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造成柴油發(fā)電機組燒瓦和軸瓦失效現(xiàn)象的原因
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…柴油發(fā)電機在使用過程中,隨著使用時間的增長,其主要技術(shù)性能指標(biāo)會與初始標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生偏離而逐漸下降.應(yīng)用中,我們要掌握備用柴油發(fā)電機曲柄連桿機構(gòu)常見故障與維修排除方法.
柴油發(fā)電機組是社會生產(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,其運動件、易損件故障頻發(fā)。當(dāng)前柴油斷齒故障、曲柄連桿機構(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。柴油機故障輕則停機維修造成企業(yè)和社會巨大經(jīng)濟損失,重則引起機組失控危及人身影響企業(yè)聲譽。因此提高柴油機故障分析診治水平,發(fā)展柴油機故障在線監(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)濟價值。本文針對柴油機實際運行中齒輪系與曲柄連桿機構(gòu)故障頻發(fā),嚴(yán)重危害機組穩(wěn)定運行的問題,考慮到實際故障數(shù)據(jù)缺乏,部分故障進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,開展柴油機齒輪系與曲柄連桿機構(gòu)故障機理與監(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)電機曲軸頸嚴(yán)重拉傷,甚至還會使曲軸、機體報廢。造成柴油發(fā)電機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,進而向縱深和橫向護展,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)潤滑油量不足或機油油路不暢通,機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)電機剛起動,特別是冬季,潤滑油尚沒有進行充分潤滑時,應(yīng)以很高的速度并滿負(fù)荷工作,或頻繁起動,長時間怠速運轉(zhuǎn)等。
5)柴油發(fā)電機長時間超負(fù)荷、超轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn):機體溫度高,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)電機可靠工作,以免更換軸瓦后,再次發(fā)生同類故障。
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柴油發(fā)電機組發(fā)生重大故障前的有什么警示
柴油發(fā)電機組如果遇到很大的故障那就會有很嚴(yán)重的后果,那么發(fā)生故障前有哪些征兆呢?
中國人講究防患于未然,下面我們來了解下柴油發(fā)電機發(fā)生重大故障的前兆:
1.燒瓦的前兆 柴油機工作中轉(zhuǎn)速突然降低,負(fù)荷加重,發(fā)動機冒黑煙,機油壓力下降,曲軸箱內(nèi)發(fā)出“唧唧”的干磨擦聲,這是燒瓦的前兆。遇到這種情況應(yīng)立即停機,否則會進一步加重軸瓦的磨損,軸頸表面抓粘迅速擴展,軸瓦與軸頸很快就會粘結(jié)抱死,發(fā)動機熄火。
2.粘缸的前兆 粘缸一般在柴油機嚴(yán)重缺水的情況下發(fā)生,粘缸前發(fā)動機運轉(zhuǎn)無力,水溫表指示超過100℃,往機體上滴幾滴冷水,有“嘶嘶”的響聲,并冒白煙,水滴很快蒸發(fā)。這時應(yīng)讓發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)或怠速運轉(zhuǎn)來降低機組溫度,若立即熄火,會導(dǎo)致活塞與氣缸套發(fā)生粘缸。
3.氣門落缸的前兆 氣門落入氣缸,一般是由于氣門桿折斷、氣門彈簧折斷、氣門彈簧座開裂,氣門鎖夾脫落等原因引起的。當(dāng)缸蓋部位發(fā)出“當(dāng)當(dāng)”敲擊聲(活塞碰氣門),“嚓嚓”磨擦聲(活塞碰氣門)或伴有其它不正常響聲,發(fā)動機工作不穩(wěn)時,往往是氣門落缸的前兆,這時應(yīng)立即停車熄火,否則將會打壞活塞、缸蓋和缸套,甚至頂彎連桿,打破機體,折斷曲軸。
4.搗缸的前兆 搗缸屬破壞性較大的機械故障,除氣門落缸引起搗缸外,大多是由于連桿螺栓松退引起的。連桿螺栓松退或拉伸后,連桿軸承配合間隙增大,這時在曲軸箱部位可聽到“嗒嗒”的敲擊聲,敲擊聲由小變大,福建發(fā)動機 連桿螺栓完全脫落或折斷,連桿及軸承蓋甩出,打破機體及有關(guān)零件。
5.斷軸的前兆 當(dāng)柴油機曲軸軸頸軸肩處因疲勞產(chǎn)生隱性裂紋時,故障征兆尚不明顯,隨著裂紋的擴大加重,發(fā)動機曲軸箱內(nèi)發(fā)出沉悶的敲擊聲,轉(zhuǎn)速變化時敲擊聲加重,發(fā)動機冒黑煙,不久,敲擊聲逐漸增大,發(fā)動機產(chǎn)生抖動,曲軸斷裂,隨即烯火。因此,當(dāng)發(fā)動機曲軸箱內(nèi)出現(xiàn)異常聲響時,應(yīng)立即停機檢查。
6.飛輪碎裂的前兆 當(dāng)飛輪出現(xiàn)隱性裂紋時,用手錘敲擊,會發(fā)出沙啞的響聲,發(fā)動機工作時,飛輪會產(chǎn)生敲擊聲,轉(zhuǎn)速變化時,響聲會增大,發(fā)動機震抖。此時若不停機檢查,很容易導(dǎo)致飛輪突然碎裂、碎片飛出傷人等惡性事故。
7.“飛車”的前兆 “飛車”前,柴油發(fā)電機一般都會出現(xiàn)冒藍(lán)煙、燒機油或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)現(xiàn)象。開始時柴油機的轉(zhuǎn)速不受油門的控制,迅速上升,直到超過額定轉(zhuǎn)速,發(fā)動機冒出大量黑煙或藍(lán)煙。此時若不迅速采取斷油、斷氣、減壓等措施制止,發(fā)動機轉(zhuǎn)速還會繼續(xù)升高,并發(fā)出狂吼聲,排氣管濃煙彌漫,轉(zhuǎn)速失去控制,就會造成搗缸等重大事故的發(fā)生。
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一級技術(shù)保養(yǎng):(50-80小時)在日常維護的內(nèi)容上增加
1、清潔空氣濾清器,必要時更換;
2、更換柴油濾清器、空氣濾清器、水濾器;
3、檢查檢查傳動皮帶的緊張程度;
4、對所有注油嘴、潤滑部位加潤滑油;
5、更換冷卻水。
二級技術(shù)保養(yǎng):(250-300小時)在日常維護和一級保養(yǎng)的內(nèi)容上增加
1、清洗活塞、活塞銷、氣缸套、活塞環(huán)、連桿軸承并檢查其磨損情況;
2、檢查滾動主軸承內(nèi)外圈有沒松動現(xiàn)象;
3、冷卻水系統(tǒng)水道內(nèi)的水垢、泥沙;
4、氣缸燃燒室和進排氣道內(nèi)的積炭;
5、檢查氣門、氣門座、推桿和搖臂等配合磨損情況,并進行研磨調(diào)整;
6、清洗渦輪增壓器轉(zhuǎn)子積炭,檢查軸承、葉輪磨損情況,必要時應(yīng)予以修換;
7、檢查發(fā)電機與柴油機聯(lián)接器螺栓是否松動、滑牙,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)予修換。
三級技術(shù)保養(yǎng):(500-1000小時)在日常維護、一級保養(yǎng)、二級保養(yǎng)的內(nèi)容上增加
1、檢查調(diào)整噴油提角;
2、清洗燃油箱;
3、清洗油底殼;
4、檢查噴油咀霧化情況。
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柴油發(fā)電機廠家來告訴你應(yīng)怎樣來選擇柴油
操作人員在使用柴油發(fā)電機組前,應(yīng)根據(jù)具體使用的環(huán)境和條件,選用適當(dāng)規(guī)格的機油、柴油和冷卻液。選用的油、水或其他冷卻液的品質(zhì)和理化指標(biāo)恰當(dāng)與否,對柴油發(fā)電機的機械性能和使用壽命有很大影響。
1.柴油的選用
柴油發(fā)電機可根據(jù)不同的環(huán)境溫度而選用不同牌號的柴油。在氣候較為炎熱的地區(qū)可選用凝點高的輕柴油;對于較為寒冷的地區(qū)須選用凝點低的輕柴油。
柴油中的雜質(zhì)和水分越少越好,否則易引起柴油濾清器濾芯和輸油泵進油濾網(wǎng)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,柴油中較硬的機械雜質(zhì)還可引起噴油泵和噴油器內(nèi)部精密部件出現(xiàn)早期磨損,嚴(yán)重時還可導(dǎo)致柴油發(fā)電機發(fā)生“飛車""事故。
柴油的凝點一般要控制在比使用柴油發(fā)電機時的 環(huán)境溫度低10℃左右,以保證柴油在各管路中的流動性。
無論是進口或國產(chǎn)柴油發(fā)電機在一般環(huán)境溫度下使用時,均可選用0號或一10號輕柴油。若在寒冷的北方地區(qū)可選用一35號或凝點更低的輕柴油。注意:更換凝點更低的輕柴油時,必須放凈柴油發(fā)電機油箱和噴油泵及各油路中的柴油后進行。目前國內(nèi)使用的柴油有10號、0號、一10號、一20號、一25號、一35號和一50號等規(guī)格。
柴油發(fā)電機使用的柴油必須要清潔, 在使用前做沉淀處理或用綢布進行過濾,以除去柴油中的機械雜質(zhì)。
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