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柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)部件故障的原因 柴油發(fā)電機(jī)曲柄連桿結(jié)構(gòu)常見(jiàn)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(yùn)動(dòng)部位,采集裝置難以安裝并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,且發(fā)生故障后信號(hào)干擾信息較多,也難以準(zhǔn)確診斷和識(shí)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(dòng)力學(xué)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行分析和診斷,更進(jìn)一步地找準(zhǔn)故障產(chǎn)生的機(jī)理及原因。后者這種方法主要依靠計(jì)算機(jī)仿真軟件實(shí)現(xiàn),通過(guò)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模,設(shè)定柴油發(fā)電機(jī)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(jìn)行通過(guò)仿真模擬,識(shí)別故障發(fā)生時(shí)各部件參數(shù)狀態(tài)。這一技術(shù)具有可操作性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)周期短、省時(shí)、省資金等優(yōu)點(diǎn),該技術(shù)為未來(lái)發(fā)展的一個(gè)潛力方向。 運(yùn)動(dòng)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(gè)部件由于長(zhǎng)時(shí)間的接觸,造成了磨損,使得接觸表面變形,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)及噪聲,另一方面由于接觸部件之間發(fā)生嚴(yán)重的磨損后產(chǎn)生了相互運(yùn)動(dòng)過(guò)程的碰撞及撞擊,直接產(chǎn)生了異響等現(xiàn)象。顯而易見(jiàn),各部位產(chǎn)生故障涉及到諸多方面的內(nèi)容,包括機(jī)械動(dòng)力、熱力、摩擦等,故障的分析不能僅僅依靠簡(jiǎn)單的分析就可以進(jìn)行診斷和確定。 1.拉缸故障診斷拉缸故障會(huì)引起活塞機(jī)件損壞、柴油發(fā)電機(jī)油耗增加、轉(zhuǎn)速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸,嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。目前主要通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障信號(hào)檢測(cè),判斷拉缸時(shí)振動(dòng)信號(hào)頻域范圍,例如國(guó)外研究學(xué)者 Jacobo Porteiro 通過(guò)分析研究,利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證了拉缸時(shí)發(fā)電機(jī)故障的特征,并分析預(yù)測(cè)了發(fā)電機(jī)內(nèi)潤(rùn)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(shí)巨大的撞擊力使得缸體外壁產(chǎn)生較為強(qiáng)大的振動(dòng),同時(shí)長(zhǎng)期的敲缸對(duì)活塞及缸體造成嚴(yán)重的破壞。在敲缸故障診斷方面,利用計(jì)算機(jī)仿真軟件,分析了在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載和敲缸程度下的故障信號(hào)特征,實(shí)現(xiàn)了對(duì)敲缸狀態(tài)下發(fā)電機(jī)故障的分析和診斷。 3.連桿軸異常診斷柴油發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間大功率工作,連桿軸會(huì)產(chǎn)生磨損,使得軸承之間間隙變大,在連桿軸帶動(dòng)活塞及曲軸運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)對(duì)兩岸頭與軸承之間的振動(dòng)信號(hào)分析,實(shí)現(xiàn)了對(duì)往復(fù)式發(fā)電機(jī)連桿故障振動(dòng)信號(hào)角域和值域的分析,實(shí)現(xiàn)驗(yàn)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(jī)氣缸套的異常磨損 柴油發(fā)電機(jī)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(shí)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(jī)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(jī)氣缸套的異常磨損,延長(zhǎng)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(jì)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(gè)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(dá)到10~15mm/1000h。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)分析,在灰塵多的環(huán)境下工作的柴油發(fā)電機(jī)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(lèi): 超速超負(fù)荷作業(yè):柴油發(fā)電機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),活塞運(yùn)動(dòng)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(dāng)缸套表面溫度升高至200℃左右時(shí),缸套表面潤(rùn)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?fù)荷作業(yè)時(shí),進(jìn)油量增多,燃燒室內(nèi)空氣充量相對(duì)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(rùn)滑油膜被燒蝕、破壞,使摩擦面間潤(rùn)滑不良,產(chǎn)生干摩擦。燃燒不完全和潤(rùn)滑油被燒蝕,使缸套表面積炭增多,產(chǎn)生了磨粒磨損;同時(shí)潤(rùn)滑油的高溫?cái)U(kuò)散性差,易產(chǎn)生高溫腐蝕。因此,長(zhǎng)期超速超負(fù)荷作業(yè),缸套異常磨損特別嚴(yán)重。 頻繁變換工況:當(dāng)發(fā)電機(jī)在變換工況下運(yùn)行時(shí),如啟動(dòng)、停機(jī)、變負(fù)荷等,缸套和活塞環(huán)表面間的潤(rùn)滑油膜會(huì)隨之發(fā)生變化,容易使缸套磨損。 為以下幾類(lèi): (1)“三濾”未清潔或失效而沒(méi)能及時(shí)更換:煙塵主要含有石英砂等,柴油發(fā)電機(jī)在含塵量較多的環(huán)境中作業(yè)時(shí),灰塵易隨著空氣經(jīng)進(jìn)氣系統(tǒng)帶入氣缸中。此外也有可能是污染了灰塵的機(jī)油和燃油一道進(jìn)入發(fā)電機(jī)。當(dāng)空氣弗列加濾清器、燃油弗列加濾清器和機(jī)油弗列加濾清器因灰塵堵塞而未清潔或失效而無(wú)及時(shí)更換時(shí),灰塵就較易進(jìn)入發(fā)電機(jī),這些塵埃進(jìn)入摩擦面后,由于硬度比摩擦面高,引起磨粒磨損。有試驗(yàn)表明,當(dāng)磨粒直徑在30m左右時(shí),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(guò)濾效果良好的情況下,弗列加濾清器一般能過(guò)濾掉10m以上的磨粒,因此經(jīng)常清潔弗列加濾清器和及時(shí)更換失效的弗列加濾清器,對(duì)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(guò)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(duì)缸壁造成嚴(yán)重的酸腐蝕;同時(shí)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(rùn)滑油,導(dǎo)致摩擦面間潤(rùn)滑不良,磨損加劇。冷卻水溫度太高,則使?jié)櫥宛B(yǎng)化嚴(yán)重。有試驗(yàn)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(guò)高,潤(rùn)滑油膜氧化速度進(jìn)行得很快,此時(shí)潤(rùn)滑油粘度降低,油膜容易破壞,加劇磨損,根據(jù)對(duì)許多柴油機(jī)的試驗(yàn)表明,冷卻水溫度在75~80℃為宜,此時(shí)磨損量較低;另外,潤(rùn)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(yán)重。造成冷卻水溫度太低和太高的原因主要有:發(fā)電機(jī)頻繁開(kāi)開(kāi)停停或啟動(dòng)時(shí)節(jié)溫器失效致冷卻水始終未能進(jìn)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(rùn)滑油變質(zhì)缸套積碳散熱差、磨損嚴(yán)重等,均會(huì)造成水溫偏高。 (3)燃燒室內(nèi)積炭多:柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后,就會(huì)在活塞頂、進(jìn)排氣門(mén)、氣缸蓋的燃燒室上面積聚一定數(shù)量的積炭,若沒(méi)有及時(shí)清理,這些積炭就會(huì)在摩擦面間形成磨粒,使摩擦面產(chǎn)生磨粒磨損;同時(shí)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(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能,也同樣加劇了氣缸套的磨損。 (4)潤(rùn)滑油變質(zhì):潤(rùn)滑油變質(zhì)后對(duì)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(yán)重,表面摩擦狀態(tài)也由于潤(rùn)滑油的變質(zhì)而粘度下降,容易破壞潤(rùn)滑油膜,使表面磨損加大,對(duì)此,應(yīng)定期更換潤(rùn)滑油,確保表面處于良好潤(rùn)滑狀態(tài)。 為防止氣缸套發(fā)生類(lèi)似上面的異常磨損,應(yīng)做好以下幾點(diǎn)措施: 1)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后,應(yīng)適當(dāng)?shù)芈D(zhuǎn)一段較短時(shí)間,待溫度升高后,再帶負(fù)荷工作;柴油發(fā)電機(jī)在帶負(fù)荷工作時(shí)轉(zhuǎn)速應(yīng)均勻,不應(yīng)在超負(fù)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(guò)高或過(guò)低; 2)按時(shí)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(jī)油弗列加濾清器;按不同季節(jié)更換不同的潤(rùn)滑油,定期添加或更換油底殼的潤(rùn)滑油;定期清潔活塞頂、氣門(mén)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(shí)更換。 3)發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)有故障時(shí)要及時(shí)排除,避免因小故障而造成大的損失;



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