新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)對中檢查、測量、組裝及影響因素

 

摘要：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。柴油發(fā)電機(jī)組良好的對中工作包括合適的調(diào)整墊片，正確的固定螺栓擰緊力矩，高精確的千分表，以及為軸承間隙、熱膨脹和柴油機(jī)的其他特性留有余量。此外，在做任何測量或校正之前，所有的被測表面及配合表面必須完全干凈，無潤滑脂、油漆、氧化物或銹蝕和臟物，因?yàn)樗羞@些物質(zhì)均可能造成測量不精確。

 

一、發(fā)電機(jī)對中內(nèi)容與檢查

 

1、軸線平行對中

      當(dāng)發(fā)電機(jī)和柴油機(jī)的中心線是平行的但不同心（見圖1），會(huì)產(chǎn)生平行不對中，也稱為孔不對中。

2、平行對中檢查

      孔不對中可使用（見圖2）所示的千分表進(jìn)行檢查。當(dāng)固定千分表的輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沿飛輪外徑上的幾個(gè)點(diǎn)觀察千分表的讀數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作法，發(fā)電機(jī)的軸要比柴油機(jī)軸略高，這是因?yàn)椋?/span>

（1）柴油機(jī)軸承的間隙比大多數(shù)發(fā)電機(jī)的軸承間隙要大。

（2）飛輪或前端驅(qū)動(dòng)是在旋轉(zhuǎn)中心線下的下垂位置旋轉(zhuǎn)的。

（3）柴油機(jī)的熱膨脹通常比其它驅(qū)動(dòng)設(shè)備要高。柴油機(jī)主軸承的間隙在校正孔不對中時(shí)必須考慮。

注：兩部分最好一同旋轉(zhuǎn)。這樣可以消除千分表上因部件失圓造成的誤差。采用非康明斯連軸器時(shí)，由于橡膠聯(lián)軸器會(huì)造成錯(cuò)誤的讀數(shù)，因此在對中心時(shí)發(fā)電機(jī)要從柴油機(jī)上斷開。

 

圖1  柴油發(fā)電機(jī)軸線平行對中

圖2  柴油發(fā)電機(jī)平行對中檢查

 

3、軸線角對中

       當(dāng)發(fā)電機(jī)的中心線和柴油機(jī)的中心線不平行時(shí)（見圖3），會(huì)產(chǎn)生角不對中，也稱為面不對中。

4、角對中檢查

（1）角對中可以容易地用塞尺在兩個(gè)部件聯(lián)結(jié)處測到（見圖4）。準(zhǔn)確的對中應(yīng)該是在聯(lián)結(jié)軸周圍四點(diǎn)測量到的值應(yīng)該相同。

 

圖3  柴油發(fā)電機(jī)中心線不平行示意圖

圖4  柴油發(fā)電機(jī)角對中檢查

 

（2）聯(lián)軸器安裝后，千分表從一個(gè)面到另一個(gè)面可指出所有角偏差。在任一種種情況下，讀數(shù)都會(huì)受隨測量點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心距離的影響。

注：面對中和孔對中互相影響。因而，在孔對中后要對面對中進(jìn)行復(fù)查，反之亦然。

（3）在確定了柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的對中后，應(yīng)檢查曲軸的軸向竄動(dòng)。確認(rèn)聯(lián)軸節(jié)的螺栓擰緊之后沒有造成對止推軸瓦的軸向推力。

      下面圖5、圖6、圖7、圖8顯示出了四種不對中情況，并且可能發(fā)生在不止一個(gè)平面?；诖耍瑱z查對中時(shí)必須每90°一個(gè)間隔進(jìn)行測量讀數(shù)。

 

圖5  柴油發(fā)電機(jī)孔對齊不當(dāng)示例.	圖6  柴油發(fā)電機(jī)左右孔不對準(zhǔn)示例
圖7  柴油發(fā)電機(jī)左右面對齊不當(dāng)	圖8  柴油發(fā)電機(jī)上下錯(cuò)位示例

 

二、發(fā)電機(jī)安裝步驟

 

1、加工精確低的法蘭

      加工精確低的法蘭會(huì)造成明顯的不對中性，也不可能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的對中。

（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。

      當(dāng)不對中發(fā)生時(shí)，必須檢查飛輪、離合器或聯(lián)軸節(jié)、被驅(qū)動(dòng)件和輪轂的端面和徑向跳動(dòng)。端面和徑向跳動(dòng)必須要校正。飛輪上導(dǎo)向孔的徑向跳動(dòng)不能超過0.002英寸（0.05毫米），安裝到飛輪上聯(lián)結(jié)件的徑向跳動(dòng)不超過0.005英寸（0.13毫米）。法蘭的端面跳動(dòng)不超過0.002英寸（0.05毫米）。

2、調(diào)整墊片

      所有設(shè)備下的墊片的厚度最薄為0.76毫米（0.03英寸），最厚為3.2毫米（0.125英寸），防止在以后的調(diào)整中需要減少墊片時(shí)沒有合適的墊片可用。墊片過厚在使用中可能會(huì)被壓縮。墊片組應(yīng)由防銹材料制成，并應(yīng)小心裝卸。柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)應(yīng)采用四個(gè)安裝腳。在對中之前，每個(gè)安裝腳應(yīng)承擔(dān)它所承受的負(fù)荷。否則不僅不對中，而且會(huì)使底座變形，在焊縫或底座金屬中產(chǎn)生高的應(yīng)力，以及在柴油機(jī)或發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生高的扭曲力。見附圖9。

3、安裝螺栓的緊固步驟

      對中后，每個(gè)安裝面必須承擔(dān)其各自的負(fù)荷。下圖示出用以驗(yàn)證發(fā)電機(jī)或柴油機(jī)正確加墊的步驟。當(dāng)安裝的墊片數(shù)合適后，在進(jìn)行調(diào)整對準(zhǔn)時(shí)應(yīng)均等地加或減墊片。擰緊設(shè)備安裝螺栓的步驟如下：

（1）按規(guī)定的順序擰緊螺栓到它扭矩值的一半（根據(jù)上面列出螺栓的大?。?。

（2）在軸對中檢查過程中安裝Y型支架和千分表的頂部位置安裝Y型支架和千分表。

（3）如果千分表指針讀數(shù)在0.05毫米以內(nèi)，重新擰緊螺栓，然后進(jìn)行步驟（4）。如果指針讀數(shù)超過0.05毫米，在螺栓的支腳下加調(diào)整墊。松開所有螺栓，重復(fù)步驟（1）到（3）。

（4）如果指針讀數(shù)在0.05mm以內(nèi)，重新擰緊螺栓。如果指針讀數(shù)超過0.05毫米，在螺栓的支腳下加調(diào)整墊。松開所有螺栓，重復(fù)步驟（1）到（4）。

（5）擰緊所有螺栓到它扭矩值。千分表的指針讀數(shù)應(yīng)在0.05毫米之內(nèi)。

       當(dāng)螺栓被“拉長”至計(jì)算長度時(shí)，其擰緊扭矩是合適的。適當(dāng)“拉長”能將驅(qū)動(dòng)設(shè)備可靠地緊固到機(jī)座上。在這種情況下產(chǎn)生的夾緊力雖受到振動(dòng)而引起活動(dòng)也仍可保持不變，如果擰緊螺栓的力矩不足，振動(dòng)時(shí)就不能保持夾緊力，而會(huì)逐漸松動(dòng)并產(chǎn)生偏移，見圖10。確認(rèn)安裝螺栓的前端沒有頂?shù)铰菁y孔底，否則將降低螺栓的有效的夾緊力。在完成墊片調(diào)整和緊固螺栓的工作之后，再檢查一次對中性。

 

圖9  柴油發(fā)電機(jī)安裝腳對中

圖10  柴油發(fā)電機(jī)緊固螺栓夾緊力示意圖

 

4、安裝螺栓的位置

      每一個(gè)柴油機(jī)或發(fā)電機(jī)的固定螺栓都有必須穿過實(shí)心的材料 。如果固定螺栓穿插過空心位置，就會(huì)導(dǎo)致變形。如圖11所示。

5、對中過程

      在所在主要設(shè)備都裝在機(jī)座上之后，就要進(jìn)行最后的對中工作。柴油機(jī)應(yīng)充滿油和水，并處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。

（1）柴油機(jī)和所有機(jī)械驅(qū)動(dòng)的設(shè)備間的不對中性一定要達(dá)到最小。許多曲軸和軸承的損壞就是因?yàn)轵?qū)動(dòng)系統(tǒng)的不正確對中造成的。在工作溫度和帶負(fù)荷下，不對中總是要造成振動(dòng)和/或應(yīng)力負(fù)荷。

（2）由于在柴油機(jī)的工作溫度和帶負(fù)荷下工作的柴油機(jī)沒有精確可行的方法測量其對中性，所有康明斯的對中過程必須在柴油機(jī)停止和柴油機(jī)及所有發(fā)電機(jī)在環(huán)境溫度下進(jìn)行。

（3）在沒有讀取千分表的讀數(shù)時(shí)，將發(fā)電機(jī)盡量放到它的最終位置上。在發(fā)電機(jī)的每個(gè)安裝表面下面應(yīng)裝有最薄0.76毫米和最厚3.2毫米的墊片。

（4）移動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)使用調(diào)平和對中螺絲。

（5）進(jìn)行冷對準(zhǔn)時(shí)，發(fā)電機(jī)要安裝得比柴油機(jī)稍高，以補(bǔ)償熱膨脹、軸承間隙和飛輪的下垂。

6、聯(lián)軸節(jié)的安裝

      聯(lián)軸節(jié)安裝如圖12所示。在進(jìn)行對中檢查時(shí)，其他聯(lián)軸節(jié)的撓性元件必須拆除。元件的“剛性”會(huì)妨礙精確的對中讀數(shù)。拆除其它聯(lián)軸節(jié)后，在對中檢查時(shí)，聯(lián)軸節(jié)的驅(qū)動(dòng)和被驅(qū)動(dòng)元件必須一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣能防止由零件的端面或孔壁脫離，而引起的千分表讀數(shù)的誤差。當(dāng)元件一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，千分表讀數(shù)將只反應(yīng)設(shè)備的不對中性。

7、最后的對中工作

      用千分表支架裝兩個(gè)千分表以便同時(shí)測量孔和面的偏移。記錄對中性讀數(shù)的正確位置。

（1）在讀取端面讀數(shù)之前，應(yīng)確保作用在曲軸端部的推力總是具有相同的方向。在頂部將兩個(gè)千分表對零，并每隔90º（1.5弧度）讀取一次讀數(shù)。轉(zhuǎn)動(dòng)柴油機(jī)來轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)裝置。

（2）當(dāng)移動(dòng)發(fā)電機(jī)達(dá)到正確端面對中要求后，再檢查孔的對中性，反之亦然。

（3）完成最后墊片調(diào)整和螺栓擰緊作業(yè)后，應(yīng)再檢查聯(lián)軸節(jié)的對中性。

（4）當(dāng)設(shè)備達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)溫度后，應(yīng)檢查曲軸端面間隙。

 

圖11  柴油發(fā)電機(jī)緊固螺栓位置示意圖

圖12  柴油發(fā)電機(jī)聯(lián)軸節(jié)安裝

 

三、發(fā)電機(jī)對中測量工具

 

1、千分表

      千分表可以測量到非常小的距離變化。進(jìn)行軸的對中時(shí)，需要測量由于偏移而產(chǎn)生的微小距離的變化。千分表的安裝必須牢靠，這樣才能準(zhǔn)確測出對中值。

2、千分表支架

（1）當(dāng)固定在一個(gè)軸上并轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，千分表支架必須有足夠的剛性，才能牢靠地支承千分表。支架可以使千分表處于測量點(diǎn)位置，適當(dāng)?shù)闹Ъ苁强梢哉{(diào)整的，以便可以在不同中的傳動(dòng)系上進(jìn)行測量。

（2）千分表支架不能由于千分表的重量而彎曲。普通商用千分表支架在千分表轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可能會(huì)由于支承不牢而產(chǎn)生讀數(shù)誤差。不建議使用千分表磁性底座支架。

（3）為了測定支架的剛性，可以將相同一組的支架和千分表旋轉(zhuǎn)一個(gè)圈，同時(shí)讀取支架端的聯(lián)軸器讀數(shù)。允許的最大讀數(shù)小于0.025毫米（.0001英寸）。也可能需要在支架端的聯(lián)軸器上，用螺栓臨時(shí)聯(lián)接一個(gè)剛性很好的基準(zhǔn)臂，當(dāng)讀取對中讀數(shù)時(shí)，用相同一組的支架和千分表來測量讀數(shù)。

      康明斯建議在進(jìn)行對中性檢查時(shí)，應(yīng)使用如圖13所示的支架和千分表。用兩個(gè)12.7毫米（0.5英寸）直徑的螺桿或螺栓來組裝連接器。不同尺寸的軸可能需要制造不同的支架。

3、千分表讀數(shù)的準(zhǔn)確性

（1）有一個(gè)快速方法來檢查千分表在檢查面對中性時(shí)的讀數(shù)的有效性。如下圖，從給定的A、B、C、D四個(gè)不同點(diǎn)讀數(shù)。在讀數(shù)時(shí)，千分表必須返回A點(diǎn)，以確信讀數(shù)回到0。

（2）請記住這個(gè)快速檢查法需讀數(shù)B+D應(yīng)等于C。（當(dāng)檢查對中性時(shí)，將驅(qū)動(dòng)和被驅(qū)動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)，這種方法得到的測量值是有效的）。快速檢查法對于辨別不正確的過程是很有用的，如千分表支架下垂、千分表觸頭騎在飛輪斜面上或千分表不在正確位置造成千分表偏離行程。

4、千分表讀數(shù)的說明

       采用前曲軸驅(qū)動(dòng)時(shí)，千分表讀數(shù)可能會(huì)顯示出被驅(qū)動(dòng)軸低于柴油機(jī)。這是因?yàn)榍Х直硎茄b在被驅(qū)動(dòng)軸上，而不是裝在柴油機(jī)上，由于聯(lián)軸結(jié)的結(jié)構(gòu)，要反轉(zhuǎn)千分表基準(zhǔn)點(diǎn)，見圖14。

 

圖13  柴油機(jī)飛輪對中測量工具安裝

圖14  柴油發(fā)電機(jī)對中測量點(diǎn)（千分表讀數(shù)）

 

四、影響發(fā)電機(jī)對中的因素

 

      遠(yuǎn)距離安裝的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的輸入軸位置通常都比柴油機(jī)曲軸高。這樣就可以補(bǔ)償垂直方向的熱膨脹，飛輪下垂以及主軸承油膜對曲軸的提升作用。這些因素使曲軸和設(shè)備輸入軸的相對位置在靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)行狀態(tài)之間發(fā)生變化。

1、軸承間隙

      發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸和柴油機(jī)曲軸分別繞各自的軸承中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，它們的中心線應(yīng)該是重合的。對中工作是在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行的，這時(shí)曲軸支承在其軸承的底部。工作時(shí)，曲軸并不是處在這個(gè)位置上。爆發(fā)壓力、離心力以及柴油機(jī)油壓力都力圖將曲軸提起使飛輪繞著它的真正中心轉(zhuǎn)動(dòng)，見圖15。通常，發(fā)電機(jī)使用球軸承或滾子軸承，它們在靜態(tài)和工作狀態(tài)下不會(huì)改變其旋轉(zhuǎn)軸線。

2、飛輪下垂

      柴油機(jī)在靜止時(shí)，飛輪和聯(lián)軸器的重量會(huì)使曲軸彎曲。這個(gè)影響必須在對中時(shí)得到補(bǔ)償，因?yàn)樵趯χ羞^程中，它會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)向孔或飛輪旋轉(zhuǎn)外徑比曲軸軸承的實(shí)際中心線低。因此康明斯建議應(yīng)在裝好聯(lián)軸節(jié)時(shí)進(jìn)行對中檢查。如圖16所示。

3、反扭矩

       柴油機(jī)在相對軸旋轉(zhuǎn)方向的反向扭轉(zhuǎn)趨勢和發(fā)電機(jī)在軸的旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)趨勢就是反扭矩。它將自然地隨著負(fù)荷而增加，以及引起振動(dòng)。這種振動(dòng)在怠速時(shí)感覺不到，但在帶負(fù)荷時(shí)可感覺到。這通常是由于在反扭矩作用下，底座強(qiáng)度不足而產(chǎn)生過大的底座撓度，從而改變中心線對中而造成的。這存在邊對邊的中心線偏差影響。在柴油機(jī)怠速（無負(fù)荷）或停機(jī)時(shí)，偏差就會(huì)消失。

4、熱膨脹

      當(dāng)柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)達(dá)到工作溫度時(shí)，熱擴(kuò)張或熱膨脹也就隨著發(fā)生。它同時(shí)向垂直和水平兩個(gè)方向膨脹。垂直方向的膨脹在部件安裝腳和它們各自的旋轉(zhuǎn)中心線之間產(chǎn)生。這種膨脹的大小決定于所用的材料、出現(xiàn)的溫升以及從旋轉(zhuǎn)中心至安裝腳的垂直距離。

（1）垂直補(bǔ)償包括將對中設(shè)備調(diào)至非零值。

（2）曲軸水平方向的熱膨脹從柴油機(jī)的止推軸承向另一端延長。當(dāng)被設(shè)備連接到柴油機(jī)的這一端時(shí)，就要考慮這種熱膨脹。如果發(fā)電機(jī)用螺栓固定到柴油機(jī)缸體時(shí)，這種膨脹作用是輕微的，因?yàn)楦左w和曲軸差不多以相等的膨脹率膨脹。

（3）水平補(bǔ)償可采用一個(gè)允許驅(qū)動(dòng)與被驅(qū)動(dòng)裝置之間作充分相對運(yùn)動(dòng)的聯(lián)軸節(jié)。安裝設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮使水平方向熱膨脹進(jìn)入聯(lián)軸節(jié)的工作區(qū)，而不遠(yuǎn)離聯(lián)軸節(jié)工作區(qū)。否則，會(huì)導(dǎo)致曲軸止推軸承負(fù)荷過大，和或使聯(lián)軸節(jié)損壞。如果考慮柴油機(jī)在熱態(tài)對中檢查時(shí)，使曲軸仍具有端面間隙，則在冷態(tài)時(shí)就應(yīng)該留足夠的間隙。

 

圖15  發(fā)電機(jī)軸承間隙示意圖

圖16  發(fā)電機(jī)聯(lián)軸節(jié)對中檢查

 

總結(jié)：

      隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的多元化發(fā)展，柴油發(fā)電機(jī)組與各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域都休戚相關(guān)，柴油發(fā)電機(jī)組由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、高彈性聯(lián)軸器、公共底座等部件構(gòu)成，柴油機(jī)發(fā)電機(jī)安裝在公共底座上，高彈性聯(lián)軸器用于柴油機(jī)曲軸與發(fā)電機(jī)軸的連接，兩者軸線與公共底座連接面平行，使得軸系處于水平自由狀態(tài)，保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行使用。為確保柴油發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組在安裝時(shí)，柴油機(jī)曲軸與電機(jī)軸構(gòu)成柴油發(fā)電機(jī)組的軸系，要求兩者完全對中，若兩者存在偏移或夾角，則發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，對軸系將產(chǎn)生極大的磨損，同時(shí)對高彈性聯(lián)軸器也產(chǎn)生損害，大大降低其使用壽命，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性。

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