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柴油發(fā)電機運動部件故障的原因 柴油發(fā)電機曲柄連桿結(jié)構(gòu)常見故障有拉缸、連桿磨損、敲缸、連桿短脫、螺栓斷裂、曲軸斷裂等,這些故障主要發(fā)生與高速運動部位,采集裝置難以安裝并進行數(shù)據(jù)采集,且發(fā)生故障后信號干擾信息較多,也難以準確診斷和識別。目前許多學(xué)者都比較傾向于地域數(shù)據(jù)的處理和診斷,也有部分學(xué)者考慮依靠動力學(xué)對柴油發(fā)電機運動部件進行分析和診斷,更進一步地找準故障產(chǎn)生的機理及原因。后者這種方法主要依靠計算機仿真軟件實現(xiàn),通過對柴油發(fā)電機進行建模,設(shè)定柴油發(fā)電機各部件工作參數(shù),設(shè)置各部件出現(xiàn)故障后的參數(shù),進行通過仿真模擬,識別故障發(fā)生時各部件參數(shù)狀態(tài)。這一技術(shù)具有可操作性強、實驗周期短、省時、省資金等優(yōu)點,該技術(shù)為未來發(fā)展的一個潛力方向。 運動部件產(chǎn)生故障主要原因主要為兩方面,一方面相互連接的兩個部件由于長時間的接觸,造成了磨損,使得接觸表面變形,在運動過程產(chǎn)生振動及噪聲,另一方面由于接觸部件之間發(fā)生嚴重的磨損后產(chǎn)生了相互運動過程的碰撞及撞擊,直接產(chǎn)生了異響等現(xiàn)象。顯而易見,各部位產(chǎn)生故障涉及到諸多方面的內(nèi)容,包括機械動力、熱力、摩擦等,故障的分析不能僅僅依靠簡單的分析就可以進行診斷和確定。 1.拉缸故障診斷拉缸故障會引起活塞機件損壞、柴油發(fā)電機油耗增加、轉(zhuǎn)速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸,嚴重影響發(fā)電機正常運行。目前主要通過對發(fā)電機進行故障信號檢測,判斷拉缸時振動信號頻域范圍,例如國外研究學(xué)者 Jacobo Porteiro 通過分析研究,利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驗證了拉缸時發(fā)電機故障的特征,并分析預(yù)測了發(fā)電機內(nèi)潤滑油內(nèi)金屬顆粒的含量值。 2. 敲缸故障診斷敲缸指的是活塞撞擊氣缸內(nèi)壁產(chǎn)生明顯異響的現(xiàn)象,敲缸時巨大的撞擊力使得缸體外壁產(chǎn)生較為強大的振動,同時長期的敲缸對活塞及缸體造成嚴重的破壞。在敲缸故障診斷方面,利用計算機仿真軟件,分析了在不同轉(zhuǎn)速、不同負載和敲缸程度下的故障信號特征,實現(xiàn)了對敲缸狀態(tài)下發(fā)電機故障的分析和診斷。 3.連桿軸異常診斷柴油發(fā)電機長時間大功率工作,連桿軸會產(chǎn)生磨損,使得軸承之間間隙變大,在連桿軸帶動活塞及曲軸運動過程,造成敲擊幅度變大,容易產(chǎn)生連桿的變形及斷裂。杜小元通過對兩岸頭與軸承之間的振動信號分析,實現(xiàn)了對往復(fù)式發(fā)電機連桿故障振動信號角域和值域的分析,實現(xiàn)驗證具有一定的可靠性。




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只有正確的操作和保養(yǎng)才能減少柴油發(fā)電機氣缸套的異常磨損 柴油發(fā)電機氣缸套磨損的形式多樣而復(fù)雜,主要有:磨粒磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損和穴蝕等,通常是幾種磨損形式同時存在,互相影響,相互作用,從而加劇了氣缸套的磨損。柴油發(fā)電機氣缸套異常磨損與操作、保養(yǎng)方法有很大關(guān)系,只有保持正確的操作和保養(yǎng)方法,才能有效減少和柴油發(fā)電機氣缸套的異常磨損,延長使用壽命和大修間隔期,降低使用成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。 氣缸套異常磨損的原因分析:氣缸套的磨損分為正常磨損和異常磨損。正常磨損是在正常工作條件下所發(fā)生的磨損,一般分3個階段,即:初始磨合期、穩(wěn)定磨損期和后期急劇磨耗期。正常磨損的磨損率較低,一般為0.01~0.08mm/1000h;異常磨損率則達到10~15mm/1000h。根據(jù)維修經(jīng)驗分析,在灰塵多的環(huán)境下工作的柴油發(fā)電機的氣缸套異常磨損主要與下列因素有關(guān): 1.操作不正確造成的氣缸套異常磨損分為以下幾類: 超速超負荷作業(yè):柴油發(fā)電機超速運轉(zhuǎn)時,活塞運動速度加快,缸套和活塞環(huán)間摩擦表面溫度隨速度增加而升高,當缸套表面溫度升高至200℃左右時,缸套表面潤滑油膜遭到破壞,摩擦狀態(tài)也由邊界摩擦變?yōu)楦赡Σ痢M瑯樱摵勺鳂I(yè)時,進油量增多,燃燒室內(nèi)空氣充量相對較為不足,造成燃料燃燒不完全,導(dǎo)致排氣溫度高,缸套表面溫度隨之上升,潤滑油膜被燒蝕、破壞,使摩擦面間潤滑不良,產(chǎn)生干摩擦。燃燒不完全和潤滑油被燒蝕,使缸套表面積炭增多,產(chǎn)生了磨粒磨損;同時潤滑油的高溫擴散性差,易產(chǎn)生高溫腐蝕。因此,長期超速超負荷作業(yè),缸套異常磨損特別嚴重。 頻繁變換工況:當發(fā)電機在變換工況下運行時,如啟動、停機、變負荷等,缸套和活塞環(huán)表面間的潤滑油膜會隨之發(fā)生變化,容易使缸套磨損。 為以下幾類: (1)“三濾”未清潔或失效而沒能及時更換:煙塵主要含有石英砂等,柴油發(fā)電機在含塵量較多的環(huán)境中作業(yè)時,灰塵易隨著空氣經(jīng)進氣系統(tǒng)帶入氣缸中。此外也有可能是污染了灰塵的機油和燃油一道進入發(fā)電機。當空氣弗列加濾清器、燃油弗列加濾清器和機油弗列加濾清器因灰塵堵塞而未清潔或失效而無及時更換時,灰塵就較易進入發(fā)電機,這些塵埃進入摩擦面后,由于硬度比摩擦面高,引起磨粒磨損。有試驗表明,當磨粒直徑在30m左右時,所造成的磨粒磨損為劇烈,而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨損則較輕微。在弗列加濾清器過濾效果良好的情況下,弗列加濾清器一般能過濾掉10m以上的磨粒,因此經(jīng)常清潔弗列加濾清器和及時更換失效的弗列加濾清器,對減少磨粒磨損有很大作用。 (2)冷卻水溫度太低或太高:冷卻水溫度過低,則因燃燒生成的二氧化碳、硫的氧化物容易與凝結(jié)于缸壁的水滴結(jié)合成碳酸、硫酸和亞硫酸,對缸壁造成嚴重的酸腐蝕;同時溫度低,燃料不能完全燃燒,一部分成為廢氣排出,一部分則滲入并破壞缸壁的潤滑油,導(dǎo)致摩擦面間潤滑不良,磨損加劇。冷卻水溫度太高,則使?jié)櫥宛B(yǎng)化嚴重。有試驗表明,溫度每增加10℃,氧化速度將增加一倍,因此,缸套壁溫度過高,潤滑油膜氧化速度進行得很快,此時潤滑油粘度降低,油膜容易破壞,加劇磨損,根據(jù)對許多柴油機的試驗表明,冷卻水溫度在75~80℃為宜,此時磨損量較低;另外,潤滑油在高溫氧化后生成的積炭使摩擦表面產(chǎn)生磨粒磨損,使磨損更加嚴重。造成冷卻水溫度太低和太高的原因主要有:發(fā)電機頻繁開開停停或啟動時節(jié)溫器失效致冷卻水始終未能進行小循環(huán)使冷卻水溫度太低。水箱水量太少,水泵風(fēng)扇皮帶太松致風(fēng)扇風(fēng)力不足;冷卻水道堵塞水流不暢,水箱冷卻片污物多致散熱差;冷卻水道滲入高溫氣體;潤滑油變質(zhì)缸套積碳散熱差、磨損嚴重等,均會造成水溫偏高。 (3)燃燒室內(nèi)積炭多:柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)一段時間后,就會在活塞頂、進排氣門、氣缸蓋的燃燒室上面積聚一定數(shù)量的積炭,若沒有及時清理,這些積炭就會在摩擦面間形成磨粒,使摩擦面產(chǎn)生磨粒磨損;同時因積炭造成表面散熱差,導(dǎo)致磨擦面間表面溫度升高,降低潤滑油的潤滑性能,也同樣加劇了氣缸套的磨損。 (4)潤滑油變質(zhì):潤滑油變質(zhì)后對金屬表面的吸附力和分散力下降,從而使有腐蝕磨損表面更加嚴重,表面摩擦狀態(tài)也由于潤滑油的變質(zhì)而粘度下降,容易破壞潤滑油膜,使表面磨損加大,對此,應(yīng)定期更換潤滑油,確保表面處于良好潤滑狀態(tài)。 為防止氣缸套發(fā)生類似上面的異常磨損,應(yīng)做好以下幾點措施: 1)柴油發(fā)電機啟動后,應(yīng)適當?shù)芈D(zhuǎn)一段較短時間,待溫度升高后,再帶負荷工作;柴油發(fā)電機在帶負荷工作時轉(zhuǎn)速應(yīng)均勻,不應(yīng)在超負荷情況下工作,工作溫度要保持在規(guī)定的范圍內(nèi),不可過高或過低; 2)按時清潔更換失效的空氣弗列加濾清器、燃油弗列加濾清器和機油弗列加濾清器;按不同季節(jié)更換不同的潤滑油,定期添加或更換油底殼的潤滑油;定期清潔活塞頂、氣門及氣缸蓋上的積炭;經(jīng)常清洗水箱,清通冷卻水道,檢查、調(diào)整風(fēng)扇皮帶,檢查節(jié)溫器性能,失效應(yīng)及時更換。 3)發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機有故障時要及時排除,避免因小故障而造成大的損失;



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