故障檢修與技術(shù)維護(hù)

康明斯柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)過大的原因

 

一、故障現(xiàn)象

 

柴油發(fā)電機(jī)工作中，由于其爆發(fā)力和慣性力的作用，產(chǎn)生一定的振動(dòng)是正常的。在工況、一定時(shí)，其振動(dòng)有一定大小和規(guī)律的。按國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試和評(píng)級(jí)，康明斯系列柴油發(fā)電機(jī)的振動(dòng)是屬于B級(jí)以上（良好級(jí)）的，如發(fā)生振動(dòng)異常，往往有以下現(xiàn)象∶

① 柴油發(fā)電機(jī)各部位振動(dòng)加劇。特別是高壓油管、中冷器、調(diào)速器等部件，用肉眼能看出振動(dòng)。用手觸摸有麻木感覺。

② 伴隨著振動(dòng)的異常，往往還伴有異聲出現(xiàn)。

 

康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)過大示意圖

 

二、后果危害

 

產(chǎn)生振動(dòng)有以下危害∶

（1）使柴油發(fā)電機(jī)本自因振動(dòng)加劇，振動(dòng)應(yīng)力過大，可靠性和壽命下降，嚴(yán)重者引起零部件損壞造成人身安全事故。

（2） 使與之相連工作機(jī)械因振動(dòng)過大造成損壞。

（3）柴油發(fā)電機(jī)過大的振動(dòng)，影響周圍設(shè)備儀器的精度和壽命，還造成機(jī)房的地基共振，就是對(duì)周圍的人員，也產(chǎn)生不利于身心健康的影響。

 

三、原因分析

 

柴油發(fā)電機(jī)工作中，各缸燃燒爆發(fā)力、運(yùn)動(dòng)零件的慣性力，各零件之間的沖擊力、摩擦力是引起柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)的振源。由于柴油發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜發(fā)火次序不同。所以振源也很復(fù)雜，振動(dòng)是難免的。但當(dāng)發(fā)生以下情況時(shí)，便會(huì)使這種振動(dòng)加劇。

① 各缸供油角不均勻，或供油量不均勻、壓縮比不均勻，會(huì)造成各缸爆發(fā)力和作功大小不均，則產(chǎn)生附加力，使柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇。

② 柴油發(fā)電機(jī)活塞及連桿運(yùn)動(dòng)中除產(chǎn)生往復(fù)慣性力外，還有離心慣性力，各缸的這些力不同，就會(huì)造成柴油發(fā)電機(jī)工作不平衡，使振動(dòng)加劇。所以在裝配中，對(duì)活塞.連桿組有嚴(yán)格的質(zhì)量要求。對(duì)康明斯柴油發(fā)電機(jī)，同一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)各缸的質(zhì)量差不得大于100g，當(dāng)超過時(shí)，將導(dǎo)致各缸慣性力不均，使振動(dòng)加劇。

③ 一根平衡良好的曲軸（對(duì)康明斯柴油發(fā)電機(jī)不平衡度誤差<150g）在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，其離心力是平衡的。如各曲拐和平衡塊重量上的誤差將導(dǎo)致曲軸不平衡，因面引起柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇。

④ 同樣道理，飛輪和連接器本身也必須進(jìn)行良好的平衡，才會(huì)不產(chǎn)生因附加不平衡離心力引起的振動(dòng)加劇。對(duì)康明斯 系列柴油發(fā)電機(jī)，當(dāng)連接器的金屬橡膠座重量誤差太大（大于10g），則會(huì)因?yàn)椴黄胶怆x心力造成柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇。

⑤ 飛輪連接細(xì)釘松動(dòng).，飛輪在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生擺動(dòng)，也將造成離心力不平衡，引起振動(dòng)加劇，對(duì) Z8V康明斯和 Z6V康明斯柴油發(fā)電機(jī)，為了平衡不平衡慣性力和慣性力矩，在機(jī)體上裝有倆根平衡軸。當(dāng)平衡軸齒輪位置裝錯(cuò)，則使平衡軸產(chǎn)生的慣性力不但起不到平衡的作用，反而使不平衡力和力矩更大，引起柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇。

⑥ 柴油機(jī)的增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)速度很高，其每分鐘超過30000r/min。轉(zhuǎn)子稍有不平衡，將會(huì)產(chǎn)生大的不平衡力，使增壓器產(chǎn)生很大的振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇。所以當(dāng)轉(zhuǎn)子平衡性不好，或葉輪損壞，均破壞原來的動(dòng)平衡要求，（對(duì)康明斯 系列柴油發(fā)電機(jī)的增壓器，動(dòng)平衡驗(yàn)證時(shí)重心偏移超過 2mm）。會(huì)造成柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇。

 

增壓器工作動(dòng)態(tài)圖

 

⑦ 柴油發(fā)電機(jī)軸承間隙過大，或柴油發(fā)電機(jī)曲軸彎曲時(shí)，造成曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)中沖擊軸承力加大，從而引起柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇。

⑧ 曲軸的減振器是起消減曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的。當(dāng)減振器失效時(shí)，不僅起不到減振作用，還會(huì)因減振器慣性體運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，產(chǎn)生附加離心力，使柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇。

⑨ 柴油發(fā)電機(jī)和工作機(jī)械的對(duì)中有嚴(yán)格要求。無論是端面間隙還是徑向間隙都有一定的數(shù)值要求。當(dāng)對(duì)中不好，便會(huì)造成柴油發(fā)電機(jī)因兩種機(jī)械受力中心不統(tǒng)一面出現(xiàn)振動(dòng)加劇，這是柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)過大的常見原因。同樣道理，柴油發(fā)電機(jī)曲軸和風(fēng)扇安裝對(duì)中不好，也引起柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)加劇）。

⑩ 柴油發(fā)電機(jī)和底座固定釘松動(dòng)或底座剛性不足或基礎(chǔ)薄弱，承受柴油發(fā)電機(jī)沖擊立的能力不足并發(fā)生變形，加劇了柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)。

 

四、排除措施

 

對(duì)柴油發(fā)電機(jī)振動(dòng)異常，平常采用手觸法或千分表測(cè)量法。然后憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。比較科學(xué)的方法是用聲振儀測(cè)試分析法，對(duì)振動(dòng)部位和振動(dòng)性質(zhì)予以判斷。針對(duì)診斷的原因有的放矢的予以排除。

① 對(duì)于安裝和基礎(chǔ)原因造成的振動(dòng)異常，應(yīng)當(dāng)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)重新進(jìn)行對(duì)中、安裝、緊固，使其符合要求。

② 對(duì)于燃油、燃燒不平衡造成振動(dòng)異常，應(yīng)當(dāng)對(duì)燃油、燃燒系統(tǒng)重新進(jìn)行調(diào)整，使供油角、壓縮比、供油量等各缸一致。

③ 對(duì)由曲柄連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)件重量不一致和平衡不好，導(dǎo)致的振動(dòng)異常，應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行配重和平衡試驗(yàn)，使其符合要求。

④ 對(duì)軸承間隙太大或曲軸變形造成的振動(dòng)異常，應(yīng)對(duì)軸承和曲軸進(jìn)行修復(fù)或更換。

⑤ 對(duì)平衡軸齒輪位置裝錯(cuò)造成的振動(dòng)異常，應(yīng)當(dāng)重新按記號(hào)裝配。

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