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新聞主題 |
柴油機與發(fā)電機中心線(xiàn)的檢查與校正 |
摘要：組裝柴油發(fā)電機組時(shí)，發(fā)電機與柴油機之間的連接并不是簡(jiǎn)單的連接，而是有嚴格技術(shù)要求的，最突出的表現是在中心線(xiàn)的對正上。也就是說(shuō)，柴油機的曲軸和發(fā)電機軸必須保持在同一中心線(xiàn)上。
一、中心線(xiàn)不正的原因及危害
柴油發(fā)電機組不對中是指轉子的軸心線(xiàn)和定子的軸心線(xiàn)之間不重合，產(chǎn)生一定程度的偏心跡象。通常表現為柴發(fā)機組運行不平穩，振動(dòng)加劇等問(wèn)題。發(fā)電機不對中的原因可能包括軸承不良、轉子松動(dòng)或變形等。
1、中心線(xiàn)不正的表現形式
柴油發(fā)電機組中心線(xiàn)不正，主要表現在兩個(gè)方面一一偏移和交錯。所謂偏移，是指兩軸中心線(xiàn)互相平行，但在上下或左右方向上有一定的距離。所謂交錯，是指兩軸中心線(xiàn)互不平行，而形成一定角度。
2、中心線(xiàn)不正的原因
造成柴油發(fā)電機組中心線(xiàn)不正的主要原因有：發(fā)電機的底座螺母沒(méi)有擰緊，工作時(shí)產(chǎn)生偏移；拆卸維修發(fā)電機時(shí)未將其裝正，或更換橡膠鉸鏈后未仔細進(jìn)行中心線(xiàn)的校正等。
3、不對中的危害
（1）設備損壞：不對中會(huì )導致轉子、軸承等部件的過(guò)度磨損，進(jìn)而導致設備性能下降、故障率增加等問(wèn)題。
（2）生產(chǎn)安全事故：不對中還可能導致柴發(fā)機組振動(dòng)嚴重、設備失衡，最終引起柴油發(fā)電機組強制停機、轉子脫落、飛脫等嚴重安全事故。
（3）運行不穩定：不對中會(huì )影響柴發(fā)機組運行，造成振動(dòng)加劇，能量損失，共振現象等，降低發(fā)電效率。
二、柴發(fā)機組不對中的檢修
以康明斯發(fā)電機組為例，其成套組裝完成后的外形如圖1所示，軸系對中測量點(diǎn)如圖2所示。
1、定期檢查
定期檢查柴油發(fā)電機組軸承、轉子等部位的磨損和偏差情況，確保柴油發(fā)電機組的正常運行和生產(chǎn)安全。
2、維護合理密封
要求柴油發(fā)電機組內部有質(zhì)量良好的密封件。對不對中現象進(jìn)行合適的密封處理，防止粉塵等灰塵進(jìn)入機內，減小對其中不應進(jìn)入的部件造成危害。
3、注意使用環(huán)境
柴油發(fā)電機組在使用時(shí)要注意環(huán)境條件，特別是濕度、溫度等方面，在使用時(shí)進(jìn)行必要的防護和維護，確保柴油發(fā)電機組的正常使用壽命和最大發(fā)電效率。
4、 維修傾斜
查找不同級別的不對中現象，進(jìn)行修復。例如，對于前幾級的輪心不對中，可以進(jìn)行輪心對中；對于整體不對中，需要進(jìn)行修整，并對柴發(fā)機組進(jìn)行重新平衡。
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圖1 康明斯柴油發(fā)電機組成套后外形示意圖 |
圖2 柴油發(fā)電機組中心線(xiàn)對正測量點(diǎn) |
三、影響發(fā)電機對中性的因素
1、軸承間隙
主發(fā)電機轉子軸和柴油機曲軸分別繞各自的軸承中心線(xiàn)轉動(dòng)，但是，當柴油發(fā)電機組運行時(shí)，它們的中心線(xiàn)應該是重合的。對中工作是在靜止狀態(tài)下進(jìn)行的，這時(shí)曲軸落座在其軸瓦的底部。工作時(shí)，曲軸并不是處在這個(gè)位置上。爆發(fā)壓力、離心力以及柴油機機油壓力都會(huì )將曲軸提起使飛輪繞著(zhù)它的實(shí)際中心轉動(dòng)。而主發(fā)電機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 )改變其旋轉軸線(xiàn)。在冷機狀態(tài)進(jìn)行安裝對中時(shí)，柴油機的曲軸中心線(xiàn)要比主發(fā)電機軸中心線(xiàn)稍低。
2、飛輪下垂
柴油機在靜止時(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)得到補償，因為在對中過(guò)程中，它會(huì )導致導向孔或飛輪旋轉外徑比曲軸軸承的實(shí)際中心線(xiàn)低。
3、反扭矩
柴油機在相對軸旋轉方向的反向扭轉趨勢和被驅動(dòng)設備在軸的旋轉方向的旋轉趨勢就是反扭矩。它將自然地隨著(zhù)負荷而增加，以及引起振動(dòng)。這種振動(dòng)在怠速時(shí)感覺(jué)不到，但在帶負荷時(shí)可感覺(jué)到。這通常是由于在反扭矩作用下，底座強度不足而產(chǎn)生過(guò)大的底座撓度，從而改變中心線(xiàn)對中而造成的。
4、熱膨脹
當柴油機和主發(fā)電機達到工作溫度時(shí)，熱擴張或熱膨脹也就隨著(zhù)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中心線(xiàn)之間產(chǎn)生。這種膨脹的大小決定于所用的材料、出現的溫升以及從旋轉中心至安裝腳的垂直距離。
曲軸水平方向的熱膨脹從柴油機的止推軸承向另一端延長(cháng)。當被驅動(dòng)設備連接到柴油機的這一端時(shí)，就要考慮這種熱膨脹。如果被驅動(dòng)設備用螺栓固定到柴油機機體時(shí)，這種膨脹作用是輕微的，因為機體和曲軸差不多以相等的膨脹率膨脹。
水平補償可采用一個(gè)允許柴油機與主發(fā)電機之間作充分相對運動(dòng)的彈性聯(lián)軸節。安裝設備時(shí)，應考慮使水平方向熱膨脹進(jìn)入彈性聯(lián)軸節的工作區，而不是遠離彈性聯(lián)軸節工作區。否則，會(huì )導致曲軸止推軸承負荷過(guò)大。如果要保證柴油機熱機狀態(tài)時(shí)曲軸仍具有端面間隙，則需在冷態(tài)時(shí)就應該留有足夠的間隙。
遠距離安裝的主發(fā)電機的輸入軸位置通常都比柴油機曲軸高。這樣就可以補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。這些因素使曲軸和主發(fā)電機輸入軸的相對位置在靜止狀態(tài)和運行狀態(tài)之間發(fā)生變化。
測量時(shí)柴油機與主發(fā)電機兩部分最好一同旋轉。這樣可以消除千分表上因部件圓度不同造成的誤差。由于彈性聯(lián)軸器會(huì )造成錯誤的讀數，因此在對中時(shí)主發(fā)電機要從柴油機上斷開(kāi)。檢查對中時(shí)必須每90度一個(gè)間隔進(jìn)行測量讀數。
5、電機法蘭加工精確
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)現準確的對中。
6、調整墊片
所有設備下的墊片的厚度最好是可選配的，防止在以后的調整中需要減少墊片時(shí)沒(méi)有合適的墊片可用。墊片組應由防銹材料制成，并應小心裝卸。
7、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，這樣才能準確測出對中值。
快速檢查法需讀數B+D應等于C。當檢查對軸系中性時(shí)，將柴油機和主發(fā)電機軸一起旋轉，這種方法得到的測量值是有效的。
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(wú)潤滑脂、油漆、氧化物或銹蝕和臟物，所有這些均可能造成測量不準確。
四、柴發(fā)機組中心線(xiàn)的校正
以康明斯柴油發(fā)電機組為例，組裝流程如圖1所示。以下內容為柴油機與發(fā)電機中心線(xiàn)的檢查與校正方法。
1、裝上專(zhuān)用工具
將專(zhuān)用工具（包括支臂、圓鐵和調整螺釘）固定在鉸鏈盤(pán)和飛輪的垂直面上，并轉到垂直向上的位置。
2、調整平行螺釘和垂直螺釘
使它們與圓鐵之間保持0.50mm的基準間隙，然后固定緊螺釘。再將飛輪旋轉180°，分別測量平行螺釘和垂直螺釘與圓鐵之間的間隙并作記錄，即可算出兩軸在上下方向每米長(cháng)度內的交錯量和兩軸在上下方向的偏移量。
下面舉例說(shuō)明：
假設測得平行螺釘、垂直螺釘與圓鐵之間的間隙分別為0.65mm和0.20mm。則：交錯量=（0.65-0.50）/0.532=0.28mm/m一一發(fā)電機尾部偏高，偏移量=（0.50一0.20）/2=0.15mm一一發(fā)電機偏高。
3、調整
（1）偏移量
柴油機與發(fā)電機對正偏移如圖2（a）所示。
偏移量的校正方法是：擰松發(fā)電機底座的四只螺釘，適當調整其底座前后墊片的厚度（增減量一偏移量）。例如，若是發(fā)電機偏高，應將發(fā)電機底座各墊片的厚度減小0.15mm，以達到校正其偏移量的目的。
（2）交錯量
柴油機與發(fā)電機對正交錯如圖2（b）所示。
其校正方法是：擰松發(fā)電機的四只底座螺釘，將發(fā)電機的底座略頂起，適當減少底座墊片[增減量（mm）一發(fā)電機前后底座間的距離（m）×交錯量（mm/m）]，然后將發(fā)電機放平（此時(shí)發(fā)電機可能移動(dòng)少許，應使其恢復原位），擰緊四只底座螺釘。最后應進(jìn)行復查，如不符合要求再進(jìn)行校正。調整交錯量的基本規律是：上大下小墊尾部，上小下大去尾部。即測量時(shí)平行螺釘在上面距圓鐵的距離大于平行螺釘在下面（再將飛輪旋轉180°）距圓鐵的距離時(shí)，則用墊片墊發(fā)電機尾部來(lái)調整交錯量。
4、檢查
轉動(dòng)飛輪，使專(zhuān)用工具處于水平方向的左右兩側位置。用上述同樣的方法，檢查其左右（前后）方向的交錯量與偏移量，如兩軸中心線(xiàn)在左右（前后）方向的交錯量和偏移量超過(guò)了允許限度，應移動(dòng)發(fā)電機進(jìn)行校正。校正時(shí)要先校正交錯量后校正偏移量。
5、復查
校正發(fā)電機與柴油機曲軸中心線(xiàn)的交錯量與偏移量后，應進(jìn)行復查，直至柴油機與發(fā)電機中心線(xiàn)的偏移與交錯量符合要求為止。
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圖1 柴油發(fā)電機組對正組裝流程 |
圖2 發(fā)電機中心線(xiàn)不對正示意圖 |
總結：
在柴油發(fā)電機組中，柴油機和發(fā)電機的對中非常重要。如果它們沒(méi)有對中，會(huì )導致轉子的偏轉和轉子的偏心，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。更嚴重的是，不良的對中可能會(huì )導致設備的損壞，使得發(fā)電機組的壽命縮短。因此，對中的意義在于減少振動(dòng)和噪音，保護設備?？偟膩?lái)說(shuō)，柴油發(fā)電機組不對中是一種常見(jiàn)的問(wèn)題，容易導致柴發(fā)機組運行不穩定，設備損壞和生產(chǎn)安全事故發(fā)生，需要對不對中進(jìn)行定期檢查和維護，并且合理地進(jìn)行維修和調整，以確保柴發(fā)機組的正常運行和生產(chǎn)安全。
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