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发电机组是动力机车上的重要设备之一 康明斯如何把握质量关
发布时间:2020-03-16 04:22:23  ▏阅读:

 摘要:发电机组是机机组上的重要设备之一,其工作运行可靠性对整个机机组的正常运行有决定性的影响。SSB电力机机组采用ZD114一A型发电机组,由于设计理念原因,该型发电机质量一直不是很稳定,虽然经过整改已经基本解决问题,但是如果维修、保养不能及时跟上,问题还是可能出现。尤其随着运输任务的增加及万吨列机组的开行,对机机组质量提出更高的要求。介绍了合理的维修和保养技术,以保证电动机机组运行稳定性关键词电动机机组发电机组维修保养。

康明斯发电机组148.jpg

1引言

机辆分公司SS4B型货运电力机机组担任神池南至黄骅港的运输任务。自2003年开始,尤其是机机组在西线投人运用后,机机组运行约10万km后,其zD114一A型脉流发电机组开始出现电刷与换向器异常磨耗的故障,严重影响机机组正常运行。

为解决该问题,株洲电力机机组公司和朔黄铁路公司组成联合攻关小组,对发电机故障成因进行技术分析和攻关。通过对故障发电机解体检测,发现换向器变形是产生发电机故障的根本原因。通过对换向器进行的机械计算及分析,发现日立公司对该换向器的设计存在缺陷,ZD114A型发电机组是从日本日立公司设计引进的产品,其设计理念与方法主要表现在:设计追求精细指标,裕度较小,追求体积小,重量轻,用材省等较多先进指标。但是对运营条件要求苛刻,意外环境控制严格,通俗的说就是抗灾能力较弱。加之机机组设计采用滚动抱轴承结构,较之 SS4改滑动抱轴结构大间隙所起的缓冲吸振作用,减缓轮轨作用冲击的效果要差很多,而且国产化的工艺及材料与日本尚有差距,便导致运用中换向器变形、电刷与换向器异常磨耗的惯性故障。

攻关改进措施包括:改进设计换向器,消除原换向器鸽尾应力超标、换向器螺栓轴向柔度不匹配等缺陷,以及改进换向器生产工艺、提高换向器国产材料的性能参数等,达到提高换向器机械稳定性的目的;通过调整发电机换向极第2气隙,电刷重新选型,调整电刷压力等措施,将发电机换向火花降至合格范围。

发电机改进后的初步效果:2開7年9月发电机已通过型式试验,换向等各项性能完全满足设计要求;检测换向器超速后的变形量,以及解体检测换向器鸽尾塑性变形量。检测结果表明改进后的换向器稳定性远好于原设计发电机的换向器,并于2007年8月 31日及2開7年10月巧日分别在s糾開95、01巧号机机组上装机组,投人运行。截至到2009年6月30 日,分别走行546188、499383 km,发电机运用良好,无换向器变形、异常磨耗故障,可以说,改进基本成功了。随着SS4B机机组大修数量逐渐增加,发电机改进也在按部就班地进行,虽然改进成功,故障基本解决了,但是设计裕度还不是很大,因此对发电机组的维修和保养提出了更严格的要求,否则很有可能再次出现换向器异常磨耗故障。

2发电机修理

最新的方案从发电机的设计、制造工艺和材料进行了全面改进,重点解决换向器的机械稳定陸和发电机的换向性能等,提高了换向器机械稳定性以及改善发电机换向火花。因此在大中修时,除了正常的解体检修、部件清理、定转子外观检查、浸漆及试验等项目外,重点做好换向器下刻、精光及清槽倒角,保证换向器与碳刷间良好的接触,以减少接触火花的发生及电刷的磨耗。下刻云母槽深度1.2、1.5,宽度 1 ·22以30;精光时,用千分表校正转轴两端轴承档,跳动量控制在0·02以内,对换向器进行光刀,最后一次修整进给量不超过0·02;换向器梯排倒角0·5 ×

刷架系统严格按要求调校,电刷压力为340 N+ 2·4 N,并做好中性位的调整。

主从动齿轮匹配使用。牵引齿轮采用渐开线齿形,这种齿形齿轮传动的特点是,在啮合过程中每对轮齿的共轭齿廓接触点总是落在啮合线上,并且各轮齿的接触点是沿啮合线一点一点地依次前进的。齿形渐开线完好的牵引传动齿轮工作运行时,若主动小齿轮匀速转动,则被动大齿轮也匀速转动。但是,当啮合的两个齿轮中,有一个齿轮的齿形渐开线,哪怕是产生很小的偏差时,其轮齿啮合点将偏离啮合线,使得共轭齿廓不是逐点接触,这时齿间将会出现滑动和冲击。使被动大齿轮不能保持匀速转动,并且齿轮负载和发电机转矩会出现冲击。一般转速越高,振动越大,负载越大,振动亦大。

这种主从动齿轮间产生的高频冲击和振动,将直接传递到发电机组上,发电机上不同的部位的振动加速度会增加数倍以至数十倍,尤其是刷握上垂直方向和径向水平方向上,这么剧烈的振动可使压指弹簧的压力明显减弱,从而引起碳刷的跳动甚至碎裂,造成换向恶化、火花增大,甚至于“放炮”。因此在修理中,在齿轮偏差小于规定值时,大小齿轮应配对使用,以保持轮齿原来的啮合面接触,减少因齿轮接触产生的振动对发电机组甚至机机组的不良影响。如果齿根已经磨出台阶,建议用手砂轮小心地将台阶磨去。日常运用中,应使齿轮保持良好的密封和润滑,以减少齿轮的磨耗。

 

3电刷

电刷的材料及制造质量对发电机换向性能影响很大,尽管同一类电刷材料特性相近,实用性能也是有差别的,如果电刷质量不可靠,特别容易引起换向不良、换向器异常磨耗以及换向器表面的损坏。因此采用某种碳刷,不能简单地从价格因素上考虑,主要得从电刷一发电机间的适配性上考虑,要考虑电刷的耐破损、耐磨耗以及最重要的换向火花等指标,合适可靠的电刷会使发电机的维修保养及使用寿命得到很大的改善,使得总的维修费用得到降低。

为进一步改善ZD114-A发电机换向,自2開3年开始,我们选择了多种厂家不同型号的电刷进行运行、试验、对比,经过筛选,质量较稳定的为上海摩根公司生产的CE20电刷及上海沪东公司生产的DHT 电刷。为了选择最优,由南机组发电机有限公司利用其良好的试验设备,对两种电刷再进行电刷选型试验 2 7年6月,发电机公司选用上海摩根公司生产的CE20电刷进行试验,与装于同台发电机上的上海沪东公司的DHT电刷进行对比。此次试验,共试装了5台发电机,热态下作电动机工况和发电机工况、2 个转向的换向试验。以2号发电机(定子号2007一02一

034,转子号07一一107)试验为例,试验结果见表1。

表1 2号发电机电火花试验

 

上海DHT电刷

CE20电刷

工况

旋转方向

额定点

高速点

大电流点

额定点

高速点

大电流点

电动机

顺时针

1

1一

4

1

4

 

1

1

1

逆时针

1

1一

2

1

2

 

 

1

1一

4

 

电机

顺时针

1

2

1

2

 

 

14

 

 

1

2

1

2

 

 

1

1一

4

 

从换向试验结果可看出,与上海沪东DHT电刷对比,上海摩根CE20电刷的换向火花明显降低,火花等级大多降低1个等级,如1 ±级降为1 ±级

 

证明CE20电刷换向性能明显优于DHT电刷,火花等级已降至良好的范围内,且从几年来实际使用中发现,摩根CE20的质量更稳定,电刷硬度的离散性更小,磨耗更均匀。因此选用优质稳定的CE20 电刷将更利于电机稳定运行。

4清洁、通风散热

加强风道清洁度,保持电动机内外的相对干净,提供适量的、质量良好的通风,改善热环境,对电机的可靠性具有很大的促进作用。

电机绕组工作运行温度越高,其绝缘的可靠性就越低,绝缘有机成分的化学反应速度增加,从而使老化和损坏过程加速。

另外由于发电机组工作运行环境恶劣,因此灰尘污染比较严重,尤其是换向器部分,碳刷磨耗的粉尘较多,而强迫通风时,由于电机的构造原因,检查孔对应的这面,换向器及刷架等部位不能彻底吹到,所以容易造成粉尘堆积,这堆积的粉尘特别容易引起换向器环火甚至“放炮",从实际应用中,我们也发现,绝大多数的环火都是发生在这部分。

因此保证风道清洁畅通,以降低换向器工作运行温度,保障换向器的热稳定性。同时在修程中,用干燥清洁的高压风吹扫换向器及刷架圈部分,对减少换向器环火有很好的效果。

5柴油发电机保养

在“治本"的同时,我们也不能疏忽外部的因素。由于朔黄线线路的特点一西高东低,电阻制动、重载下坡特点使得机机组轮对踏面异常磨耗严重,异常磨耗的积累,造成机组轮的不圆顺,加剧了轮轨振动,剧烈的振动的冲击作用所带来的换向工作运行状态的破坏,引发电机组换向恶化,引发严重火花的电弧灼伤,加速了换向器异常磨耗因此,良好的轮对状态,不但利于减少机机组轮轨冲击,有助于机机组、轮轨的保养,更有利于发电机组的换向性能,进一步降低换向器机械火花灼伤。

几年来,经过试验总结,我们发现朔黄线运用的机机组,走行公里超过20万km时,就会出现比较严重的震动,联合运输单位的s G机机组,还出现了齿轮箱裂、抱轴箱裂及圆簧断裂等问题,说明机组轮的不圆顺,不只是影响发电机组换向性能,还影响着机机组的机械稳定性,因此我们选择了机机组每走行18万镟至20万镟修一次轮对,通过观察,按照这样的周期进行保养,除特殊情况外,轮对基本能保持良好的状态。

6结论

康明斯发电机换向器的异常磨耗是由多因素构成的,当然有主、次因素之分,所以坚持“表本兼治"仍然是今后的方向,它不但有利于提高电机可靠性,也有利于改善机机组维护保养和延长使用,在加强工艺、材料的质量同时,做好电机的日常维护及保养,必将产生良好的机机组运行效果。


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