故障檢修與技術(shù)維護

康明斯柴油發(fā)電機振動(dòng)過(guò)大的原因

 

一、故障現象

 

柴油發(fā)電機工作中，由于其爆發(fā)力和慣性力的作用，產(chǎn)生一定的振動(dòng)是正常的。在工況、一定時(shí)，其振動(dòng)有一定大小和規律的。按國家標準測試和評級，康明斯系列柴油發(fā)電機的振動(dòng)是屬于B級以上（良好級）的，如發(fā)生振動(dòng)異常，往往有以下現象∶

① 柴油發(fā)電機各部位振動(dòng)加劇。特別是高壓油管、中冷器、調速器等部件，用肉眼能看出振動(dòng)。用手觸摸有麻木感覺(jué)。

② 伴隨著(zhù)振動(dòng)的異常，往往還伴有異聲出現。

 

康明斯發(fā)動(dòng)機振動(dòng)過(guò)大示意圖

 

二、后果危害

 

產(chǎn)生振動(dòng)有以下危害∶

（1）使柴油發(fā)電機本自因振動(dòng)加劇，振動(dòng)應力過(guò)大，可靠性和壽命下降，嚴重者引起零部件損壞造成人身安全事故。

（2） 使與之相連工作機械因振動(dòng)過(guò)大造成損壞。

（3）柴油發(fā)電機過(guò)大的振動(dòng)，影響周?chē)O備儀器的精度和壽命，還造成機房的地基共振，就是對周?chē)娜藛T，也產(chǎn)生不利于身心健康的影響。

 

三、原因分析

 

柴油發(fā)電機工作中，各缸燃燒爆發(fā)力、運動(dòng)零件的慣性力，各零件之間的沖擊力、摩擦力是引起柴油發(fā)電機振動(dòng)的振源。由于柴油發(fā)電機結構復雜發(fā)火次序不同。所以振源也很復雜，振動(dòng)是難免的。但當發(fā)生以下情況時(shí)，便會(huì )使這種振動(dòng)加劇。

① 各缸供油角不均勻，或供油量不均勻、壓縮比不均勻，會(huì )造成各缸爆發(fā)力和作功大小不均，則產(chǎn)生附加力，使柴油發(fā)電機振動(dòng)加劇。

② 柴油發(fā)電機活塞及連桿運動(dòng)中除產(chǎn)生往復慣性力外，還有離心慣性力，各缸的這些力不同，就會(huì )造成柴油發(fā)電機工作不平衡，使振動(dòng)加劇。所以在裝配中，對活塞.連桿組有嚴格的質(zhì)量要求。對康明斯柴油發(fā)電機，同一臺柴油發(fā)電機各缸的質(zhì)量差不得大于100g，當超過(guò)時(shí)，將導致各缸慣性力不均，使振動(dòng)加劇。

③ 一根平衡良好的曲軸（對康明斯柴油發(fā)電機不平衡度誤差<150g）在高速運轉中，其離心力是平衡的。如各曲拐和平衡塊重量上的誤差將導致曲軸不平衡，因面引起柴油發(fā)電機振動(dòng)加劇。

④ 同樣道理，飛輪和連接器本身也必須進(jìn)行良好的平衡，才會(huì )不產(chǎn)生因附加不平衡離心力引起的振動(dòng)加劇。對康明斯 系列柴油發(fā)電機，當連接器的金屬橡膠座重量誤差太大（大于10g），則會(huì )因為不平衡離心力造成柴油發(fā)電機振動(dòng)加劇。

⑤ 飛輪連接細釘松動(dòng).，飛輪在旋轉中產(chǎn)生擺動(dòng)，也將造成離心力不平衡，引起振動(dòng)加劇，對 Z8V康明斯和 Z6V康明斯柴油發(fā)電機，為了平衡不平衡慣性力和慣性力矩，在機體上裝有倆根平衡軸。當平衡軸齒輪位置裝錯，則使平衡軸產(chǎn)生的慣性力不但起不到平衡的作用，反而使不平衡力和力矩更大，引起柴油發(fā)電機振動(dòng)加劇。

⑥ 柴油機的增壓器轉動(dòng)速度很高，其每分鐘超過(guò)30000r/min。轉子稍有不平衡，將會(huì )產(chǎn)生大的不平衡力，使增壓器產(chǎn)生很大的振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì )導致柴油發(fā)電機振動(dòng)加劇。所以當轉子平衡性不好，或葉輪損壞，均破壞原來(lái)的動(dòng)平衡要求，（對康明斯 系列柴油發(fā)電機的增壓器，動(dòng)平衡驗證時(shí)重心偏移超過(guò) 2mm）。會(huì )造成柴油發(fā)電機振動(dòng)加劇。

 

增壓器工作動(dòng)態(tài)圖

 

⑦ 柴油發(fā)電機軸承間隙過(guò)大，或柴油發(fā)電機曲軸彎曲時(shí)，造成曲軸運轉中沖擊軸承力加大，從而引起柴油發(fā)電機振動(dòng)加劇。

⑧ 曲軸的減振器是起消減曲軸扭轉振動(dòng)的。當減振器失效時(shí)，不僅起不到減振作用，還會(huì )因減振器慣性體運轉不平衡，產(chǎn)生附加離心力，使柴油發(fā)電機振動(dòng)加劇。

⑨ 柴油發(fā)電機和工作機械的對中有嚴格要求。無(wú)論是端面間隙還是徑向間隙都有一定的數值要求。當對中不好，便會(huì )造成柴油發(fā)電機因兩種機械受力中心不統一面出現振動(dòng)加劇，這是柴油發(fā)電機振動(dòng)過(guò)大的常見(jiàn)原因。同樣道理，柴油發(fā)電機曲軸和風(fēng)扇安裝對中不好，也引起柴油發(fā)電機振動(dòng)加?。?。

⑩ 柴油發(fā)電機和底座固定釘松動(dòng)或底座剛性不足或基礎薄弱，承受柴油發(fā)電機沖擊立的能力不足并發(fā)生變形，加劇了柴油發(fā)電機振動(dòng)。

 

四、排除措施

 

對柴油發(fā)電機振動(dòng)異常，平常采用手觸法或千分表測量法。然后憑經(jīng)驗進(jìn)行判斷。比較科學(xué)的方法是用聲振儀測試分析法，對振動(dòng)部位和振動(dòng)性質(zhì)予以判斷。針對診斷的原因有的放矢的予以排除。

① 對于安裝和基礎原因造成的振動(dòng)異常，應當對柴油發(fā)電機重新進(jìn)行對中、安裝、緊固，使其符合要求。

② 對于燃油、燃燒不平衡造成振動(dòng)異常，應當對燃油、燃燒系統重新進(jìn)行調整，使供油角、壓縮比、供油量等各缸一致。

③ 對由曲柄連桿機構各運動(dòng)件重量不一致和平衡不好，導致的振動(dòng)異常，應當重新進(jìn)行配重和平衡試驗，使其符合要求。

④ 對軸承間隙太大或曲軸變形造成的振動(dòng)異常，應對軸承和曲軸進(jìn)行修復或更換。

⑤ 對平衡軸齒輪位置裝錯造成的振動(dòng)異常，應當重新按記號裝配。

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