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技術(shù)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)傳統安裝過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機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(pán)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(wèn)題，不過(guò)柴油發(fā)電機組安裝時(shí)配套SAE接口尺寸要辨別清楚，不然會(huì )無(wú)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對準、平行（或偏移）或角度不對準，如圖1所示。沒(méi)有正確集成的發(fā)電機組會(huì )增加每個(gè)裝配單元的應力量，導致一系列潛在的問(wèn)題如下：
（1）聯(lián)軸器和地腳螺栓出現故障。
（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(guò)多。
（5）軸過(guò)早和聯(lián)軸器故障。
（6）軸承和密封件上的過(guò)度磨損，導致過(guò)早失效。
（7）摩擦增加，導致過(guò)度磨損，過(guò)度能量消耗，設備過(guò)早損壞。
2、解決措施
不正確的對中將會(huì )造成過(guò)大的振動(dòng)，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(shí)，會(huì )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(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(xiàn)垂直線(xiàn)的距離。
（2）徑向跳動(dòng)是指驅動(dòng)輪的中心平行偏離軸中心線(xiàn)的距離。
圖1：軸對齊不當
二、校準過(guò)程和設備的類(lèi)型
1、組裝方法
發(fā)動(dòng)機+發(fā)電機+水箱+控制器+底架，在配套過(guò)程中重要的是發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機的接口配合，通常發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機接口都是按照美國汽車(chē)工程協(xié)會(huì )SAE標準設計生產(chǎn)，就是說(shuō)該標準規定了發(fā)動(dòng)機飛輪和飛輪殼與發(fā)電機法蘭和傳動(dòng)板的聯(lián)接尺寸，各個(gè)發(fā)動(dòng)機、發(fā)電機都按照這個(gè)標準規定的尺寸進(jìn)行生產(chǎn)，所以不同品牌的發(fā)動(dòng)機和不同品牌發(fā)電機可以任意組合進(jìn)行成套。
2、SAE號確認
成套時(shí)采購人員需明確發(fā)動(dòng)機的SAE號，采購機組時(shí)向康明斯發(fā)動(dòng)機公司要求按照發(fā)動(dòng)機的SAE號進(jìn)行配套生產(chǎn)即可。發(fā)動(dòng)機的SAE號由在康明斯發(fā)動(dòng)機廠(chǎng)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號只規定了法蘭和傳動(dòng)板的幾個(gè)重要聯(lián)接尺寸，并沒(méi)有規定雖有尺寸，所以各個(gè)柴油發(fā)電機組廠(chǎng)家生產(chǎn)的法蘭和傳動(dòng)除SAE規定的尺寸外，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(pán)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(pán)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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目視檢查方法的結果是一個(gè)粗略的對準，具有快速和相對容易，但高度不準確的優(yōu)點(diǎn)。?
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與目測方法相比，刻度盤(pán)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(shù)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(gè)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(guò)程
建議使用刻度表和激光測量?jì)x器。以下是在發(fā)電機組行業(yè)中使用的對準端頭，用來(lái)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(dòng)機上。交流發(fā)電機的業(yè)主手冊將包括詳細的對準過(guò)程，這個(gè)過(guò)程可以通過(guò)使用專(zhuān)用的激光對準工具來(lái)簡(jiǎn)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(dòng)機和交流發(fā)電機。
1、單軸承交流發(fā)電機對準
當將單個(gè)軸承交流發(fā)電機與柴油發(fā)動(dòng)機對齊時(shí)，主要目標是確保轉子和定子之間的空氣間隙保持等距，并且轉子完全徑向對齊。墊片用于交流發(fā)電機的腳的安排，以達到正確的水平。單軸承轉子總成如圖2所示。請注意以下幾點(diǎn)：
（1）柴油機上的曲軸間隙。
（2）轉子和定子之間的氣隙。
（3）軸向尺寸標注。
（4）通過(guò)測量軸與軸承板機加工內徑之間的距離來(lái)檢查徑向對準精度。
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(shí)對齊，則必須適當考慮交流發(fā)電機、齒輪箱和柴油發(fā)動(dòng)機的測量值，因為這些測量值將由于熱膨脹而增加。單軸承轉子總成如圖3所示。
（1）根據聯(lián)軸器制造商的說(shuō)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(dòng)機/交流發(fā)電機的柔性接頭，盡量減少扭轉振動(dòng)效應。
（3）確保交流發(fā)電機已垂直、水平和軸向調平。通過(guò)在腳下放置對準元件或墊片來(lái)進(jìn)行必要的調整，以達到水平。
（4）在此過(guò)程中，考慮在達到工作溫度時(shí)軸的線(xiàn)性膨脹。
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圖2 斯坦福發(fā)電機單軸承轉子總成 |
圖3 斯坦福發(fā)電機雙軸承轉子總成 |
總結：
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(xiàn)上，減少聯(lián)軸器運行中的偏轉，降低設備及部件的扭曲磨損現象，避免出現設備故障，從而有效延長(cháng)設備使用壽命。此外，準確對中方法能夠避免因設備偏轉而導致的發(fā)電機組運行故障，確保發(fā)電機組能夠正常運行，以達到最佳的運轉效果。
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