不及帶走,使主軸承熔化、拉缸等事故。導致柴油機突然停機。
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發(fā)電機組的振動的原因是什么呢
柴油發(fā)電機組振動原因主要有三種情況:電磁方面原因;機械方面原因;機電混合方面原因。
一、電磁方面的原因
1. 電源方面:三相電壓不平衡,三相電動機缺相運行。
2.定子方面:定子鐵心變橢圓、偏心、松動;定子繞組發(fā)生斷線、接地擊穿、匝間短路、接線錯誤,定子三相電流不平衡。
3.轉(zhuǎn)子故障:轉(zhuǎn)子鐵心變橢圓、偏心、松動。轉(zhuǎn)子籠條與端環(huán)開焊,轉(zhuǎn)子籠條斷裂,繞線錯誤,電刷接觸不良等。
二、機械原因
1.電機本身方面:轉(zhuǎn)子不平衡,轉(zhuǎn)軸彎曲,滑環(huán)變形,定、轉(zhuǎn)子氣隙不均,定、轉(zhuǎn)子磁力中心不一致,軸承故障,基礎(chǔ)安裝不良,機械機構(gòu)強度不夠、共振,地腳螺絲松動,電機風扇損壞。
2.與聯(lián)軸器配合方面:聯(lián)軸器損壞,聯(lián)軸器連接不良,聯(lián)軸器找中心不準,負載機械不平衡,系統(tǒng)共振等。
三、發(fā)電機混合原因
1.發(fā)電機振動往往是氣隙不勻,引起單邊電磁拉力,而單邊電磁拉力又使氣隙進一步增大,這種機電混合作用表現(xiàn)為電機振動。
2.發(fā)電機軸向串動,由于轉(zhuǎn)子本身重力或安裝水平以及磁力中心不對,引起的電磁拉力,造成電機軸向串動,引起電機振動加大,嚴重情況下發(fā)生軸磨瓦根,使軸瓦溫度迅速升高。
處理方法:
1. 電氣原因的檢修:首先是測定定子三相直流電阻是否平衡,如不平衡,則說明定子連線焊接部位有開焊現(xiàn)象,斷開繞組分相進行查找,另外繞組是否存在匝間短路現(xiàn)象,如故障明顯可以從絕緣表面看到燒焦痕跡,或用儀器測量定子繞組,確認匝間短路后,將電機繞組重新下線。例如:水泵電機,運行中電機不僅振動大軸承溫度也偏高小修試驗發(fā)現(xiàn)電機直流電阻不合格,電機定子繞組有開焊現(xiàn)象,用排除法將故障找到后,電機運行一切正常。
2. 機械原因的檢修:檢查氣隙是否均勻,如果測量值超標,重新調(diào)整氣隙。檢查軸承,測量軸承間隙,如不合格更換新軸承,檢查鐵心變形和松動情況,松動的鐵心可用環(huán)氧樹脂膠粘接灌實,檢查轉(zhuǎn)軸,對彎曲的轉(zhuǎn)軸進行補焊重新加工或直接直軸,然后對轉(zhuǎn)子做平衡試驗。打風機電機大修后試運行期間,電機不僅振動大,而且軸瓦溫度超標,連續(xù)處理幾天后,故障仍未解決。我班組人員在幫助處理時發(fā)現(xiàn),電機氣隙非常大,瓦座水平也不合格,故障原因找到后,重新調(diào)整各部間隙后,電機試轉(zhuǎn)一次成功。
3. 負載機械部分檢查正常,電機本身也沒有問題,引起故障的原因是連接部分造成的,這時要檢查電機的基礎(chǔ)水平面,傾斜度、強度,中心找正是否正確,聯(lián)軸器是否損壞,電機軸伸繞度是否符合要求等。
眾所周知,電機的結(jié)構(gòu)同時包含電氣和機械兩部分,也可以說是電氣和機械的結(jié)合點。所以說,它的故障要一分為二的分析。對電機的振動故障原因也要分成兩部分。一般來講,電機振動是由于轉(zhuǎn)動部分a不平衡、機械故障或電磁方面的原因引起的。一、轉(zhuǎn)動部分不平衡主要是轉(zhuǎn)子、耦合器、聯(lián)軸器、傳動輪(制動輪)不平衡引起的。處理方法是先找好轉(zhuǎn)子平衡。如果有大型傳動輪、制動輪、耦合器、聯(lián)軸器,應(yīng)與轉(zhuǎn)子分開單獨找好平衡。再有就是轉(zhuǎn)動部分機械松動造成的。如:鐵心支架松動,斜鍵、銷釘失效松動,轉(zhuǎn)子綁扎不緊都會造成轉(zhuǎn)動部分不平衡。二、機械部分故障主要有以下幾點:1、聯(lián)動部分軸系不對中,中心線不重合,定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過程中,對中不良、安裝不當造成的。還有一種情況,就是有的聯(lián)動部分中心線在冷態(tài)時是重合一致的,但運行一段時間后由于轉(zhuǎn)子支點,基礎(chǔ)等變形,中心線又被破壞,因而產(chǎn)生振動。2、與電機相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。這種故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良,輪齒磨損嚴重,對輪潤滑不良,聯(lián)軸器歪斜、錯位,齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對、間隙過大或磨損嚴重,都會造成一定的振動。3、電機本身結(jié)構(gòu)的缺陷和安裝的問題。這種故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓,轉(zhuǎn)軸彎曲,軸與軸瓦間間隙過大或過小,軸承座、基礎(chǔ)板、地基的某部分乃至整個電機安裝基礎(chǔ)的剛度不夠,電機與基礎(chǔ)板之間固定不牢,底腳螺栓松動,軸承座與基礎(chǔ)板之間松動等。而軸與軸瓦間間隙過大或過小不僅可以造成振動還可使軸瓦的潤滑和溫度產(chǎn)生異常。4、電機拖動的負載傳導振動。例如:汽輪發(fā)電機的汽輪機振動,電機拖動的風機、水泵振動,引起電機振動。三、電氣部分的故障是由電磁方面的原因造成的主要包括:交流電機定子接線錯誤、繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組短路,同步電機勵繞組匝間短路,同步電機勵磁線圈聯(lián)接錯誤,籠型異步電動機轉(zhuǎn)子斷條,轉(zhuǎn)子鐵心變形造成定、轉(zhuǎn)子氣隙不均,導致氣隙磁通不平衡從而造成振動。導致電機振動的原因多種多樣,以上僅是筆者在工作中,實際遇到的一些故障總結(jié)如上。
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