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技术与安全知识 |
康明斯柴油发电机组轴错位的危害 |
摘要：九十年代柴油发电机行业传统安装过程中，发动机和发电机的连接基本以双支点衔接为主。双支点的连接方法弊端主要为同心度不太好、噪音大、连接盘上的胶圈容易磨损并且更换也麻烦。在2000年以后康明斯公司采用了单支点连接片衔接就避免了这些问题，不过柴油发电机组安装时配套SAE接口尺寸要辨别清楚，不然会无法安装。
一、轴不对准的危害
1、轴不对准的危害
轴不对准可能是由于轴向对准、平行（或偏移）或角度不对准，如图1所示。没有正确集成的发电机组会增加每个装配单元的应力量，导致一系列潜在的问题如下：
（1）联轴器和地脚螺栓出现故障。
（2）增加了振动和噪声。
（3）提高了橡胶联轴器的温度，并降低了使用寿命。
（4）密封润滑剂泄漏过多。
（5）轴过早和联轴器故障。
（6）轴承和密封件上的过度磨损，导致过早失效。
（7）摩擦增加，导致过度磨损，过度能量消耗，设备过早损坏。
2、解决措施
不正确的对中将会造成过大的振动，从而缩短柴油机和主发电机的轴承以及联接件的使用寿命，而且经常需要重新对中，情况严重时，会造成曲轴断裂等情况，故好的柴油发电机组轴系对中在高速柴油机与主发电机联接设计时非重要。不正确的轴系对中包括面不对中和轴不对中，为消除以上不良对中，需要在组装时很精确的测量各连接件的端面跳动及径向跳动。
（1）端面跳动是指轮缘端面偏离轴中心线垂直线的距离。
（2）径向跳动是指驱动轮的中心平行偏离轴中心线的距离。
图1：轴对齐不当
二、校准过程和设备的类型
1、组装方法
发动机+发电机+水箱+控制器+底架，在配套过程中重要的是发动机和发电机的接口配合，通常发动机和发电机接口都是按照美国汽车工程协会SAE标准设计生产，就是说该标准规定了发动机飞轮和飞轮壳与发电机法兰和传动板的联接尺寸，各个发动机、发电机都按照这个标准规定的尺寸进行生产，所以不同品牌的发动机和不同品牌发电机可以任意组合进行成套。
2、SAE号确认
成套时采购人员需明确发动机的SAE号，采购机组时向康明斯发动机公司要求按照发动机的SAE号进行配套生产即可。发动机的SAE号由在康明斯发动机厂家提供。
3、联轴器尺寸确认
相同的SAE号不同品牌的柴油发电机组一般是不可以替代的，应为SAE号只规定了法兰和传动板的几个重要联接尺寸，并没有规定虽有尺寸，所以各个柴油发电机组厂家生产的法兰和传动除SAE规定的尺寸外，其余尺寸是不一样的，所以不可以更换。
在发电机组行业中使用的三种对准方法包括：目视检查（直尺）、刻度盘指示器和激光引导工具，如表1所示。
表1 轴对准设备和特性概述
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目视检查或直尺对准
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刻度盘指示器对准
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激光引导工具对准
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精度 - -
速度 + +
易用性 + +
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精度 + +
速度 - -
易用性 - -
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精度 + +
速度 +
易用性 +
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目视检查方法的结果是一个粗略的对准，具有快速和相对容易，但高度不准确的优点。
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与目测方法相比，刻度盘指示器提供了更高程度的准确性，因为它需要较高水平的技术技能才能被正确地使用。
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激光校准法是最精确的方法。它快速，易于使用，只需要一个安装，提供始终比刻度表更好的准确性。
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三、发电机对齐过程
建议使用刻度表和激光测量仪器。以下是在发电机组行业中使用的对准端头，用来使用刻度表将单轴承交流发电机和双轴承交流发电机连接到柴油发动机上。交流发电机的业主手册将包括详细的对准过程，这个过程可以通过使用专用的激光对准工具来简化。例如可大致对准发电机组底座或床板上的交流发电机，然后连接柴油发动机和交流发电机。
1、单轴承交流发电机对准
当将单个轴承交流发电机与柴油发动机对齐时，主要目标是确保转子和定子之间的空气间隙保持等距，并且转子完全径向对齐。垫片用于交流发电机的脚的安排，以达到正确的水平。单轴承转子总成如图2所示。请注意以下几点：
（1）柴油机上的曲轴间隙。
（2）转子和定子之间的气隙。
（3）轴向尺寸标注。
（4）通过测量轴与轴承板机加工内径之间的距离来检查径向对准精度。
2、双轴承交流发电机对准
如果在发电机组为冷状态时对齐，则必须适当考虑交流发电机、齿轮箱和柴油发动机的测量值，因为这些测量值将由于热膨胀而增加。单轴承转子总成如图3所示。
（1）根据联轴器制造商的说明对齐联轴器（最小轴向偏移量）。
（2）采用适合特定发电机组合的发动机/交流发电机的柔性接头，尽量减少扭转振动效应。
（3）确保交流发电机已垂直、水平和轴向调平。通过在脚下放置对准元件或垫片来进行必要的调整，以达到水平。
（4）在此过程中，考虑在达到工作温度时轴的线性膨胀。
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图2 斯坦福发电机单轴承转子总成 |
图3 斯坦福发电机双轴承转子总成 |
总结：
柴油发电机组轴对中方法，必须能够保证连轴器及两端设备中轴在一条直线上，减少联轴器运行中的偏转，降低设备及部件的扭曲磨损现象，避免出现设备故障，从而有效延长设备使用寿命。此外，准确对中方法能够避免因设备偏转而导致的发电机组运行故障，确保发电机组能够正常运行，以达到最佳的运转效果。
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