故障檢修與技術(shù)維護(hù)

柴油發(fā)電機(jī)主軸承異響的故障診斷與處理方法

 

導(dǎo)讀：柴油發(fā)電機(jī)主軸承異響是指發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主軸承發(fā)出異常的聲響。主軸承位于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上，承受著曲軸的旋轉(zhuǎn)力和慣性力，所以它的工作非常重要。當(dāng)主軸承出現(xiàn)問題時(shí)，會(huì)產(chǎn)生明顯的異響。為了保持軸承的良好性能，日常必須做好保養(yǎng)、檢測(cè)、檢修、防患于未然。對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)， 平時(shí)的檢測(cè)跟蹤尤為重要，包括軸承的旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)、溫度、潤(rùn)滑劑的狀態(tài)等。今天給大家分享一下總結(jié)的軸承發(fā)出異響的原因，希望能幫到大家。

 

一、主軸承異響的特點(diǎn)

 

      發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承異響的特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：

1. 高頻異響

      發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承異響通常是以高頻聲音出現(xiàn)，聽起來(lái)像是金屬摩擦的聲音。聲音可能會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而加劇。

2. 間歇性聲音

      發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承異響通常是間歇性的，即聲音可能會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，然后又暫時(shí)消失。這是因?yàn)橹鬏S承可能在特定的負(fù)載條件下產(chǎn)生異常聲音。

3. 磨擦聲

      發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承異響通常聽起來(lái)像是金屬之間的摩擦聲，可能會(huì)被形容為嘶嘶聲或嘎嘎聲。聲音可能會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的增加而加劇。

4. 增大的聲音

      發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承異響可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸增大。如果未及時(shí)修復(fù)或更換主軸承，聲音可能會(huì)變得越來(lái)越大，最終可能導(dǎo)致主軸承故障。

5. 伴隨其他異響

      發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承異響可能會(huì)伴隨著其他異響一起出現(xiàn)。例如，曲軸、連桿、活塞環(huán)等零部件的異常聲音也可能會(huì)同時(shí)出現(xiàn)。

      總的來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承異響通常表現(xiàn)為高頻的間歇性磨擦聲，聲音會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而加劇，并可能伴隨其他異響出現(xiàn)。如果發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承異響，應(yīng)及時(shí)檢查和修復(fù)，以避免進(jìn)一步損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。

 

二、軸承檢查

 

      軸承異響是指在發(fā)動(dòng)機(jī)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的異常噪音，通常是由于軸承內(nèi)部零件損壞或磨損所引起的。軸承異響不僅會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，還會(huì)加速軸承的磨損，降低設(shè)備的壽命。因此，對(duì)軸承異響進(jìn)行檢查是非常重要的。 軸承異響檢查標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾個(gè)方面：

1. 觀察軸承外觀

      首先要檢查軸承外觀是否有明顯的損壞或變形，如軸承蓋外圈、內(nèi)圈或滾動(dòng)體的裂紋、變形等，如圖1所示。如果發(fā)現(xiàn)軸承外觀有問題，需要及時(shí)更換。

2. 檢查軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音

      在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要仔細(xì)聽軸承是否有異常噪音。如果軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)噪音，需要進(jìn)一步檢查軸承內(nèi)部是否有損壞或磨損。

3. 檢查軸承磨損情況

      需要拆卸軸承，檢查軸承內(nèi)部零件是否有損壞或磨損，并對(duì)主軸承孔徑進(jìn)行測(cè)量，如圖2所示。如果發(fā)現(xiàn)軸承磨損情況嚴(yán)重，需要及時(shí)更換。

4. 檢查軸承潤(rùn)滑情況

      軸承的潤(rùn)滑情況對(duì)軸承的運(yùn)行非常重要。需要檢查軸承的潤(rùn)滑情況是否正常，如潤(rùn)滑油是否充足、潤(rùn)滑油是否污染等。如果發(fā)現(xiàn)軸承潤(rùn)滑情況不正常，需要及時(shí)更換潤(rùn)滑油或清洗軸承。

5. 檢查軸承安裝情況

      軸承的安裝情況也會(huì)影響軸承的運(yùn)行。需要檢查軸承的安裝是否正確，如軸承是否安裝在正確的位置、軸承是否安裝牢固等。如果發(fā)現(xiàn)軸承安裝情況不正常，需要及時(shí)調(diào)整或更換。

      軸承異響檢查是非常重要的，可以有效避免軸承損壞或磨損，延長(zhǎng)柴油發(fā)電機(jī)的使用壽命。在檢查軸承異響時(shí)，需要仔細(xì)觀察軸承外觀、聽軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音、檢查軸承內(nèi)部零件、檢查軸承潤(rùn)滑情況和檢查軸承安裝情況。只有全面檢查，才能確保軸承的正常運(yùn)行。

 

圖1  主軸承蓋裂紋磁力探傷檢查

圖2  柴油機(jī)主軸承蓋孔徑測(cè)量

 

三、故障分析

 

      曲軸軸承的響聲較連桿軸承的響聲沉重而有力。主要表現(xiàn)為突然加載時(shí)發(fā)出沉悶的“鏜鏜"聲，嚴(yán)重時(shí)還伴有機(jī)體振動(dòng)，發(fā)聲部位一般位于缸體的下部，并隨轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的增大而增大。

1、原因

① 曲軸軸承與軸頸磨損嚴(yán)重或軸承蓋螺栓擰緊力矩不足、松曠，軸承蓋斷裂，曲軸斷裂等，造成徑向間隙過大而發(fā)出撞擊聲。

② 曲軸軸承在裝配時(shí)間隙過小（檢查方法如圖4、圖5所示），使摩擦表面產(chǎn)生過熱而燒毀軸承合金，甚至抱死。

③ 機(jī)油的供給不足或質(zhì)量過差，使?jié)櫥湍るy以形成，造成摩擦表面出現(xiàn)半干或干摩擦。

 

圖4  曲軸主軸承間隙測(cè)量（塑料間隙片位置）

圖5  曲軸主軸承間隙測(cè)量（塑料間隙片）

 

 

2、診斷與處理方法

（1）若曲軸主軸承響發(fā)生在早期或正常使用期，多數(shù)是由于個(gè)別軸承蓋螺栓松動(dòng)或主軸徑潤(rùn)滑油路堵塞，使軸承異常磨損而間隙過大，這時(shí)可做臨近兩缸斷火試驗(yàn)以確定異響軸承的缸位。

（2）若相鄰兩缸斷火后異響聲減小或消失，表明此兩缸間軸承有異響。

（3）若曲軸主軸承響發(fā)生在損耗期，并伴有機(jī)油壓力下降，表明各道軸承間隙均過大，應(yīng)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)大修。

（4）軸承若處于良好的連轉(zhuǎn)狀態(tài)會(huì)發(fā)出低低的嗚嗚或嗡嗡的聲音。若是發(fā)出尖銳的嘶嘶音，吱吱音及其它不規(guī)則的聲音，經(jīng)常表示軸承處于不良的連轉(zhuǎn)狀況。尖銳的吱吱噪音可能是由于不適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑所造成的。不適當(dāng)?shù)妮S承間隙也會(huì)造成金屬異響聲。

（5）若是有間歇性的噪音，則表示滾動(dòng)件可能受損。此聲音是發(fā)生在當(dāng)受損表面被輾壓過時(shí)，軸承內(nèi)若有污染物常會(huì)引起嘶嘶音。嚴(yán)重的軸承損壞會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則并且巨大的噪音。

（6）若是由于安裝時(shí)所造成的敲擊傷痕也會(huì)產(chǎn)生噪音，此噪音會(huì)隨著軸承轉(zhuǎn)速的高低而不同。

 

四、軸承故障實(shí)驗(yàn)方法

 

      聲發(fā)射(AE)是構(gòu)件在受力狀態(tài)下從缺陷處發(fā)出的聲信號(hào)。聲發(fā)射技術(shù)具有連續(xù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)故障產(chǎn)生與發(fā)展過程的特點(diǎn)。從60年代起，聲發(fā)射技術(shù)開始進(jìn)入實(shí)用階段。我國(guó)對(duì)于聲發(fā)射技術(shù)的研究自70年代初開始起步，至今已取得不少成果，但在柴油機(jī)故障診斷方面尚處于起步階段，主軸承故障的聲發(fā)射診斷仍是空白。我們?cè)谶@方面進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究，力圖找出存在故障時(shí)聲發(fā)射信號(hào)的特征及其隨工況變化的規(guī)律，為柴油機(jī)主軸承故障診斷研究做一些基礎(chǔ)的工作。

1、聲發(fā)射及其輔助測(cè)試系統(tǒng)

（1）聲發(fā)射傳感器是信號(hào)接受部分，其作用是將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，受感應(yīng)面應(yīng)和被測(cè)對(duì)象有良好的聲耦合。對(duì)固體試樣，通常應(yīng)用真空脂、凡士林等耦合劑與之接觸。前置放大器的增益一般選為40 dB,以提高抗干擾能力，其頻帶為60 KHz~2 MHz。

（2）主軸承一旦出現(xiàn)干摩擦，必然導(dǎo)致局部溫度的升高。用溫度計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)，不失為一種直觀有效的方法。溫度測(cè)量法的缺點(diǎn)在于有一定的時(shí)間滯后性，溫度測(cè)量?jī)x本身的安裝也可能給主軸承故障帶來(lái)誘因。可以把溫度測(cè)量法作為聲發(fā)射檢測(cè)的輔助方法。

2、實(shí)驗(yàn)過程

      實(shí)驗(yàn)在主軸承試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，因是靜力加載，所以測(cè)出的數(shù)據(jù)和柴油機(jī)主軸承實(shí)際工況有所區(qū)別，但基本原理相同。實(shí)驗(yàn)過程中，首先對(duì)各儀器進(jìn)行調(diào)整和標(biāo)定，然后連接各線路進(jìn)行采樣，測(cè)出正常及故障工況下的聲發(fā)射信號(hào)及溫度變化等。

      實(shí)驗(yàn)中利用示波器對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行直接觀察。用計(jì)算機(jī)采樣系統(tǒng)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采樣記錄，用TEAC磁帶機(jī)對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)記錄轉(zhuǎn)速、載荷情況和軸瓦溫度。

 

總結(jié)：

      軸承是影響柴油機(jī)安全運(yùn)行的重要零件，柴油機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)件中，大多采用主軸承。主軸承采用流體動(dòng)力潤(rùn)滑，曲軸的旋轉(zhuǎn)作用形成油模承載，同時(shí)零件表面對(duì)油膜擠壓產(chǎn)生承載力。柴油機(jī)的軸承承載油膜壓力由旋轉(zhuǎn)油膜壓力和擠壓油膜壓力構(gòu)成。主軸瓦和連桿軸瓦在交變載荷下工作，軸承載荷的方向、大小都是周期變化的，所以軸承內(nèi)不能保持均勻、恒定的承載油膜。在高速、高負(fù)荷，特別是在潤(rùn)滑狀態(tài)不良或進(jìn)入磨料時(shí)，軸承中產(chǎn)生較大的摩擦損失，摩擦損失轉(zhuǎn)變成熱量使軸承溫度升高，降低潤(rùn)滑油粘度，使承載能力下降，再加上軸承座及軸的變形，潤(rùn)滑油流量不足及變質(zhì)等，使軸承工作條件惡化，造成軸承損壞，如磨損、疲勞、腐蝕、穴蝕、沖蝕等。

 

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