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新聞主題 |
發(fā)電機與柴油機軸系對中配套安裝的程序 |
摘要：柴油發(fā)電機組的運行狀況不僅與零部件的設計和加工工藝直接有關(guān)，還與發(fā)電機組的安裝和檢修質(zhì)量有著(zhù)密切的關(guān)系，康明斯公司在振動(dòng)實(shí)踐中發(fā)現，軸系故障60%源于軸系對中不良。軸系對中質(zhì)量的優(yōu)劣，對保障軸系及主機的正常運轉以及減少機體振動(dòng)和能耗有著(zhù)重要的影響。因此，為了保證柴油發(fā)電機組的穩定運行，軸系對中是一項非常重要的環(huán)節，其要求的精度也越來(lái)越高，所以在柴油發(fā)電機組安裝檢修中采用一種合適的對中方法是至關(guān)重要的。文中針對大型發(fā)電機組軸系對中問(wèn)題進(jìn)行了較全面深入的探討，對工程實(shí)踐中大型發(fā)電機組的裝調具有一定的參考價(jià)值。
一、軸系對中調整裝置
由于主發(fā)電機單支點(diǎn)結構的原因，當主發(fā)電機殼體與柴油機飛輪殼體對中組裝后，主發(fā)電機轉子軸與柴油機曲軸中心線(xiàn)會(huì )存在夾角α，柴油機飛輪螺栓孔與高彈性膜片聯(lián)軸器螺栓孔存在高度差h。為使螺栓能夠穿過(guò)柴油機飛輪螺栓孔連接高彈性膜片聯(lián)軸器，需在主發(fā)電機冷卻風(fēng)扇底部及左、右兩側反復加塞或撤減墊片來(lái)調整轉子軸法蘭位置，操作繁瑣，實(shí)現精確調整很難，效率極低。如若組裝不當，極易損壞高彈性膜征聯(lián)軸器。另外，在組裝之前，為了確保主發(fā)電機轉子在軸向上與定子保持合適的間隙，也需要在主發(fā)電機冷卻風(fēng)扇底部及左、右兩側加塞墊片，調整主發(fā)電機轉子法蘭與主發(fā)外殼同心，然后再軸向前后推動(dòng)轉子軸，測量間隙。
柴油發(fā)電機組軸系對中調整裝置，為一螺柱螺母式升降結構，如圖1所示。其特征如下：
（1）螺柱設有底部帶有定位銷(xiāo)的底座，中間帶有通孔的Y形支撐座開(kāi)口向上坐在螺母上，螺柱的上端插入通孔。
（2）Y形支撐座的底部設有滾珠壓力軸承。
（3）滾珠壓力軸承由在上的靜環(huán)、在下的動(dòng)環(huán)及滾珠構成，倒凹形的靜環(huán)從邊緣上包扣住平面形動(dòng)環(huán)，動(dòng)環(huán)內表面上的滾道為圓弧形截面，靜環(huán)內表面的滾道為∧形截面，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的邊緣之間、靜環(huán)與螺柱之間均設有間隙a。
（4）在底座底部設計定位銷(xiāo)，結合Y形支撐座，動(dòng)環(huán)、滾珠和靜環(huán)的相對定位關(guān)系，能夠快速有效地對轉子軸法蘭左、右對中定位。如圖2所示。
（5）采用螺紋柱導向的形式，能夠有效調節轉子軸法蘭高度，實(shí)現高度對中定位，保證了軸系的對中度，提高了組裝效率。
（6）采用滾珠滾動(dòng)帶動(dòng)Y形支撐座移動(dòng)的方式，降低了旋轉螺母的力矩，同時(shí)避免了由于滑動(dòng)摩擦造成相關(guān)部件的損壞。
（7）動(dòng)環(huán)、靜環(huán)和螺柱之間的間隙設計，給檢測主發(fā)軸向間隙、軸系對中組裝帶來(lái)了很大的方便。
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圖1 柴油發(fā)電機組軸系對中調整裝置示意圖 |
圖2 飛輪殼與柴油機吊起對中示意圖 |
二、發(fā)電機端蓋與過(guò)渡節套
在柴油發(fā)電機組中，柴油機和主發(fā)電機的軸系對中十分重要。尤其是單支點(diǎn)結構的主發(fā)電機，僅在其輸出端布置支撐軸承，另一端只有靠與柴油機曲軸輸出端的連接實(shí)現支撐。因此，對于發(fā)電機采用單支點(diǎn)結構的柴油發(fā)電機組，其組裝中的軸系對中調整是一件很麻煩的事情?，F有技術(shù)的做法是首先將主發(fā)電機殼體與柴油機飛輪殼體通過(guò)止口定位連接在一起，實(shí)現定子對中組裝，然后再將已組裝在主發(fā)電機輸入端的高彈性膜片聯(lián)軸器與柴油機飛輪連接在一起，完成轉子對中組裝。
1、雙支點(diǎn)發(fā)電機
雙支點(diǎn)發(fā)電機應裝上一彈性聯(lián)軸器，對于皮帶驅動(dòng)的發(fā)電機，應確保驅動(dòng)和被驅動(dòng)皮帶輪在同一平面上，以避免發(fā)電機軸承受到軸向負載，推薦使用螺旋式張力裝置對皮帶張力作精確的調節。不正確的皮帶張力將會(huì )導致軸承過(guò)度磨損。
2、單支點(diǎn)發(fā)電機
單支發(fā)電機的對中很重要，需在發(fā)電機底腳下墊薄片，以確保機械加工面的對中。為了運輸及儲存，發(fā)電機機殼止口及轉子連接片上涂有防銹層，必須將防銹層除去。通常用甲苯清洗配合面，清洗完后必須及時(shí)清洗皮膚。
如圖3所示。為了與不同的發(fā)動(dòng)機飛輪套相連接，發(fā)電機可提供以下所列的端蓋—過(guò)渡節套：
端蓋/過(guò)渡節套SAE6、SAE5、SAE4、SAE3、SAE2，其中SAE5和SAE6過(guò)渡節套可配合使用。驅動(dòng)端過(guò)渡節套是設計成與半圓頭螺釘相配的，如圖4所示。如BC18的發(fā)電機是與SAE5的驅動(dòng)端
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圖3 HC5單軸承發(fā)電機連接過(guò)度節套位置圖 |
圖4 柴油發(fā)電機飛輪盤(pán) |
三、對中方法
大型發(fā)電機組通常傳動(dòng)軸很長(cháng)，長(cháng)度大于5m，直徑大于500 mm，這些發(fā)電機組軸系在安裝操作時(shí)，需要多個(gè)軸承支撐座，將這些軸承支撐座準確對中，是一項較復雜且耗時(shí)的工作。大型機械零部件安裝時(shí)孔對中的主要困難在于建立長(cháng)跨距的中心基準線(xiàn)，尤其在多個(gè)孔進(jìn)行對中測量的時(shí)候更為重要，以下是常用的方法。
1、拉鋼絲法
拉鋼絲法是以標準鋼絲作為測量基準線(xiàn)，在兩端軸承座的中心固定一根平行于被測物體的鋼絲，將鋼絲調整到與基準孔同軸，用專(zhuān)用量具來(lái)測量鋼絲與其它孔內徑的間隙，一般測量上下左右4個(gè)點(diǎn)，如圖5所示。
鋼絲的直徑在0.2～0.5 mm之間，在長(cháng)距離測量時(shí)，鋼絲的自重會(huì )導致鋼絲下垂，必須結合鋼絲繞度公式計算加以補償后得到偏差值。由于是人工讀取測量結果，測量的精度約為0.1mm，拉鋼絲法主要適用于一些大型的長(cháng)距離的孔類(lèi)零件的測量，如活塞式壓縮機氣缸、柴油機機體主軸承孔、柴油發(fā)電機組等。
2、上假軸法
上假軸法是指用假軸作為測量基準線(xiàn)，代替真轉子對軸承座進(jìn)行對中，在對中精度要求不高的情況下，若假軸能順利從被測孔徑中自由通過(guò)則認定為已對中，對中精度要求高的情況下，需要將假軸放入被測孔徑中，轉動(dòng)假軸，再利用固定在表架上的百分表進(jìn)行測量。該方法測量精度不高，使用不便，必須定制相應的假軸，且對假軸的表面光滑度、直線(xiàn)度要求較高。上假軸法主要應用于大型發(fā)動(dòng)機、柴油機等生產(chǎn)檢修過(guò)程中。
3、望遠鏡法
望遠鏡法以準直望遠鏡或準直儀等儀器的光軸作為測量基準線(xiàn)，將測量光靶中心調準至各個(gè)測量孔的截面中心處，用望遠鏡觀(guān)測光靶中心點(diǎn)和光軸中心的偏差，采用光學(xué)目視對準法，在長(cháng)距離測量中可以達到較高的精度0.01 mm，但由于測量距離增加會(huì )導致成像模糊，增大目視的主觀(guān)誤差，且受望遠鏡自重及望遠鏡支架的影響較大。望遠鏡法多用于被測孔徑比較大的孔類(lèi)器件，在大型機床、飛機及輪船等制造工業(yè)的應用比較多。
4、激光對中儀
激光對中儀以放置在孔中心的激光發(fā)射裝置發(fā)出的一束準直激光作為測量基準線(xiàn)，激光發(fā)射裝置瞄準接收裝置，將接收裝置安裝在旋轉支架上，并將支架依次固定在待測孔徑內，激光接收裝置與探針相連，探針測量點(diǎn)與PSD的中心距離是一個(gè)恒定值，通過(guò)探針帶動(dòng)PSD旋轉，能夠實(shí)現孔內任意角度的測量，測量原理如圖6所示。
采集被測孔徑不同位置的點(diǎn)，激光打在PSD上的位置會(huì )發(fā)生變化，激光束在接收裝置中掃過(guò)的軌跡可以擬合成一個(gè)圓，經(jīng)過(guò)對中儀計算處理，為每個(gè)測量的孔計算出最適合該小圓的中心及對中需要的調整量。激光對中儀孔對中的精度較高，能夠達到0.001 mm，而且重復性比較好，可以應用于發(fā)動(dòng)機的對中。
四、發(fā)電機與發(fā)動(dòng)機配套安裝的程序
1、裝配前檢查
① 檢查發(fā)電機連接軸外圓表面和軸套內孔表面；應確保其光滑無(wú)凸起點(diǎn)。
② 檢查發(fā)電機連接軸外圓尺寸和軸套內孔尺寸，應符合要求。
2、熱裝發(fā)電機軸套
① 將發(fā)電機軸套加熱至250℃,保溫120分鐘。(現場(chǎng)若無(wú)加溫設備，可將軸套放入機油中加熱。)
② 在發(fā)電機連接軸外表面涂抹清潔的機油(涂抹機油的目的是保護軸與軸套配合表面不被拉傷，便于下次拆卸),將軸套推入聯(lián)結軸。
注意：發(fā)電機軸套應推到底。裝配時(shí)嚴禁擊打軸套端面內孔周?chē)?，以免引起內孔凸起變形?/span>
3、發(fā)電機對中安裝步驟
本文以斯坦福單軸承HC/HCK/LV型發(fā)電機為例。
（1）對發(fā)動(dòng)機，檢查飛輪配合面至飛輪殼配合面的距離，該尺寸公差應在0.5mm內，這樣才能保證發(fā)電機軸承或發(fā)動(dòng)機軸承不受側向推力。
（2）檢查固定法蘭盤(pán)片至固定盤(pán)的螺栓是否上緊，并固定到位。緊固扭矩值見(jiàn)相關(guān)資料。
（3）拆去發(fā)電機驅動(dòng)端網(wǎng)板可操作聯(lián)軸器和過(guò)渡節套螺栓，檢查配合面是否干凈并無(wú)潤滑劑。
（4）HC型發(fā)電機檢查法蘭盤(pán)片是否和過(guò)渡節套止口同心。同心度可在風(fēng)扇和過(guò)渡節套之間墊入楔形木塊來(lái)調節，或者用吊繩通過(guò)過(guò)渡節套窗口將轉子吊起；將發(fā)電機靠攏發(fā)動(dòng)機，注意法蘭盤(pán)片和飛輪罩止口同時(shí)合上。將發(fā)電機向發(fā)動(dòng)機進(jìn)一步靠攏，直至法蘭盤(pán)片和飛輪面接觸，此時(shí)飛輪殼罩止口也正好到位。
（5）將飛輪殼螺釘和盤(pán)片連接螺釘擰上，法蘭盤(pán)片和螺釘間需用厚型墊圈。緊固盤(pán)片連接螺釘時(shí)需對稱(chēng)緊固，以確保對中。HCK/LV型發(fā)電機拆下定位用的雙頭螺栓，并用盤(pán)片連接螺釘擰緊。
（6）擰緊飛輪殼螺釘。
（7）擰緊法蘭盤(pán)片和飛輪的螺釘，如圖6所示。請參閱發(fā)動(dòng)機手冊使用正確的扭矩。
（8）HC型發(fā)電機拆下轉子對中輔助工具（可能是木塊，也可能是螺釘和金屬薄片）。
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圖5 柴油機飛輪殼對中測量 |
圖6 飛輪殼螺釘安裝示意圖 |
總結：
在柴油發(fā)電機組的軸系中，轉軸的中心線(xiàn)與軸承槽的中心線(xiàn)的不重合誤差及傾斜度大小，對傳遞力矩、輸出動(dòng)力產(chǎn)生極大的影響，而且是設備運行安全和使用壽命的關(guān)鍵性技術(shù)指標。實(shí)際上，主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的不對中誤差是設備產(chǎn)生故障的主要原因。為此，在設備安裝和檢修時(shí)，要盡可能地減少中心線(xiàn)不重合誤差和傾斜度，這種減少不重合誤差和傾斜度操作稱(chēng)為軸系對中找正。由于軸系不對中，使各軸承槽的載荷分布產(chǎn)生周期交變的應力，磨損不均，過(guò)早地發(fā)生損壞，縮短使用壽命，而且軸系不對中增大聯(lián)軸節的摩擦，使發(fā)電機組效率下降，運行成本提高。因此，發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機是柴油發(fā)電機組組裝過(guò)程中必須了解的兩種機械，它們的協(xié)同工作需要對中對齊。合適的對中方法和注意事項是保證發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機正確對中的關(guān)鍵。希望本文能夠幫助讀者深入理解這個(gè)問(wèn)題，避免因為對中不精確導致額外的維修和損失。
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