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改进振动大后的柴油发电机组安装调整工艺

2020-03-18 23:01:36

 1 问题的提出

随着柴油发电机机组不断向高速、大功率方向发展 对行机组安全、机机组设备的可靠程度等提出了更高的要求。机机组在运行中不仅与轨道构成了一个复杂的振动系统 而其本身也是一个繁杂的振动系统 机机组柴油发电机组的安装调整均是一道重要的工序。

2000 年 经杭州机务段大修 或中修 投入运用的机机组 先后有几台机机组出现振动大 司机室电台、喇叭及操纵台振动剧烈 电气间内电气柜振动异常 , 且振动程度随柴油机转速升高而加剧 造成油水管系裂、漏、脱焊及接线松动 影响了机机组的正常运行。

通过添乘和机机组水阻台检查 有关人员对这种振动超常的现象进行了分析 最初认为柴油机与发电机的装配有问题 并对几台典型的机机组在中修前后的柴油机 发电机组进行了跟踪。结果表明 柴油机与主发电机的组装尺寸、状态均符合工艺要求 , 发电机电机轴承及组装也没有问题 但同时发现柴油发电机组的 个弹性支承中 相对的 个橡胶元件局部破损 进而认为是橡胶元件的质量所致。更换新品后 重新安装调整 并达到《 柴油发电机机组段修技术规程》(以下简称段规) 的要求。但机机组投入运用后 ,振动超常的问题仍然存在。较典型的是 3886、3887、3888 号 3 台机机组在 2 次中修期间 ,均因超常振动而吊下机组检查。 2 产生超常振动的原因

2. 1 弹性支承结构因素

发电机组总重约 28 t ,通过 4 个弹性支承座安装在机组架上 ,每个支承约承受 68. 6 kN 的垂向载荷。橡胶支承用来吸收高频颤振 ,缓和柴油发电机组与机组架间的振动和来自线路的冲击振动 ,避免柴油机在工作运行转速范围内产生共振。

 

弹性支承上、下支承座的距离b2H 反映了橡胶元件在承受垂向载荷后变形量的大小。由橡胶元件的静刚度 66. 6 kN/ cm 可知 ,段规中要求 4 个橡胶元件的座面高度差不超过 1 mm ,所对应的是 4 个橡胶元件垂向受力相差不超过 6 kN ,且 4 个橡胶元件受力均匀。

通过对现场试验结果的分析认为 ,柴油发电机组在组装时仅满足 4 个橡胶元件静挠度相差小于 2 mm ,安装后达到 4 个弹性支承座的 H 差Δ H 不大于 1 mm 的要求 ,并不能完全保证 4 个弹性支承的受力在允差范围内 ,而往往是对角 2 点受力较大 ,而非 4 点均匀受力 ,在柴油机工作运行时发生共振 ,产生超常振动。

2. 2 其他因素

从橡胶元件来看 ,由于橡胶元件的制造厂家不同 ,橡胶元件的原形尺寸有一定的差异 ;同时与橡胶元件相配合的上、下支承座的锥形面加工亦存在误差 ;另外 ,机组架上的 4 块座板安装高低状态不同等 , 均有可能造成 4 个弹性支承的受力不一致。4 个弹性支承受力状况最终都反映在弹性元件承受垂向载荷后的变形上。

3 改进后的柴油发电机组安装调整工艺

通常机务段进行机机组中修时 ,大都不具备对机组体上 4 个支承座座面的水平高度进行测试、调整的条件 ,4 座面在机组架上的位置状态只能参照在新造或大修时的测量结果。以前在机组安装调整时为满足检修规程的要求 ,采取调整支承座下的垫片厚度和数量的方法来保证柴油发电机组装机组后的 4 支承 Δ H 不大于 1 mm ,但其结果却影响了机机组机组架 4 个支承座座面的相对位置。通过多次实践、摸索 ,认为采取以下改进工艺较好。

3. 1 增加橡胶元件的试压工艺

锥形弹性元件的结构在承受垂向载荷时 ,其变形可分为垂向静挠度和下部圆周变形两部分 ,因此 , 橡胶元件的试压工艺能够全面反映其性能。在工艺装备上 ,需制作一副试压用工艺胎具 ,并在橡胶元件试压时进行准确的测量 ,记录其自由高度、自由状态下距底高约 50 mm 处圆周尺寸 S 和加载 70 kN 时的静挠度、距底高 50 mm 处圆周尺寸 Si 等数据。

3. 2 调整组装作业

机机组中修作业中 ,吊下柴油机组时 ,分别记录橡胶元件与其相对应的上下支座的配合状况 ,各支承座的加垫厚度 ,并做好标记。

预装柴油发电机组时 ,按记录尺寸复原各支承座及加垫厚度 ,用符合检修规程要求静挠度值的橡胶元件进行组装。预装后检查 4 个支承的Δ H,应不大于 1 mm。检查橡胶元件与上支座的接触 ,应均匀、无间隙 ,测量橡胶元件相应的圆周的尺寸 Si′,并与达到独立加载70 kN 时的圆周尺寸 Si 进行比较 ,此两值可最大相差 8 mm。如 4 个支承的Δ H 超过 1 mm ,或某橡胶元件接触不良 ,锥形面处有间隙、圆周变形量不足时(或某弹性元件接触良好 ,但圆周变形量过大) ,可选择满足 70 kN 时的静挠度值而自由高度不同的橡胶元件进行替换预装 ,以达到Δ H 在 1 mm 内的要求 , 不采用割支承座板的方法来调整支承位置 ,这样即可保证 4 个支承座的高度差的关系。

预装结果为 3 种 ,其相应的调整方案如下 :

(1)Δ H < 1 mm ,接触均匀 ,4 个支承的圆周尺寸

Si′与对应的 Si 的差在 8 mm 以内 ,表明 4 个支承受力一致。

(2)Δ H < 1 mm ,接触均匀 ,1、3 支承的 Si′大于对应的 Si ,且差值超过 8 mm ,表明 1、3 支承受力大于 70 kN ;Δ H < 1 mm ,接触不均匀 ,2、4 支承的 Si′小于对应的 Si ,且差值超过 8 mm ,表明 2、4 支承受力小于 70 kN。

此时可选用静挠度不超限 ,自由高度值大的橡胶元件替换下 2、4 位置的橡胶元件 ,或用自由高度值小的橡胶元件替换下 1、3 位置的橡胶元件。(3)Δ H > 1 mm ,通常此情况出现时 ,4 支承中 , H 最大的支承的锥形面结合处有间隙且较明显 ,其圆周尺寸 Si′与其对应的 Si 相差很大 ( Si - Si′> 8 mm) ;或 H 最小的支承处 ,锥形面结合处无间隙 ,橡胶元件圆周变形很大( Si′- Si > 8 mm) 。

此时先替换最高和最低支承点的橡胶元件达到 Δ H < 1 mm 的情况 ,再进行调整、预装 ,而不采用割支承座板的方法调整支承座高度。预装柴油发电机组后 ,记录 4 个弹性支承的 H , 进行柴油机组安装工序。

4 结束语

此工艺方法通过中修验证 ,效果显著 ,不仅有效地控制了柴油发电机组的安装状态 ,而且降低了橡胶元件的更换成本 ,方法简单 ,减少了安装调整工序的作业时间。在执行此工艺方法后的两年多 ,约100 台发电机组再未发生过此类超常振动。

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