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技術(shù)與安全知識 |
康明斯柴油發(fā)電機(jī)組軸錯(cuò)位的危害 |
摘要：九十年代柴油發(fā)電機(jī)行業(yè)傳統(tǒng)安裝過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的連接基本以雙支點(diǎn)銜接為主。雙支點(diǎn)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(diǎn)連接片銜接就避免了這些問題，不過柴油發(fā)電機(jī)組安裝時(shí)配套SAE接口尺寸要辨別清楚，不然會(huì)無法安裝。
一、軸不對準(zhǔn)的危害
1、軸不對準(zhǔn)的危害
軸不對準(zhǔn)可能是由于軸向?qū)?zhǔn)、平行（或偏移）或角度不對準(zhǔn)，如圖1所示。沒有正確集成的發(fā)電機(jī)組會(huì)增加每個(gè)裝配單元的應(yīng)力量，導(dǎo)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(dòng)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(dǎo)致過早失效。
（7）摩擦增加，導(dǎo)致過度磨損，過度能量消耗，設(shè)備過早損壞。
2、解決措施
不正確的對中將會(huì)造成過大的振動(dòng)，從而縮短柴油機(jī)和主發(fā)電機(jī)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(yán)重時(shí)，會(huì)造成曲軸斷裂等情況，故好的柴油發(fā)電機(jī)組軸系對中在高速柴油機(jī)與主發(fā)電機(jī)聯(lián)接設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)很精確的測量各連接件的端面跳動(dòng)及徑向跳動(dòng)。
（1）端面跳動(dòng)是指輪緣端面偏離軸中心線垂直線的距離。
（2）徑向跳動(dòng)是指驅(qū)動(dòng)輪的中心平行偏離軸中心線的距離。
圖1：軸對齊不當(dāng)
二、校準(zhǔn)過程和設(shè)備的類型
1、組裝方法
發(fā)動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)+水箱+控制器+底架，在配套過程中重要的是發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的接口配合，通常發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)接口都是按照美國汽車工程協(xié)會(huì)SAE標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)，就是說該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪和飛輪殼與發(fā)電機(jī)法蘭和傳動(dòng)板的聯(lián)接尺寸，各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)都按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸進(jìn)行生產(chǎn)，所以不同品牌的發(fā)動(dòng)機(jī)和不同品牌發(fā)電機(jī)可以任意組合進(jìn)行成套。
2、SAE號確認(rèn)
成套時(shí)采購人員需明確發(fā)動(dòng)機(jī)的SAE號，采購機(jī)組時(shí)向康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)公司要求按照發(fā)動(dòng)機(jī)的SAE號進(jìn)行配套生產(chǎn)即可。發(fā)動(dòng)機(jī)的SAE號由在康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)廠家提供。
3、聯(lián)軸器尺寸確認(rèn)
相同的SAE號不同品牌的柴油發(fā)電機(jī)組一般是不可以替代的，應(yīng)為SAE號只規(guī)定了法蘭和傳動(dòng)板的幾個(gè)重要聯(lián)接尺寸，并沒有規(guī)定雖有尺寸，所以各個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組廠家生產(chǎn)的法蘭和傳動(dòng)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(jī)組行業(yè)中使用的三種對準(zhǔn)方法包括：目視檢查（直尺）、刻度盤指示器和激光引導(dǎo)工具，如表1所示。
表1 軸對準(zhǔn)設(shè)備和特性概述
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目視檢查或直尺對準(zhǔn)?
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刻度盤指示器對準(zhǔn)
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激光引導(dǎo)工具對準(zhǔn)
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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(gè)粗略的對準(zhǔn)，具有快速和相對容易，但高度不準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。?
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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(zhǔn)確性，因?yàn)樗枰^高水平的技術(shù)技能才能被正確地使用。?
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激光校準(zhǔn)法是最精確的方法。它快速，易于使用，只需要一個(gè)安裝，提供始終比刻度表更好的準(zhǔn)確性。
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三、發(fā)電機(jī)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(jī)組行業(yè)中使用的對準(zhǔn)端頭，用來使用刻度表將單軸承交流發(fā)電機(jī)和雙軸承交流發(fā)電機(jī)連接到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。交流發(fā)電機(jī)的業(yè)主手冊將包括詳細(xì)的對準(zhǔn)過程，這個(gè)過程可以通過使用專用的激光對準(zhǔn)工具來簡化。例如可大致對準(zhǔn)發(fā)電機(jī)組底座或床板上的交流發(fā)電機(jī)，然后連接柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。
1、單軸承交流發(fā)電機(jī)對準(zhǔn)
當(dāng)將單個(gè)軸承交流發(fā)電機(jī)與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)對齊時(shí)，主要目標(biāo)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(jī)的腳的安排，以達(dá)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(diǎn)：
（1）柴油機(jī)上的曲軸間隙。
（2）轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙。
（3）軸向尺寸標(biāo)注。
（4）通過測量軸與軸承板機(jī)加工內(nèi)徑之間的距離來檢查徑向?qū)?zhǔn)精度。
2、雙軸承交流發(fā)電機(jī)對準(zhǔn)
如果在發(fā)電機(jī)組為冷狀態(tài)時(shí)對齊，則必須適當(dāng)考慮交流發(fā)電機(jī)、齒輪箱和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的測量值，因?yàn)檫@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(jī)組合的發(fā)動(dòng)機(jī)/交流發(fā)電機(jī)的柔性接頭，盡量減少扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。
（3）確保交流發(fā)電機(jī)已垂直、水平和軸向調(diào)平。通過在腳下放置對準(zhǔn)元件或墊片來進(jìn)行必要的調(diào)整，以達(dá)到水平。
（4）在此過程中，考慮在達(dá)到工作溫度時(shí)軸的線性膨脹。
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圖2 斯坦福發(fā)電機(jī)單軸承轉(zhuǎn)子總成 |
圖3 斯坦福發(fā)電機(jī)雙軸承轉(zhuǎn)子總成 |
總結(jié)：
柴油發(fā)電機(jī)組軸對中方法，必須能夠保證連軸器及兩端設(shè)備中軸在一條直線上，減少聯(lián)軸器運(yùn)行中的偏轉(zhuǎn)，降低設(shè)備及部件的扭曲磨損現(xiàn)象，避免出現(xiàn)設(shè)備故障，從而有效延長設(shè)備使用壽命。此外，準(zhǔn)確對中方法能夠避免因設(shè)備偏轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行故障，確保發(fā)電機(jī)組能夠正常運(yùn)行，以達(dá)到最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)效果。
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