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造成东莞柴油发电机组烧瓦和轴瓦失效现象的原因
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【摘要】东莞柴油发电机在使用过程中,…东莞柴油发电机在使用过程中,随着使用时间的增长,其主要技术性能指标会与初始标准值产生偏离而逐渐下降.应用中,我们要掌握备用东莞柴油发电机曲柄连杆机构常见故障与维修排除方法.
东莞柴油发电机组是社会生产生活的重要动力源,在船舶、核电、化工、交通等多领域广泛使用。柴油机结构复杂、激励源多,长期受不平衡惯性力、爆燃冲击力作用,其运动件、易损件故障频发。当前柴油断齿故障、曲柄连杆机构故障研究成果很多但研究方法较为传统,缺乏对其它关联零部件原因导致的故障进行精确分析的方法,因此常出现故障不能一次性彻底解决的问题。柴油机故障轻则停机维修造成企业和社会巨大经济损失,重则引起机组失控危及人身安全影响企业声誉。因此提高柴油机故障分析诊治水平,发展柴油机故障在线监测诊断技术实现故障预警,降低恶性故障发生概率减小故障损失极具社会和经济价值。本文针对柴油机实际运行中齿轮系与曲柄连杆机构故障频发,严重危害机组稳定安全运行的问题,考虑到实际故障数据缺乏,部分故障进行故障模拟实验难度大、风险高、成本昂贵的现状,采用计算机建模仿真技术,结合实验与实践验证的方式,开展柴油机齿轮系与曲柄连杆机构故障机理与监测研究。
(1)现象与判断
1)烧瓦。烧瓦是指曲轴的主轴颈与主轴瓦之间或连杆轴颈与连杆轴瓦之间因缺少润滑油润滑而咬死。
东莞柴油发电机工作时,如果突然在曲轴箱听到一种“唧、唧”的响声,好像在缺乏润滑油的情况下用大钻头在材质坚硬的钢件上钻孔时所发出的声音,这一般是缺油而发生烧瓦的前兆。同时出现以下三种情况时,一般可判断东莞柴油发电机的轴瓦已烧坏;润滑油温度急剧升高达90℃以上、润滑油压力原来正常后又突然大幅度下降、拆开机油滤清器或清洗油底壳时发现许多轴瓦合金碎末。
烧瓦常常与“所轴”同时出现。轴瓦在运转中出现了不应有的剥离、龟裂、烧损、粘结和严重拉伤等现象,轻者需要更换轴瓦及连杆活塞组,重者会使东莞柴油发电机曲轴颈严重拉伤,甚至还会使曲轴、机体报废。造成东莞柴油发电机烧瓦抱轴的原因虽然是多方面的,但归根到底是其润滑条件被破坏,引起摩擦性质改变成粘附磨损。
2)疲劳剥落。疲劳剥落是由于交变负荷及其作用周次超过材料本身所能承受的极限而发生的损坏现象。
出现疲劳剥落的轴瓦工作表面出现微裂纹,进而向纵深和横向护展,裂纹相互连通时,轴瓦表面层剥落形成不规则的剥落坑。实际使用中,若瓦背垫有异物,造成局部应力集中,也是引起疲劳剥落的原因。合金脱落会导致轴颈和轴瓦配合间隙增大、润滑油压力下降和出现响声(敲击声)。
3)划痕。划痕是指轴瓦表面沿圆周方向出现连续或断续的沟线,轻微的划痕并不影响东莞柴油发电机正常工作,严重的划痕使轴瓦承载面积显著减少。
4)异物嵌入。所谓异物嵌入是指外来颗粒全部或部分嵌入合金层。异物混入润滑油后,在工作负荷作用下被压入合金层。细小颗粒全部嵌入合金层时,通常不会使轴瓦失效,但大于0.3mm的颗粒将不能被合金层全部嵌藏。
5)轴瓦穴蚀。轴瓦穴蚀是因润滑油中形成大量细小的润滑油蒸气泡被挤压破裂而产生很大的 力,冲击轴瓦表面形成凹坑。蒸气泡的形成是由于轴瓦承受的载荷发生波动或波动幅度增加及油中含水或夹带空气所致。
6)擦伤。擦伤是因瞬时缺润滑油,油膜破裂面造成轴瓦工作表面与轴颈表面直接接触,而导致的一种热损坏,其特征为轴瓦和轴颈表面出现擦伤的斑痕,属较为严重的粘着磨损。
(2)轴瓦失效的原因
1)油底壳内润滑油量不足或机油油路不畅通,机油泵不能正常供油或润滑油压力过低,导致润滑不良。
2)润滑油的等级不符合要求,润滑油变质、过脏;气缸套防水橡皮密封圈失效,导致冷却水渗漏到油底壳。
3)轴颈和轴瓦的间隙不符合标准。该间隙影响润滑油膜的形成;间隙过小,则润滑油不易进入轴颈和轴瓦的摩擦表面,无法形成润滑油膜;间隙过大,轴颈与轴瓦间的振动和撞击增大,导致润滑油膜破裂。
4)东莞柴油发电机刚起动,特别是冬季,润滑油尚没有进行充分润滑时,应以很高的速度并满负荷工作,或频繁起动,长时间怠速运转等。
5)东莞柴油发电机长时间超负荷、超转速运转:机体温度高,润滑油粘度下降,不易形成正常的润滑油膜;交变载荷及作用周次超过了轴瓦材料极限;载荷波动或波动幅度增加,使润滑油气泡破裂。
6)使用维护和装配不当,轴颈表面有飞边,以及装配时未清洗干净。
在排除机件本身故障的同时,还要特别注意查找、分析引起故障的原因,如轴瓦失效是由于润滑油压力低、缺润滑油,还是油道有脏堵、油流不畅等原因所致,只有查找到引发故障的终原因并排除后,才能保证东莞柴油发电机可靠工作,以免更换轴瓦后,再次发生同类故障。


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东莞柴油发电机组的拆卸原则和技术要求
1.拆卸原则
为防止各种意外情况发生,保证拆卸顺利进行,在拆卸时要遵循以下原则:
①了解和掌握柴油机及其各部件的结构和工作原理。
②拆卸时要考虑到修理和装配,对于无技术资料和说明书的东莞柴油发电机,在拆卸时一定要对拆卸部件的力矩等做好记录,例如喷油提前角、气门间隙、拧下连杆螺丝的力矩、拆缸盖螺丝的力矩、各部件在拆卸前的相对位置等,以备装配和排除故障时使用。
③不要随意扩大修理范围。
④遵循规定的拆卸原则。
2.安全技术规则
为了保证拆卸工作顺利进行,防止发生人员伤亡、工具器材损坏以及机件变形、锈蚀和错乱返工等,应遵循以下技术规则:
①使用工具要恰当。在拆卸时一定要用东莞柴油发电机专用工具,一般不用活动扳手;在扭紧和拆卸螺丝时,力矩要适当,加长杆一般不要用,防止扭断螺栓;在拆卸时用力要均匀,防止用力过大造成部件损坏。
②防止事故和损伤。不能拆下的部件不要硬拆,要了解该部件的具体结构;拆卸范围不要任意扩大,要根据修理的内容及项目确定,能不拆卸的尽量不拆;拆下来的部件要放置有序,不可乱放在一起:长时间不能修好的零件要作防锈处理;拆下的精密偶件要成对放好。
3.东莞柴油发电机拆卸的一般技术要求
东莞柴油发电机拆卸并不难,但应遵循一定的要求。例如在拆缸盖螺丝时,一定要按对角从外向里逐步拆解,并分2~3次进行。拆缸盖螺丝时不要待一个螺丝拆完后再拆第二个,正确的方法应是一个螺丝拧松后,再拧第二个,逐个依次来回拆卸。
①双头螺丝的拆卸。在拆卸时可用双螺母进行法,一般情况下可不用拆卸。
②锈螺母的拆卸。对于生锈的螺母,可采用先紧后松的方法进行拆卸,也可用喷灯把螺母均匀加热后再进行拆卸。
③过盈配合件的拆卸。一般用专用工具进行拆卸。
④做记号、系标签。这是一项很重要的工作,对于拆卸下的部件,如喷油器、连杆、推杆、挺杆、摇臂、进气门、排气门、气门弹簧、气门锁片、气门卡簧、连杆螺丝、高压油管以及各种垫片等,都要在标签上说明是第几缸的,各种部件之间的相对位置也要说明是第几缸的,因为在东莞柴油发电机运转过程中,各缸的磨损程度均有一定的区别。

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