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技術與安全知識 |
康明斯柴油發(fā)電機組軸錯位的危害 |
摘要：九十年代柴油發(fā)電機行業(yè)傳統(tǒng)安裝過程中，發(fā)動機和發(fā)電機的連接基本以雙支點銜接為主。雙支點的連接方法弊端主要為同心度不太好、噪音大、連接盤上的膠圈容易磨損并且更換也麻煩。在2000年以后康明斯公司采用了單支點連接片銜接就避免了這些問題，不過柴油發(fā)電機組安裝時配套SAE接口尺寸要辨別清楚，不然會無法安裝。
一、軸不對準的危害
1、軸不對準的危害
軸不對準可能是由于軸向?qū)?、平行（或偏移）或角度不對準，如圖1所示。沒有正確集成的發(fā)電機組會增加每個裝配單元的應力量，導致一系列潛在的問題如下：
（1）聯(lián)軸器和地腳螺栓出現(xiàn)故障。
（2）增加了振動和噪聲。
（3）提高了橡膠聯(lián)軸器的溫度，并降低了使用壽命。
（4）密封潤滑劑泄漏過多。
（5）軸過早和聯(lián)軸器故障。
（6）軸承和密封件上的過度磨損，導致過早失效。
（7）摩擦增加，導致過度磨損，過度能量消耗，設備過早損壞。
2、解決措施
不正確的對中將會造成過大的振動，從而縮短柴油機和主發(fā)電機的軸承以及聯(lián)接件的使用壽命，而且經(jīng)常需要重新對中，情況嚴重時，會造成曲軸斷裂等情況，故好的柴油發(fā)電機組軸系對中在高速柴油機與主發(fā)電機聯(lián)接設計時非重要。不正確的軸系對中包括面不對中和軸不對中，為消除以上不良對中，需要在組裝時很精確的測量各連接件的端面跳動及徑向跳動。
（1）端面跳動是指輪緣端面偏離軸中心線垂直線的距離。
（2）徑向跳動是指驅(qū)動輪的中心平行偏離軸中心線的距離。
圖1：軸對齊不當
二、校準過程和設備的類型
1、組裝方法
發(fā)動機+發(fā)電機+水箱+控制器+底架，在配套過程中重要的是發(fā)動機和發(fā)電機的接口配合，通常發(fā)動機和發(fā)電機接口都是按照美國汽車工程協(xié)會SAE標準設計生產(chǎn)，就是說該標準規(guī)定了發(fā)動機飛輪和飛輪殼與發(fā)電機法蘭和傳動板的聯(lián)接尺寸，各個發(fā)動機、發(fā)電機都按照這個標準規(guī)定的尺寸進行生產(chǎn)，所以不同品牌的發(fā)動機和不同品牌發(fā)電機可以任意組合進行成套。
2、SAE號確認
成套時采購人員需明確發(fā)動機的SAE號，采購機組時向康明斯發(fā)動機公司要求按照發(fā)動機的SAE號進行配套生產(chǎn)即可。發(fā)動機的SAE號由在康明斯發(fā)動機廠家提供。
3、聯(lián)軸器尺寸確認
相同的SAE號不同品牌的柴油發(fā)電機組一般是不可以替代的，應為SAE號只規(guī)定了法蘭和傳動板的幾個重要聯(lián)接尺寸，并沒有規(guī)定雖有尺寸，所以各個柴油發(fā)電機組廠家生產(chǎn)的法蘭和傳動除SAE規(guī)定的尺寸外，其余尺寸是不一樣的，所以不可以更換。
在發(fā)電機組行業(yè)中使用的三種對準方法包括：目視檢查（直尺）、刻度盤指示器和激光引導工具，如表1所示。
表1 軸對準設備和特性概述
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目視檢查或直尺對準?
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刻度盤指示器對準
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激光引導工具對準
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精度 - -
速度 + +
易用性 + +?
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精度 + +
速度 - -
易用性 - -?
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精度 + +
速度 +
易用性 +?
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目視檢查方法的結(jié)果是一個粗略的對準，具有快速和相對容易，但高度不準確的優(yōu)點。?
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與目測方法相比，刻度盤指示器提供了更高程度的準確性，因為它需要較高水平的技術技能才能被正確地使用。?
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激光校準法是最精確的方法。它快速，易于使用，只需要一個安裝，提供始終比刻度表更好的準確性。
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三、發(fā)電機對齊過程
建議使用刻度表和激光測量儀器。以下是在發(fā)電機組行業(yè)中使用的對準端頭，用來使用刻度表將單軸承交流發(fā)電機和雙軸承交流發(fā)電機連接到柴油發(fā)動機上。交流發(fā)電機的業(yè)主手冊將包括詳細的對準過程，這個過程可以通過使用專用的激光對準工具來簡化。例如可大致對準發(fā)電機組底座或床板上的交流發(fā)電機，然后連接柴油發(fā)動機和交流發(fā)電機。
1、單軸承交流發(fā)電機對準
當將單個軸承交流發(fā)電機與柴油發(fā)動機對齊時，主要目標是確保轉(zhuǎn)子和定子之間的空氣間隙保持等距，并且轉(zhuǎn)子完全徑向?qū)R。墊片用于交流發(fā)電機的腳的安排，以達到正確的水平。單軸承轉(zhuǎn)子總成如圖2所示。請注意以下幾點：
（1）柴油機上的曲軸間隙。
（2）轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙。
（3）軸向尺寸標注。
（4）通過測量軸與軸承板機加工內(nèi)徑之間的距離來檢查徑向?qū)示取?/span>
2、雙軸承交流發(fā)電機對準
如果在發(fā)電機組為冷狀態(tài)時對齊，則必須適當考慮交流發(fā)電機、齒輪箱和柴油發(fā)動機的測量值，因為這些測量值將由于熱膨脹而增加。單軸承轉(zhuǎn)子總成如圖3所示。
（1）根據(jù)聯(lián)軸器制造商的說明對齊聯(lián)軸器（最小軸向偏移量）。
（2）采用適合特定發(fā)電機組合的發(fā)動機/交流發(fā)電機的柔性接頭，盡量減少扭轉(zhuǎn)振動效應。
（3）確保交流發(fā)電機已垂直、水平和軸向調(diào)平。通過在腳下放置對準元件或墊片來進行必要的調(diào)整，以達到水平。
（4）在此過程中，考慮在達到工作溫度時軸的線性膨脹。
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圖2 斯坦福發(fā)電機單軸承轉(zhuǎn)子總成 |
圖3 斯坦福發(fā)電機雙軸承轉(zhuǎn)子總成 |
總結(jié)：
柴油發(fā)電機組軸對中方法，必須能夠保證連軸器及兩端設備中軸在一條直線上，減少聯(lián)軸器運行中的偏轉(zhuǎn)，降低設備及部件的扭曲磨損現(xiàn)象，避免出現(xiàn)設備故障，從而有效延長設備使用壽命。此外，準確對中方法能夠避免因設備偏轉(zhuǎn)而導致的發(fā)電機組運行故障，確保發(fā)電機組能夠正常運行，以達到最佳的運轉(zhuǎn)效果。
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